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(18分)如图甲所示,两平行金属板间接有如图乙所示的随时间t变化的交流电压u,金...

(18分)如图甲所示,两平行金属板间接有如图乙所示的随时间t变化的交流电压u,金属板间电场可看做均匀、且两板外无电场,板长L=0.2m,板间距离d=0.1m,在金属板右侧有一边界为MN的区域足够大的匀强磁场,MN与两板中线OO′ 垂直,磁感应强度 B=5×103T,方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子流沿两板中线OO′连续射入电场中,已知每个粒子的速度v0=105m/s,比荷6ec8aac122bd4f6e=108C/kg,重力忽略不计,在每个粒子通过电场区域的极短时间内,电场可视为恒定不变。求:

(1)带电粒子刚好从极板边缘射出时两金属板间的电压;

(2)带电粒子进入磁场时粒子最大速度的大小;

(3)证明:任意时刻从电场射出的带电粒子,进入磁场时在MN上的入射点和出磁场时在MN上的出射点间的距离为定值,并计算两点间的距离。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

(1)U =25V (2)m/s (3)l=0.4m 【解析】(1)(5分)设带电粒子刚好从极板边缘射出电场时电压为U                (1分)          (1分)                                   (1分) U =25V                         (2分) (2)(4分)带电粒子刚好从极板边缘射出电场时速度最大,设最大速度为vm,由动能定理           (2分) m/s                     (2分) (3)(9分)设粒子进入磁场时速度方向与OO'的夹角为θ, 则任意时刻粒子进入磁场的速度大小                 (2分) 粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为R                                                 (2分) 设带电粒子从磁场中飞出的位置与进入磁场的位置之间的距离为l            (2分) 由上式可知,射出电场的任何一个带电粒子,进入磁场时的入射点与射出磁场时的出射点间距离为定值, l与θ无关,与所加电压值无关        (1分) 两点间的距离为  l=0.4m                            (2分)
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考点分析:
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(16分)如图所示,一质量为0.99kg的木块静止在水平轨道ABB端,水平轨道与半径为10m的光滑弧形轨道BC相切。现有一质量为10g的子弹以500m/s的水平速度从左边射入木块且未穿出。已知木块与水平轨道的动摩擦因数μ=0.5,g=10m/s2。求:

(1)子弹射入木块与木块获得的共同速率;

(2)子弹射入后与木块在圆弧轨道上升的最大高度;

 

 
(3)从木块返回B点到静止在水平面上,摩擦阻力的冲量的大小。

说明: 6ec8aac122bd4f6e                         

 

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(18分)

(1)“测定某电阻丝的电阻率”实验

①实验中,用螺旋测微器测量一种电阻值很大的电阻丝直径,刻度位置如图所示,则电阻丝的直径是_         mm。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

②用多用电表的欧姆档粗测这种电阻丝的阻值:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

  已知此电阻丝的阻值约为几十kΩ,下面给出的操作步骤中,合理的实验步骤顺序是:__      (填写相应的字母)。旋转选择开关其尖端应对准的欧姆档位是        ;根据表中指针所示位置,电阻丝的阻值约为__________Ω。

a.将两表笔短接,调节欧姆档调零旋钮使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度,而后断开两表笔

b.将两表笔分别连接到被测电阻丝的两端,读出阻值后,断开两表笔

c.旋转选择开关S,使其尖端对准欧姆档的某一档位

d.旋转选择开关S,使其尖端对准交流500V档,并拔出两表笔

③用电流表和电压表精确测定此电阻丝的阻值,实验室提供下列可选用的器材:

电压表V(量程3V,内阻50kΩ)

电流表A1(量程200μA,内阻200Ω)

电流表A2(量程5mA,内阻20Ω)

电流表A3(量程0.6A,内阻1Ω)

滑动变阻器R(最大阻值1kΩ)

电源E(电源电压为4V)

开关S、导线

a.在所提供的电流表中应选用         (填字母代号);

b.在虚线框中画出测电阻的实验电路;

说明: 6ec8aac122bd4f6e

④分别用LdRX表示电阻丝的长度、直径和阻值,则电阻率表达式为ρ=            

(2)某学习小组的学生利用线圈、强磁铁、光电门传感器、电压传感器等器材,研究“线圈中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”。在探究线圈感应电动势E 与时间△t的关系时,他们把线圈和光电门传感器固定在水平光滑轨道上,强磁铁和挡光片固定在运动的小车上,实验装置如图所示。当小车在轨道上运动经过光电门时,光电门会记录下挡光片的挡光时间△t,同时小车上的强磁铁插入线圈中,接在线圈两端的电压传感器记录线圈中产生的感应电动势E的大小(E近似看成恒定)。调节小车末端的弹簧,小车能够以不同的速度从轨道的最右端弹出。下表是小组同学进行多次测量得到的一系列感应电动势E和挡光时间△t

说明: 6ec8aac122bd4f6e

     次数

测量值

1

2

3

4

5

6

7

8

E/×10-1V

1.16

1.36

1.70

1.91

2.15

2.75

2.92

3.29

t/×10-3s

9.20

7.49

6.29

5.61

5.34

4.30

3.98

3.42

①由实验装置可以看出,实验中每次测量在△t时间内磁铁相对线圈运动的距离都相同,这样可以实现控制__________不变;

②为了探究感应电动势Et的关系,请你根据表格中提供的信息提出一种处理数据的方案。(写出必要的文字说明)

 

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矩形线框abcd放在匀强磁场中静止不动,磁场方向与线圈平面垂直,磁感应强

B随时间t变化的图象如图甲所示。设t=0时刻,磁感应强度的方向垂直纸面向里,则在0~4s时间内,图乙中能正确表示线框ab边所受的安培力F随时间t变化的图象是(规定ab边所受的安培力方向向左为正)

说明: 6ec8aac122bd4f6e

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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如图所示,一些商场安装了智能化的自动扶梯。为了节约能源,在没有乘客乘行时,自动扶梯以较小的速度匀速运行,当有乘客乘行时自动扶梯经过先加速再匀速两个阶段运行。则电梯在运送乘客的过程中

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.乘客始终受摩擦力作用

B.乘客经历先超重再失重

C.乘客对扶梯的作用力先指向右下方,再竖直向下

D.扶梯对乘客的作用力始终竖直向上

 

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设嫦娥号登月飞船贴近月球表面做匀速圆周运动,测得飞船绕月运行周期为T。飞船在月球上着陆后,自动机器人在月球上做自由落体实验,将某物体由距月球表面高h处释放,经时间t后落到月球表面。已知引力常量为G,由以上数据不能求出的物理量是

A.月球的半径

B.月球的质量

C.月球表面的重力加速度

D.月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度

 

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