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在如图所示的xOy平面内,y≥0.5 cm和y<0的范围内存在匀强磁场,磁场方向...

在如图所示的xOy平面内,y≥0.5 cmy<0的范围内存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度均为B=1.0 T,一个质量为m=1.6×1015 kg,带电荷量为q=1.6×107 C的带正电粒子,从坐标原点Ov0=5.0×105 m/s的速度沿与x轴成30°角的方向斜向上射出,经磁场偏转恰好从x轴上的Q点飞过,经过Q点时的速度方向也斜向上(不计重力,π=3.14),求:

(1)粒子从O点运动到Q点所用的最短时间;

(2)粒子从O点运动到Q点所通过的路程.

 

(1)1.028×10-7 s(2)0.051 4n m(n=1,2,3,…) 【解析】试题分析:粒子在磁场中做匀速圆周运动,在没有磁场的区域中做匀速直线运动,粒子经历的周期数越少,则粒子运动的时间就越短;粒子的路程为在磁场中的路程与在没有磁场的区域中的路程的和。 (1)粒子的运动轨迹如图所示 当粒子第一次以斜向上的速度经过Q点时,时间最短;在磁场中运动时间为t1, 洛伦兹力提供向心力:,解得: 粒子的周期为:, 代入数据得:r=0.05m,T=6.28×10-7s 由图可知,粒子在磁场中运动的时间是一个周期 t1=T=6.28×10−7s 在无场区域运动的时间为t2,有: 粒子运动总时间为:t=t1+t2=1.028×10−6s (2)粒子的运动情况可以不断的重复上述情况,粒子在磁场中的路程为: s1=2n•πr(n=1,2,3…) 在无场区的路程为:s2=4nd(n=1,2,3…) 总路程为:s=s1+s2=0.514n(n=1,2,3…)
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考点分析:
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图所示,质量kg的木块A套在水平杆上,并用轻绳将木块与质量kg的小球B相连今用跟水平方向成α=30°角的力N拉着球带动木块一起向右匀速运动,运动中M、m相对位置保持不变,取g=10m/s2求:

1.运动过程中轻绳与水平方向夹角θ

2.木块与水平杆间的动摩擦因数μ

3.为多大时,使球和木块一起向右匀速运动的拉力最小?

 

 

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奥地利极限运动员菲利克斯·鲍姆加特纳乘气球升至约39 km的高空后跳下,经过420秒到达距地面约1.5 km高度处,打开降落伞并成功落地,打破了跳伞运动的多项世界纪录.取重力加速度的大小g10 m/s2.

(1)若忽略空气阻力,求该运动员从静止开始下落至1.5 km高度处所需的时间及其在此处速度的大小;

(2)实际上,物体在空气中运动时会受到空气的阻力,高速运动时所受阻力的大小可近似表示为fkv2,其中v为速率,k为阻力系数,其数值与物体的形状、横截面积及空气密度有关.已知该运动员在某段时间内高速下落的vt图象如图所示.若该运动员和所带装备的总质量m100 kg,试估算该运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数.(结果保留1位有效数字)

 

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学校实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线,某同学想通过实验测定其实际长度,该同学首先测得导线横截面积为10,查得铜的电阻率为17 ,再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻,从而确定导线的实际长度。

可供使用的器材有:

电流表:量程06A,内阻约0

电压表:量程3V,内阻约为9kΩ

滑动变阻器:最大阻值

滑动变阻器:最大阻值20Ω

定值电阻:

电源:电动势6V,内阻可不计

开关、导线若干。

回答下列问题:

1)实验中滑动变阻器应选_____(选填),闭合开关S前应将滑片移至___(选填“a”“b”)端。

2)在实物图丙中,已正确连接了部分导线,请根据图甲电路完成剩余部分的连接。

3)调节滑动变阻器,当电流表的读数为050A,电压表示数如图乙所示,其读数为________V

4)根据电路图用公式,可求得导线实际长度为_________

 

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光电计时器是一种研究物体运动情况的常见仪器.当有物体从光电门通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.现利用如图甲所示装置探究物体的加速度与合外力、质量关系,其 NQ是水平桌面,PQ是一端带有滑轮的长木板,12是固定在木板上的两个光电门(与之连接的两个光电计时器没有画出),间距为.小车上固定着用于挡光的窄片K,测得其宽度为d,让小车从木板的顶端滑下,光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1t2

1)该实验中,在改变小车的质量M或沙桶的总质量m时,需保持M     m(填>或<或=或>>或<<),这样做的目的是                    

2)用测得的物理量xdt1t2计算加速度的表达式为a =        

3)某位同学经过测量、计算得到如下表数据,请在图乙中作出小车加速度与所受合外力的关系图像.

组别
 

1
 

2
 

3
 

4
 

5
 

6
 

7
 

M/kg
 

058
 

058
 

058
 

058
 

058
 

058
 

058
 

F/N
 

010
 

015
 

020
 

025
 

030
 

035
 

040
 

a/m·s-2
 

013
 

017
 

026
 

034
 

043
 

051
 

059
 

 

4)由图象可以看出,该实验存在着较大的误差,产生误差的主要原因是:                 

 

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如图所示,竖直放置的两块很大的平行金属板ab,相距为dab间的电场强度为E,今有一带正电的微粒从a板下边缘以初速度v0竖直向上射入电场,当它飞到b板时,速度大小不变,而方向变为水平方向,且刚好从高度也为d的狭缝进入bc区域,bc区域的宽度也为d,所加电场的场强大小为E,方向竖直向上,磁感应强度方向垂直纸面向里,磁场磁感应强度大小等于,重力加速度为g,则下列关于微粒运动的说法正确的是(  )

 

A. 微粒在ab区域的运动时间为

B. 微粒在bc区域中做匀速圆周运动,圆周半径r=2d

C. 微粒在bc区域中做匀速圆周运动,运动时间为

D. 微粒在abbc区域中运动的总时间为

 

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