“太空粒子探测器”是由加速装置、偏转装置和收集装置三部分组成的,其原理可简化如下:如图所示,辐射状的加速电场区域边界为两个同心圆,圆心为O,外圆的半径,电势,内圆的半径,电势,内圆内有磁感应强度大小、方向垂直纸面向里的匀强磁场,收集薄板MN与内圆的一条直径重合,收集薄板两端M、N与内圆间各存在狭缝.假设太空中漂浮着质量、电荷量的带正电粒子,它们能均匀地吸附到外圆面上,并被加速电场从静止开始加速,进入磁场后,发生偏转,最后打在收集薄板MN上并被吸收(收集薄板两侧均能吸收粒子),不考虑粒子相互间的碰撞和作用.
(1)求粒子刚到达内圆时速度的大小;
(2)以收集薄板MN所在的直线为轴建立如图的平面直角坐标系.分析外圆哪些位置 的粒子将在电场和磁场中做周期性运动.指出该位置并求出这些粒子运动一个周期内在磁场中所用时间.
如图所示,绝热气缸放在水平地面上,质量为m、横截面积为S的绝热活塞上下两室分别充有一定量的氢气A和氮气B(视为理想气体),竖直轻弹簧上端固定,下端与活塞相连。初始时,两室气体的绝对温度均为,活塞与气缸底部的间距为L,与顶部的间距为3L,弹簧劲度系数为(g为重力加速度大小)、原长为2L。现对B缓慢加热,当弹簧处于原长状态时停止加热,此时A的绝对温度为,B的绝对温度为。已知,求对B停止加热时A、B的压强各为多大?
某节目中,“气功师”平躺在水平地面上,其腹部上平放着一块大石板,助手用铁锤猛击大石板,石板裂开而“气功师”没有受伤.现用下述模型分析探究:
设大石板质量M=80 kg,铁锤质量m=5 kg;铁锤从h1=1.8 m高处由静止落下,打在石板上反弹,当反弹达到最大高度h2=0.05 m时被拿开;铁锤与石板的作用时间t1=0.01 s;由于缓冲,石板与“气功师”腹部的作用时间t2=0.5 s.取重力加速度g=10 m/s2.求:铁锤敲击大石板的过程中,
(1)铁锤受到的冲量大小;
(2)大石板对铁锤的平均作用力大小;
(3)大石板对人的平均作用力大小.
为了精确测量一电阻的阻值Rx,现有以下器材:蓄电池组E,电流表A,电压表V,滑动变阻器R,电阻箱RP,开关S1、S2,导线若干。某实验小组设计了如图甲所示的电路,实验的主要步骤如下:
a.闭合S1,断开S2,调节R和RP,使电流表和电压表的示数适当,记下两表示数分别为I1、U1;
b.保持S1闭合、RP阻值不变,闭合S2,记下电流表和电压表示数分别为I2、U2。
(1)按图甲所示的电路图将如图乙所示的实物连成电路______;
(2)被测电阻的阻值________(用两电表的示数表示);
(3)由于电流表、电压表都不是理想电表,则被测电阻的阻值Rx的测量值________真实值(选填“大于”“小于”或“等于”)。
用如图甲所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出,落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)下列实验条件必须满足的有____________;
A.斜槽轨道光滑
B.斜槽轨道末段水平
C.挡板高度等间距变化
D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
(2)为定量研究,建立以水平方向为轴、竖直方向为轴的坐标系;
a.取平抛运动的起始点为坐标原点,将钢球静置于Q点,钢球的_______(选填“最上端”、“最下端”或者“球心”)对应白纸上的位置即为原点;在确定轴时_______(选填“需要”或者“不需要”)轴与重锤线平行;
b.若遗漏记录平抛轨迹的起始点,也可按下述方法处理数据:如图乙所示,在轨迹上取A、B、C三点,AB和BC的水平间距相等且均为,测得AB和BC的竖直间距分别是和,则_______(选填“大于”、“等于”或者“小于”)。可求得钢球平抛的初速度大小为_______(已知当地重力加速度为,结果用上述字母表示)。
(3)为了得到平拋物体的运动轨迹,同学们还提出了以下三种方案,其中可行的是_______;
A.从细管水平喷出稳定的细水柱,拍摄照片,即可得到平抛运动轨迹
B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置,平滑连接各位置,即可得到平抛运动轨迹
C.将铅笔垂直于竖直的白纸板放置,笔尖紧靠白纸板,铅笔以一定初速度水平抛出,将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
(4)伽利略曾研究过平抛运动,他推断:从同一炮台水平发射的炮弹,如果不受空气阻力,不论它们能射多远,在空中飞行的时间都一样。这实际上揭示了平抛物体_______。
A.在水平方向上做匀速直线运动
B.在竖直方向上做自由落体运动
C.在下落过程中机械能守恒
如图(a)所示,水平面内有一光滑金属导轨,ac边的电阻为R,其他电阻均不计,ab与ac角夹角为135°,cd与ac垂直。将质量为m的长直导体棒搁在导轨上。并与ac平行。棒与ab、cd交点G、H间的距离为L0,空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度为B.在外力作用下,棒由GH处以初速度v0向右做直线运动。其速度的倒数随位移x变化的关系如图(b)所示。在棒运动L0到MN处的过程中( )
A. 导体棒做匀变速直线运动
B. 导体棒运动的时间为
C. 流过导体棒的电流大小不变
D. 外力做功为