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如图所示,荧光屏MN与x轴垂直放置,荧光屏所在位置的横坐标x0=60cm,在第一...

如图所示,荧光屏MNx轴垂直放置,荧光屏所在位置的横坐标x0=60cm,在第一象限y轴和MN之间存在沿y轴负方向的匀强电场,电场强度E=1.6×103N/C,在第二象限有半径R=5cm的圆形磁场,磁感应强度B=0.8T,方向垂直xOy平面向外。磁场的边界和x轴相切于P点。在P点有一个粒子源,可以向x轴上方180°范围内的各个方向发射比荷为=1.0×108C/kg的带正电的粒子,已知粒子的发射速率v0=4.0×106m/s。不考虑粒子的重力、粒子间的相互作用。求:

1)带电粒子在磁场中运动的轨迹半径;

2)粒子从y轴正半轴上射入电场的纵坐标范围;

3)带电粒子打到荧光屏上的位置与Q点的最远距离。

 

(1)5cm(2)0≤y≤10cm(3)9cm 【解析】 考查带电粒子在匀强磁场中的运动。 (1)带电粒子进入磁场受到洛伦兹力的作用做圆周运动,由洛伦兹力提供向心力得: 解得: (2)由(1)问可知r=R,取任意方向进入磁场的粒子,画出粒子的运动轨迹如图所示, 由几何关系可知四边形PO′FO1为菱形,所以FO1∥O′P, 又O′P垂直于x轴,粒子出射的速度方向与轨迹半径FO1垂直,则所有粒子离开磁场时的方 向均与x轴平行,所以粒子从y轴正半轴上射入电场的纵坐标范围为 (3)假设粒子没有射出电场就打到荧光屏上,有 解得: 说明粒子离开电场后才打在荧光屏上。设从纵坐标为y的点进入电场的粒子在电场中沿x轴方向的位移为x,则 代入数据解得: 设粒子最终到达荧光屏的位置与Q点的最远距离为H,粒子射出电场时速度方向与x轴正方向间的夹角为θ, 所以 由数学知识可知,当时,即时H有最大值 所以  
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如图所示,一个质量为m1=2kg的小球a用一根长为R=1.25m的轻绳悬挂于O点静止。小球a的右侧水平地面上有一竖立支架,支架上放置另一小球b,两小球刚好接触但之间无弹力,且两球球心在同一水平线上,小球b的质量为m2=4kg,支架高h=3.2m。现把小球a拉至左侧与O点等高处,此时轻绳刚好拉直,然后由静止释放球a,到达最低点时两球相碰,碰后球a向左做圆周运动,上升的最大高度为h′=0.05m。小球b碰后的瞬间立即受到一个大小F=20N的水平向右恒力。取g=10m/s2。求:

(1)碰撞前后的瞬间轻绳的弹力大小之比;

(2)b着地时的动能。

 

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湖南卫视推出了大型户外竞技类节目《快乐向前冲》,是体力与耐力展现的一个体能竞赛活动.节目的场地设施如图所示,AB为水平直轨道,上面安装有电动悬挂器,其质量为M=100kg,可以载人运动,水面上漂浮着一个半径R=1.5m、始终在匀速转动且铺有海绵垫的转盘,转盘的轴心离平台的水平距离为L=8m,平台边缘与转盘平面的高度差为H=5m.选手抓住悬挂器可以在电动机的带动下,从A点下方的平台边缘处沿水平方向做初速度为零、加速度为a=2m/s2的匀加速直线运动.选手必须作好判断,在合适的位置释放,才能顺利落在转盘上.现有两位选手参与挑战,选手甲质量为50kg,选手乙质量为60kg,两位选手均不计身高,悬挂器与AB轨道之间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g=10m/s2

1)选手甲抓住悬挂器,电动悬挂器开动仅1s,这位选手因害怕呼救,于是第2s末悬挂器牵引力立即减为零,第3s末选手甲掉落,电动悬挂器最终停在D点,求AD的距离;

2)选手乙抓住悬挂器加速,求加速阶段悬挂器对他的拉力大小;

3)选手乙从某处C点释放能恰好落到转盘的圆心上,则他是从平台出发后多长时间释放悬挂器的?

 

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某同学设计了一个测量金属丝电阻率的实验方案,实验室提供的器材有:

A.电流表G(内阻Rg=99Ω,满偏电流Ig=3mA)

B.电流表A(内阻约为0.2Ω,量程为0~0.6A)

C.螺旋测微器

D.阻箱R0(0 -9999Ω 0.5A)

E.滑动变阻器R(5Ω2A)

F.干电池组(6V0.05Ω)

G.一个开关和导线若干

他进行了以下操作:

(1).用多用电表粗测金属丝的阻值:当用×10Ω”挡时发现指针偏转角度过大,他应该换用__________(×1Ω”×100Ω”),换挡并进行一系列正确操作后,指针静止时如图1所示,则金属丝的阻值约为__________Ω.

(2).该同学为了较精确测量金属丝的阻值,设计了如图2实验电路,其中将电流表G与电阻箱串联改装成量程为0~3V的电压表,则电阻箱的阻值应调为R0=__________Ω.

请根据提供的器材和实验需要,将该同学设计的电路图补画完整___________

(3).实验数据的测量与电阻率的计算,如果金属丝的长度用L表示,直径用d表示, 电路闭合后,调节滑动变阻器的滑片到合适位置,电流表G的示数为I1,,电流表A的示数为I2,请用已知量和测量量写出计算金属丝电阻率的表达式=__________

 

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现要测量滑块与木板之间的动摩擦因数,实验装置如图a所示。表面粗糙的木板端固定在水平桌面上,另一端抬起一定高度构成斜面;木板上有一滑块,其后端与穿过打点计时器的纸带相连;打点计时器固定在木板上,连接频率为50Hz的交流电源。接通电源后,从静止释放滑块,滑块带动纸带打出一系列的点迹。

(1)b给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0123456是实验中选取的计数点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)2356计数点的距离如图b所示。由图中数据求出滑块的加速度a=___________m/s2(结果保留三位有效数字)

(2)已知木板两端的高度差为h、木板的水平投影长度为x、重力加速度为g,则滑块与木板间的动摩擦因数的表达式μ=___________

 

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如图所示,粗糙绝缘的水平面附近存在一平行于水平面的电场,其中某一区域的电场线与x轴平行,在x轴上的电势q与坐标x的关系如图中曲线所示,曲线过(0.14.5)和(0.153)两点,图中虚线为该曲线过点(0.153)的切线,现有一质量为0.20kg、电荷量为+2.0×108C的滑块P(可视为质点),从x0.10m处由静止释放,其与水平面的动摩蓀因数为0.02,取重力加速度g10m/s.则下列说法中正确的是(  

A.滑块P运动过程中的电势能先减小后增大

B.滑块P运动过程中的加速度先减小后增大

C.x0.15m处的电场强度大小为2.0×106N/C

D.滑块P运动的最大速度为0.1m/s

 

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