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某种回旋加速器的设计方案如图甲所示,图中粗黑线段为两个正对的极板,两个极板的板面...

某种回旋加速器的设计方案如图甲所示,图中粗黑线段为两个正对的极板,两个极板的板面中部各有一狭缝(沿OP方向的狭长区域),带电粒子可通过狭缝穿越极板(如图乙所示),当带电粒子每次进入两极板间时,板间电势差为U(下极板高于上极板电势),当粒子离开两极板后,级间电势差为零;两细虚线间(除开两极板之间的区域)既无电场也无磁场;其他部分存在匀强磁场,磁感应强度方向垂直于纸面。在离子源S中产生的质量为m、电荷量为qq0)的离子,由静止开始被电场加速,经狭缝中的O点进入磁场区域,O点到极板右端的距离为D,到出射孔P的距离为4D。已知磁感应强度大小可以在零到某一最大值之间调节,离子从离子源上方的O点射入磁场区域,最终只能从出射孔P射出。假设如果离子打到器壁或离子源外壁则即被吸收。忽略相对论效应,不计离子重力,求:

1)磁感应强度可能的最小值;

2)调节磁感应强度大小为B1,计算离子从P点射出时的动能;

3)若将磁感应强度在( )范围内调节,写出离子能从P点射出时该范围内磁感应强度B所有的可能值;并计算磁感应强度B2时,离子在磁场中运动的时间。

 

(1);(2) 【解析】14.【解析】 (1)设离子从O点射入磁场时的速率为v,有: 设离子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为r,有: 若离子从O点射出后只运动半个圆周即从孔P射出,有: r=2D 此时磁感应强度取得最小值,且最小值为: (2)若B1=,根据得 r1= 可知离子在磁场中运动半圈后将穿过上极板进入电场区域做减速运动,速度减到零后又重新反向加速至进入时的速率,从进入处再回到磁场区域。因为r1=,这样的过程将进行2次。  
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考点分析:
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如图所示,质量m2kg的物块(可视为质点)静止于高出水平地面h1.8m的粗糙平台上的A点,现用F12N的水平恒力拉物块一段时间后撤去,物块继续滑行一段位移后从平台边缘上的B点飞出,落地点与平台右边缘的水平距离x1.2mAB两点间的距离L13m,物块与台面间的动摩擦因数0.1,空气阻力不计,取g10m/s2。求:

1)物块离开平台时的速度大小v

2)力F作用的时间t

 

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某物理兴趣小组想测量某玩具汽车的电池(电动势约为1.5V,内阻约为1Ω)的电动势和内阻。

1)张同学用电压表直接接在该电池两端,粗略测量电池的电动势,这样测出的电动势比真实值_____(填“偏大”或“偏小”)

2)李同学按照图甲所示电路,选定合适的器材,正确连接好实验电路。已知滑动变阻器的最大阻值远大于保护电阻R0的阻值。闭合开关后,发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P,电压表的示数几乎不变,而电流表的示数几乎为零。若电路中只有一处故障,则该故障可能是______。(填选项前的字母)

Abc间断路

Bb间短路

C.保护电阻R0断路

3)王同学利用图乙所示电路测量电池的电动势和内阻,经正确操作后得到几组数据,并根据这几组数据作出电压表示数U的倒数随变阻器R的阻值的倒数变化的规律如图丙所示。由图象可知,该电池的电动势为______V,内阻为______Ω。(结果均保留两位有效数字)

 

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某同学利用图甲所示装置验证机械能守恒定律。

1)该同学用10分度游标卡尺测量钢球的直径,测量结果如图乙所示,则钢球的直径d_______cm

2)他将钢球自A点由静止释放,计时装置测得钢球通过光电门B的时间t2.80ms,则钢球通过光电门B时的速度大小为_______m/s。(结果保留三位有效数字)

3)他用毫米刻度尺测得AB间的距离为h,已知当地的重力加速度大小为g,则只需等式gh_____成立,就说明钢球下落过程中机械能守恒。(用题目中涉及的物理量符号表示)

 

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如图所示,轻弹簧一端固定于倾角为<45°)的光滑斜面(固定)上方的O点,O点到斜面的距离OQ等于弹簧的原长L,弹簧另一端与小滑块(可视为质点)连接。在斜面上移动滑块至P点,使弹簧处于水平状态。现将滑块从P点由静止释放,滑块沿斜面运动到O点正下方M点,该过程中弹簧始终在弹性限度内。重力加速度大小为g,下列说法正确的是

A. 滑块经过Q点时的速度最大

B. 滑块从P点运动到Q点的过程中,其加速度一直在减小

C. 滑块经过M点时的速度大于

D. 滑块从P点运动到Q点过程动能的增量比Q点运动到M点过程动能的增量小

 

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如图所示,质量为3kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面,质量为2kg的物体B用细线悬挂,A、B间相互接触但无压力。取g=10m/s2。某时刻将细线剪断,则细线剪断瞬间

A. BA的压力大小为12N

B. 弹簧弹力大小为20N

C. B的加速度大小为4m/s2

D. A的加速度为零

 

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