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如图所示,一有界匀强磁场垂直于xOy平面向里,其边界是以坐标原点O为圆心、半径为...

如图所示,一有界匀强磁场垂直于xOy平面向里,其边界是以坐标原点O为圆心、半径为R的圆.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,从磁场边界与x轴交点P处以初速度大小v0、沿x轴正方向射入磁场,恰能从M点离开磁场.不计粒子的重力.

1)求匀强磁场的磁感应强度大小B

2)若带电粒子从P点以速度大小v0射入磁场,改变初速度的方向,粒子恰能经过原点O,求粒子在磁场中运动的时间t及离开磁场时速度的方向;

3)在匀强磁场外侧加一有界均匀辐向电场,如图所示,与O点相等距离处的电场强度大小相等,方向指向原点O.带电粒子从P点沿x轴正方向射入磁场,改变初速度的大小,粒子恰能不离开电场外边界且能回到P点,求粒子初速度大小v以及电场两边界间的电势差U

 

(1)(2)(3), 【解析】 (1)根据几何关系,粒子圆周运动得半径,由向心力公式有,解得 (2)如图所示 过带电粒子运动轨迹上得弦PO做垂直平分线叫磁场边界O1点,因粒子做圆周运动得半径与磁场边界半径相等,所以为等边三角形,O1为圆心位置,粒子圆周运动得周期,图中,则有,解得,根据几何关系可知,粒子离开磁场时速度沿y轴正方向 (3)设粒子刚进入磁场做圆周运动得圆心O1和原点O得连线与x轴夹角为,运动半径为r1,如图 则有,由向心力公式有,粒子从P点射入磁场,恰能回到P点,则根据几何关系有:,解得其中 ;根据能量守恒有,解得  
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考点分析:
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宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统,通常可忽略其他星体对它们的引力作用.现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式:一种是三颗星位于同一直线上,两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行;另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上,并沿外接于等边三角形的圆轨道上运行.设每个星体的质量均为m.万有引力常量为G

(1)试求第一种形式下,星体运动的线速度和周期;

(2)假设两种形式星体的运动周期相同,第二种形式下星体之间的距离应为多少?

 

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水平地面上固定一光滑圆弧轨道,轨道下端的水平面与小车 C 的上表面平滑连接(如图所示),圆弧轨道上有一个小滑块A,质量为mA4kg,在距圆弧轨道的水平面高h1.8 m 处由静止下滑,在小车C的最左端有一个质量mB2kg的滑块B,滑块AB均可看做质点,滑块AB碰撞后粘在一起,已知滑块 AB 与车C的动摩擦因数均为μ0.5,车 C与水平地面的摩擦忽略不计.取 g10 m/s2.求:

1)滑块AB碰撞后瞬间的共同速度的大小;

2)若小车长0.64米,且滑块 AB 恰好没有从小车上滑下,求小车的质量

 

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如图所示,上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置,横截面积为40cm2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在汽缸内。在汽缸内距缸底60cm处设有ab两限制装置,使活塞只能向上滑动。开始时活塞搁在ab上,缸内气体的压强为p0p01.0×105Pa为大气压强),温度为300K。现缓慢加热汽缸内气体,当温度为330K时,活塞恰好离开ab;当温度为360K时,活塞上移了4cmg10m/s2,求活塞的质量和物体A的体积。

 

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某学校实验室购买了一卷表面有很薄绝缘层的镍铬合金丝,该校的兴趣小组同学想通过实验来测算合金丝的长度。已知该镍铬合金丝的电阻率Ω·m,测量选用的器材有多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器、导线和学生电源等。

1)实验前先使用多用电表粗测合金丝的电阻

①机械调零后,选择旋钮指向电阻挡“×10”位置,将红、黑表笔分别插入多用电表的对应插孔,将两表笔短接,调节__________(填“S”或“T”)进行欧姆调零,使指针指到“电阻挡”零刻度。

②把红、黑表笔分别与镍铭合金丝的两端(已刮去绝缘漆)相接,发现指针偏转角度过小,应选择倍率为__________(填“×100”或“×1”)的挡位,再将两表笔短接重新进行欧姆调零。

③把红、黑表笔分别与镍铭合金丝的两端相接,多用电表的示数如图甲所示,则该合金丝的电阻约为__________Ω。

2)使用螺旋测微器测量镍铬合金丝的直径d,示数如图乙所示,则镍铬合金丝的直径d=________mm

3)为了更准确地测量镍铬合金丝电阻,减少实验误差,并获得较大的电压调节范围,选择如图丙所示的电路进行测量,测量电压表示数为U,电流表的示数为I。不计合金丝绝缘漆的厚度,镍铬合金丝的长度的表达式L=__________(用UI、ρ、d表示)。

4)利用记录的多组电压U和电流值I的数据,绘制出如图丁所示的UI图像。可测出镍铬合金丝的长度L=_________m。(保留三位有效数字)。

 

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如图所示,将打点计时器固定在铁架台上,用重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可“验证机械能守恒定律”。

1)实验中打点计时器应选择_________________较好(填“电火花式打点计时器”或“电磁式打点计时器”)。

2)安装好实验装置,正确进行实验操作,从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如图所示。图中0点为打出的起始点,且速度为零。选取在纸带上连续打出的点ABCDE作为计数点。其中测出ABCDE点距起始点0的距离如图所示。已知打点计时器打点周期为T=0.02s。由此可计算出物体下落到C点时的瞬时速度vC=____________m/s.(结果 保留三位有效数字)

3)实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量,关于此误差,下列说法中正确的是_____________

A.该误差属于偶然误差,可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差

B.该误差属于偶然误差,可以通过挂一个小物块来平衡阻力进而消除该误差

C.该误差属于系统误差,可以通过多次测量取平均值的方法来消除该误差

D.该误差属于系统误差,可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差

4)某同学在纸带上选取计数点后,测量它们到起始点0的距离L并计算出打相应计数点时重锤的速度v,通过描绘v2 -h图象去研究机械能是否守恒。若实验中重锤所受阻力不可忽略,且阻力大小保持不变,从理论上分析,合理的v2 -h图象是下图中的哪一个____________ (填选填图下对应的字母)

A.

     

B.

C.

D.

 

 

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