小顾老师在疫情期同,遵从党和国家的号召,在家抗战,期间重温了《哈利波特》系列电影,除了沉溺于“赫敏”、“卢娜”的颜值外,更是对“死亡圣器”的标志产生了兴趣,遂编下此题。其标志可简化为一个正三角形abc与其内切圆组成,圆的半径为R,三个切点分别为D、O、E,图形被aO分割为相同两部分,在左右半圆内分别存在着垂直纸面的匀强磁场和,其余地方均无磁场,在D处有一挡板,其余部分没有实物阻挡,今从O点朝着a发射一质量为m,电量为+q的粒子,速度大小为v,不考虑重力作用,且碰撞无能量损失。
(1)若与完全相同,为了使电荷以垂直ab的速度方向打在D上,求的大小和方向;
(2)接(1)问,当粒子从D处反弹后第一次经过aO时,保持方向不变,改变大小;同时改变的大小,且使其方向与原来相反。为了使粒子能回到O点,求与大小满足的关系式;
(3)接(1)问,当粒子从D处反弹后,大小方向均不变,改变的大小,且使其方向与原来相反,最终粒子从右半圆射,且粒子射出磁场时的速度方向相对刚进入右半圆时偏转了30°,求的大小。
在倾角的斜面上,沿下滑方向铺两条平行的光滑直导轨,导轨足够长,导轨间距为,两者的底端a和b用的电阻相连,如图所示。在导轨上垂直导轨放置一根金属杆cd,其质量。今垂直于斜面加一匀强磁场B,当金属杆以的速率匀速下滑时,R中感应电流的方向为从a到b,设导轨和金属杆的电阻都不计,g取,,,求:
(1)杆匀速运动时R消耗的电功率P;
(2)匀强磁场B的大小和方向。
某同学设想运用如图甲所示的实验电路,测量未知电阻Rx的阻值、电流表A的内阻和电源(内阻忽略不计)的电动势,实验过程中电流表的读数始终符合实验要求。
(1)为了测量未知电阻Rx的阻值,他在闭合开关之前应该将两个电阻箱的阻值调至_______(选填“最大”或“最小”),然后闭合开关K1,将开关K2拨至1位置,调节R2使电流表A有明显读数I0;接着将开关K2拨至2位置。保持R2不变,调节R1,当调节R1=34.2 Ω时,电流表A读数仍为I0,则该未知电阻的阻值Rx=_______ Ω。
(2)为了测量电流表A的内阻RA和电源(内阻忽略不计)的电动势E,他将R1的阻值调到R1=1.5 Ω,R2调到最大,将开关K2拨至2位置,闭合开关K1;然后多次调节R2,并在表格中记录下了各次R2的阻值和对应电流表A的读数I;最后根据记录的数据,他画出了如图乙所示的图象,根据你所学知识和题中所给字母写出该图象对应的函数表达式为:_______;利用图象中的数据可求得,电流表A的内阻RA=__Ω,电源(内阻忽略不计)的电动势E=_____ V。
某同学利用如图所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处),从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个计数点,相邻计数点间的距离如图所示,打点计时器电源的频率为50 Hz。
(1)通过分析纸带数据,可判断物块在两相邻计数点____和____之间某时刻开始减速.
(2)计数点5对应的速度大小为___m/s(保留三位有效数字)
(3)物块减速运动过程中加速度的大小为a=__ m/s2(保留三位有效数字)
如图,一固定且足够长的斜面MN与水平面的夹角,斜面上有一质量为3m、上表面光滑且下端有挡板P的长木板A沿斜面匀速向下运动,速度大小,现将一质量为m的小滑块轻轻地放在长木板上,当小滑块运动到挡板P时(与挡板碰前的瞬间),长木板的速度刚好减为零,之后小滑块与挡板发生第1次碰撞,以后每隔一段时间,小滑块就与挡板碰撞一次,小滑块始终在长木板上运动,已知小滑块与挡板的碰撞为弹性碰撞且磁撞时间极短,重力加速度,,,下列说法正确的是( )
A.小滑块在长木板上下滑过程中,长木板的加速度大小为
B.小滑块放在木板上的瞬间,其与P的距离为
C.小滑块与挡板第1次碰撞后的瞬间,小滑块的速度大小为1.5m/s
D.小滑块与挡板第2次碰撞后的瞬间,小滑块的速度大小为1.5m/s
某空间站在赤道上空轨道半径为的圆形轨道Ⅲ上绕地运行的周期为T,运行方向与地球自转方向相同,赤道上某城市的人每三天恰好四次看到空间站掠过其正上方。假设某时刻,空间站补给卫星从与地心距离为的圆轨道Ⅰ上B点变轨进入椭圆轨道Ⅱ,并在A点与空间站完成对接后合为一体,补给卫星由B到A运动的时间为t,地球自转周期为,则( )
A.
B.
C.补给卫星在图中椭圆轨道Ⅱ上A点的速度大于其在轨道Ⅲ的速度
D.补给卫星由图中椭圆轨道进入圆轨道Ⅲ过程中,机械能增大