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如图所示,M、N为两平行金属板,其间电压为U。质量为m、电荷量为+q的粒子,从M...

如图所示,MN为两平行金属板,其间电压为U。质量为m、电荷量为+q的粒子,从M板由静止开始经电场加速后,从N板上的小孔射出,并沿与ab垂直的方向由d点进入abc区域。不计粒子重力,已知bclcbadl

(1)求粒子从N板射出时的速度v0

(2)abc区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,要使粒子不从ac边界射出,则磁感应强度应为多大?

(3)abc区域内存在平行纸面且垂直bc方向的匀强电场,要使粒子不从ac边界射出,电场强度应为多大?

 

(1);(2)B≥;(3)E≥ 【解析】 (1)带电粒子在MN间加速: 解得 (2)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,磁感应强度越大,半径越小;当磁感应强度最小时,恰不从ac边界射出粒子到达ac边界时,速度方向沿ac方向,则有 由几何关系 解得 所以 (3)带电粒子在电场中做类平抛运动,电场强度最小为E0时,粒子运动到ac界面的速度方向沿ac方向,设bc和ab方向的位移大小分别为x、y,到达界面时沿ab方向分速度大小为vy,则 x=v0t y=vyt vy=v0tan xtan-l=y 解得 y=l 粒子到达ac界面的速度的大小为v,则 据动能定理有 qE0y=mv2-m 解得 E0= 以满足要求的电场强度为  
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如图所示,固定的绝热汽缸内有一质量为1.5m“T”形绝热活塞(体积可忽略),距汽缸底部h0处连接一U形管(管内气体的体积忽略不计)。初始时,封闭气体温度为T0,活塞距离汽缸底部为1.6h0,两边水银柱存在高度差。已知水银的密度为ρ,大气压强为p0,汽缸横截面积为S,活塞竖直部分长为1.2h0,重力加速度为g。试问:

(i)初始时,水银柱两液面高度差多大?

(ii)缓慢降低气体温度,两水银面相平时温度是多少?

 

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如图所示,质量为m22.95kg的长木板B,静止在粗糙的水平地面上,质量为m31.00kg的物块C(可视为质点)放在长木板的最右端。一个质量为m10.05kg的子弹A以速度v0360m/s向着长木板运动。子弹打入长木板并留在其中(子弹打入长木板的时间极短),整个过程物块C始终在长木板上。已知长木板与地面间的动摩擦因数为μ10.20,物块C与长木板间的动摩擦因数μ20.40,物块C与长木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g10m/s2,求:

(1)子弹打入长木板后瞬间长木板B的速度;

(2)长木板B的最小长度。

 

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某兴趣小组欲通过测定工业污水(含多种重金属离子)的电阻率来判断某工厂废水是否达到排放标准(达标的污水离子浓度低,电阻率大,一般电阻率ρ≥200Ω·m的工业废水即达到排放标准)。图甲所示为该组同学所用圆柱形盛水容器,其左、右两侧面为金属薄板(电阻极小),其余侧面由绝缘材料制成,左、右两侧带有接线柱。

 

(1)先用刻度尺和游标卡尺分别测量盛水容器的长度L和内径D,某次测量示数如图乙所示,他们的读数分别为:L=40.0cmD=___________cm

将水样注满容器后,进行以下操作:

(2)分别用多用电表欧姆挡的“×1k”“×100”两挡粗测水样的电阻值时,表盘上指针如图丙所示,则所测水样的电阻约为___________Ω

(3)为更精确地测量所取水样的电阻,该小组从实验室中找到如下实验器材:

A.电流表(量程5mA,电阻RA=800Ω)

B.电压表(量程15V,电阻RV约为10kΩ)

C.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1A)

D.电源(12V,内阻约10Ω)

E.开关一只,导线若干

请在图丁中完成电路连接。________________________

(4)正确连接电路后,闭合开关,测得一组UI数据;再调节滑动变阻器,重复上述测量步骤,得出一系列数据如下表所示。

U/V

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

I/mA

0.73

1.43

2.17

2.89

3.58

 

由以上测量数据得到U/I的平均值为2772Ω,则待测水样的电阻为___________Ω。据此可知,所测水样___________排放标准(达到没达到”)

 

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如图甲所示,一位同学利用光电计时器等器材做验证机械能守恒定律的实验。有一直径为d、质量为m的小金属球从A处由静止释放,下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门,测得AB间的距离为HHd),光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t,当地的重力加速度为g。则:

(1)如图乙所示,用螺旋测微器测得小球的直径d________mm

(2)多次改变高度H,重复上述实验,作出H的变化图像如图丙所示,当图中已知量t0H0和重力加速度g及金属球的直径d满足表达式________________时,可判断小球下落过程中机械能守恒;

(3)实验中发现动能增加量ΔEk总是稍小于重力势能减少量ΔEp,增加下落高度后,则ΔEpΔEk_____(填增加”“减小不变)。

 

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如图所示,半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内,ABCD是圆环相互垂直的两条直径,CD两点与圆心O等高。一个质量为m的光滑小球套在圆环上,一根轻质弹簧一端连在小球上,另一端固定在P点,P点在圆心O的正上方处,小球位于最高点A且静止时恰好对圆环无作用力,现让小球从最高点A由静止开始沿顺时针方向下滑,已知弹簧的原长为R,弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度为g。下列说法正确的是(  )

A.弹簧的劲度系数为k

B.小球运动到D点时的速度大小为

C.小球在最低点B时对圆环的压力大小为3mg

D.小球运动到B点时的速度大小为2

 

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