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如图所示,圆形空腔内存在磁感应强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场,空腔半径为R...

如图所示,圆形空腔内存在磁感应强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场,空腔半径为R。空腔左侧存在方向向右的匀强电场,电场强度为E。一质量为m,带正电的粒子从距离空腔壁l0处由静止出发,由圆形空腔上的S孔进入磁场区域,与空腔内壁撞击3次后仍由S孔飞出,撞击前后速度大小不变,方向相反,粒子所受的重力不计。求:

1)带电粒子的比荷

2)粒子距离S孔至少多远由静止释放,粒子在空腔中运动时间最短,最短时间为多少?

3)若粒子能够由S孔射出,求释放点离S孔的距离x需满足的条件。

 

(1)(2)3l0 ;(3)x=l0 tan2(),最少撞击2次,则n为大于或等于2的整数 【解析】 (1)粒子在加速电场中由动能定理得:Eql0=mv02 粒子在磁场中的运动轨迹如图1所示: 撞击3次后离开磁场,轨迹半径: 联立解得: (2)粒子在磁场中运动的周期: 粒子在磁场中转动时间:,θ为粒子运动轨迹对应的圆心角 最短时间对应最小圆心角,当粒子在磁场中撞击2次时,圆心角最小,运动时间最短,如图2所示: 根据几何关系: 粒子在电场中加速,有:Eql=mv′2 联立解得: l=3l0 此时运动时间: (3)由动能定理得:Eqx=mv2 撞击n次后离开磁场,则,则 可得: 联立可得: x=l0 tan2 最少撞击2次,则n为大于或等于2的整数。  
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考点分析:
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1)某同学利用半圆形玻璃砖做测定玻璃的折射率的实验。光线沿着半径方向射到半圆形玻璃砖的圆心上,实验光路如图甲所示。从图a到图b到图c是入射角度逐渐增大的过程,角度增大到一定程度折射光线刚好消失,如图c。可以得出结论,随着入射角的逐渐增大,折射角________。该同学想利用插针法确定图c中的光路,如图乙,将P1P2竖直插在入射光线上后,在玻璃砖的右侧如何插下P3________。最后作得完整光路如图丙,并用量角器测得入射角θ等于37°,可以得出玻璃砖的折射率为______。(已知sin 37°0.6cos 37°0.8

 

2)为了做探究碰撞中的不变量实验,某同学设计了如图所示实验,质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点,质量为mB的钢球B放在离地面高度为H的平台边缘N点上(O点在N点正上方),悬线在A球释放前伸直,且悬线与竖直线的夹角为αO点到A球球心的距离为LA球释放后摆动到最低点时恰与B球正碰,碰撞后,A球把轻质指示针OC推到与竖直线夹角β处,B球落到地面上,地面上铺一张盖有复写纸的白纸D。保持α角度不变,多次重复上述实验,白纸上记录到多个B球的落点,测量落点到平台的水平距离并取平均值s。得出的表达式为__________________。(利用图中的物理量表示)

 

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如图甲所示是丽水遂昌的乌溪江空中漂流,皮划艇先沿滑道下滑,之后达到较大速度离开滑道冲上江面。现简化为图乙模型,ABDE都是长为x113 m、高为h5 m的倾斜直轨道(AB轨道和DE轨道错位),BCD是半径R3 m的水平半圆轨道,EF是长为x24 m的水平直轨道,各轨道平滑连接,皮划艇在各直轨道上运动时的阻力恒为重力的0.1倍,在半圆轨道上运动时的阻力恒定。现有质量m150 kg的载人皮划艇从A点静止下滑,经过半圆轨道中点C时的速度为8 m/s,皮划艇可视为质点,g10 m/s2,求:

1)皮划艇运动至C点时所需的向心力及从A点运动至C点过程中损失的机械能;

2)皮划艇在半圆轨道BC段克服阻力做的功;

3)实际情况下,若皮划艇入水时艇身倾斜程度超过30°,皮划艇有穿入水中的危险,为保障安全,水平直轨道EF离水面的高度H最大值为多少?

 

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20161118日,神舟十一号飞船在内蒙古主着陆场成功着陆,航天员景海鹏、陈冬凯旋,中国第6次载人航天圆满完成。飞船返回要经历分离、调姿等一系列过程,现就最后阶段简化如下:返回舱沿竖直方向下落,某时刻打开主伞,产生36 000 N的阻力,使返回舱经过36 s速度由80 m/s匀减速至8 m/s,此后匀速下落,当返回舱下落到离地高度1 m时,反冲发动机点火,产生向上的120 000 N的恒定推力(此时主伞失效,空气阻力不计),最终返回舱以低速成功着陆。g10 m/s2

1)求返回舱打开主伞匀减速阶段的加速度大小;

2)求返回舱的质量;

3)求返回舱最终的着陆速度大小。

 

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钱华同学的爸爸是个电气工程师,钱华经常看到爸爸在用多用电表进行一些测量.在高中物理课堂上学习了多用电表的用法之后,爸爸给他出了一道题目,让他通过测量找到发光二极管的负极.

   

(1)钱华同学做了如下两步具体的操作:第一,将多用电表选择开关旋转到电阻挡的×1档,经过______之后,他把红表笔接在二极管的短管脚上,把黑表笔接在二极管的长管脚上,发现二极管发出了耀眼的白光,如图甲所示;然后他将两表笔的位置互换以后,发现二极管不发光.这说明二极管的负极是________(填写长管脚或者短管脚)所连接的一极.

(2) 钱华同学的好奇心一下子就被激发起来了.他琢磨了一下,然后又依次用电阻挡的×1档,×10档,×100档,×1k档分别进行了二极管导通状态的准确的测量,他发现二极管发光的亮度越来越______(填写或者),请帮助他分析一下具体的原因:________________

(3)钱华同学的兴趣越来越浓厚,他思考这个发光二极管是否象普通电阻一样,两端电压与通过的电流成正比呢?他求助物理实验室老师探究该二极管的伏安特性,测绘它的伏安特性曲线,通过实验,测得发光二极管两端电压U和通过它的电流I的数据如下表:

U/V

0

1.50

1.80

1.90

2.00

2.08

2.19

2.33

I/mA

0

0

0.01

0.02

0.04

0.06

0.09

0.20

U/V

2.43

2.51

2.56

2.62

2.70

2.82

2.87

 

I/mA

0.50

0.80

1.00

3.00

5.00

9.00

11.01

 

 

①请在下图乙中以笔画线代替导线,按实验要求将实物图中的连线补充完整_______

②请你根据少年科学家们实验时收集到的数据,在图丙所示的坐标纸中画出该发光二极管)的伏安特性曲线(I­U图线)______

 

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甲同学准备做探究功与物体速度变化的关系实验,乙同学准备做验证机械能守恒定律实验。

1)下列所列器材中,甲、乙同学均要使用的器材是____________(填字母代号,单选)。

A.带铁夹的重锤

B.钩码 

C.秒表 

D.电火花打点计时器 

E.小车 

F.弹簧秤

2)如图所示是实验中得到的纸带,根据纸带测量结果计算b点对应的速度为______m/s(保留三位有效数字)。

 

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