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如图所示,xOy坐标系在竖直平面内,第一象限内存在方向沿y轴负方向的匀强电场,第...

如图所示,xOy坐标系在竖直平面内,第一象限内存在方向沿y轴负方向的匀强电场,第二象限有一半径为R的圆形匀强磁场区域,圆形磁场区域与x轴相切于A点,与y轴相切于C点,磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向外。在A点放置一粒子发射源,能向x轴上方180°角的范围发射一系列的带正电的粒子,粒子的质量为m、电荷量为q,速度大小为v=,不计粒子的重力及粒子间的相互作用。

(1)当粒子的发射速度方向与y轴平行时,粒子经过x轴时,坐标为(2R0),则匀强电场的电场强度是多少?

(2)保持电场强度不变,当粒子的发射速度方向与x轴负方向成60°角时,该带电粒子从发射到达到x轴上所用的时间为多少?粒子到达的位置坐标是多少?

(3)从粒子源发射出的带电粒子到达x轴时,距离发射源的最远距离极限值应为多少?

 

(1) ;(2);(BR,0);(3)R+2BR 【解析】 (1)根据洛伦兹力提供向心力得 qvB=m 解得 r=R 当粒子的发射速度方向与y轴平行时,粒子经磁场偏转恰好从C点垂直电场进入电场,在电场中做匀变速曲线运动,因为粒子经过x轴时,坐标为(2R,0),所以 R=at2 2R=vt a= 联立解得 E= (2)当粒子的发射速度方向与x轴负方向成60°角时,带电粒子在磁场中转过120°角后从D点离开磁场,再沿直线到达与y轴上的F点垂直电场方向进入电场,做类平抛运动,并到达x轴,运动轨迹如图所示。 粒子在磁场中运动的时间为 t1= 粒子从离开磁场至进入电场过程做匀速直线运动,位移为 x=R(1-cos θ)=R 匀速直线运动的时间为 t2= 由几何关系可得点F到x轴的距离为 x1=R(1+sin θ)=1.5R 在电场中运动的时间为 t3=,a= 解得 t3= 粒子到达的位置到y轴的距离为 x'=vt3=BR 故粒子从发射到达到x轴上所用的时间为 t= 粒子到达的位置坐标为。 (3)从粒子源发射出的带电粒子与x轴方向接近180°射入磁场时,粒子由最接近磁场的最上边界离开后平行x轴向右运动,且垂直进入电场中做类平抛运动,此时x'接近2R 则 2R= 带电粒子在电场中沿x轴正向运动的距离为 x2=vt4=2BR 该带电粒子距离发射源的极限值间距为 xm=R+2BR  
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如图所示,光滑水平台面左端有一小物块A,右端有一小物块B,右侧面与一曲面相连。以台面右侧底端的O点为原点建立坐标系Oxy.已知,台面的高度为2h,曲面的方程为y=x2,物块A的质量是物块B质量的n倍,A物块以速度v0向右运动与物块B发生弹性正碰,碰撞后物块B沿水平方向飞出,忽略空气阻力,重力加速度为g

1)求碰撞后瞬间物块B的速度大小;

2n值不同,物块B落到曲面时的动能也不同。求n取多大时,物块B落到曲面时动能最小。

 

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如图所示,一开口气缸内盛有密度为的某种液体,一长为l的粗细均匀的小瓶底朝上漂浮在液体中,平衡时小瓶露岀液面的部分和进入小瓶中液柱的长度均为,已知各部分气体的温度均为T,大气压强为,重力加速度为g,求:

(1)现使小瓶内气体温度降低,当小瓶的底部恰好与液面相平时,进入小瓶中的液柱长度为,求此时小瓶内气体的温度

(2)现用活塞将气缸封闭(图中未画岀),使活塞缓慢向下运动,各部分气体的温度均保持T不变。当小瓶露出液面的部分为时,进入小瓶中的液柱长度为。求此时气缸内气体的压强

 

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一组同学设计了如图所示的玩具轨道,轨道光滑且固定在竖直面内,由竖直部分AB和半径为R的圆弧BCD组成,B与圆心O等高,C为最低点,ODOC的夹角为。让质量为m的小球(可视为质点)从A点由静止开始运动,运动过程中始终受到大小为mg的水平向左的恒力作用。小球经D点时对轨道的压力大小为2mg。求

1AB间的距离h

2)小球离开D点后再经过多长时间才能再回到轨道上?

 

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某实验小组测量一节干电池的电动势和内阻,可选用的实 验器材如下:

A.待测干电池

B.电流表A1(0200 μA,内阻为500 Ω)

C.电流表 A2(00.6 A,内阻约为 0.3 Ω)

D.电压表 V(015 V,内阻约为 5 kΩ)

E.电阻箱 R(09999.9 Ω)

F.定值电阻 R0(阻值为 1 Ω)

G.滑动变阻器 R′(010 Ω)

H.开关、导线若干

(1)该小组在选择器材时,放弃使用电压表,原因是____________________

(2)该小组利用电流表和电阻箱改装成一量程为 2 V 的电压表,并设计了如 图甲所示的电路,图中电流表 a ___________ (选填A1A2”),电阻箱 R 的阻值为___________Ω

(3)闭合开关,调节滑动变阻器,读出两电流表的示数 I1I2 的多组数据, 在坐标纸上描绘出 I1I2 图线如图乙所示。根据描绘出的图线,可得所测 干电池的电动势 E_____V,内阻 r_____Ω(保留两位有效数字)

 

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验证机械能守恒定律的实验中:

  A. B. C. D.

(1)纸带将被释放瞬间的四种情景如照片所示,其中操作最规范的是________.

(2)实验室提供了铁架台、夹子、导线、纸带等器材.为完成此实验,除了所给的器材,从下图还必须选取的实验器材是_______.(填字母代号)

  (3)若实验中所用重锤的质量为m,某次实验打出的一条纸带如图所示.在纸带上选取五个连续的点A、B、C、DE,量得相邻点间的距离分别为S1、S2、 S3、 S4,当地的重力加速度为g.本实验所用电源的频率为f.从打下点B到打下点D的过程中,重锤重力势能减小量ΔEp=_____________,重锤动能增加量ΔEk=____________________.在误差允许的范围内,通过比较就可以验证重物下落过程中机械能是否守恒.

 

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