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(20分)如图所示,平面直角坐标系xOy的第二象限内存在场强大小为E,方向与x轴...

(20分)如图所示,平面直角坐标系xOy的第二象限内存在场强大小为E,方向与x轴平行且沿x轴负方向的匀强电场,在第一、三、四象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。现将一挡板放在第二象限内,其与x,y轴的交点MN到坐标原点的距离均为2L。一质量为m,电荷量绝对值为q的带负电粒子在第二象限内从距x轴为L、距y轴为2LA点由静止释放,当粒子第一次到达y轴上C点时电场突然消失。若粒子重力不计,粒子与挡板相碰后电荷量及速度大小不变,碰撞前后,粒子的速度与挡板的夹角相等(类似于光反射时反射角与射角的关系)。求:

(1)C点的纵坐标。

(2)若要使粒子再次打到档板上,磁感应强度的最大值为多少?

(3)磁感应强度为多大时,粒子从A点出发与档板总共相碰两次后到达C点?这种情况下粒子从A点出发到第二次到达C点的时间多长?

 

(1)3L;(2);(3);。 【解析】 试题分析:(1)设粒子到达挡板之前的速度为v0 有动能定理 (1分) 粒子与挡板碰撞之后做类平抛运动 在x轴方向 (1分) 在y轴方向 (1分) 联立解得 C点的纵坐标为 (1分) (2)粒子到达C点时的沿x轴方向的速度为 (1分) 沿y轴方向的速度为 (1分) 此时粒子在C点的速度为 (1分) 粒子的速度方向与x轴的夹角 (1分) 磁感应强度最大时,粒子运动的轨道半径为 (2分) 根据牛顿第二定律 (1分) 要是粒子再次打到挡板上,磁感应强度的最大值为 (1分) (3)当磁感应强度为B2时,粒子做半径为r2的圆周运动到达y轴上的O点,之后做直线运动打到板上, (2分) 此时的磁感应强度为 (1分) 此后粒子返回到O点,进入磁场后做匀速圆周运动,由对称性可知粒子将到达D点,接着做直线运动到达C点 从A到板,有 (1分) 在磁场中做圆周运动的时间 (1分) 从O到板再返回O点作直线运动的时间 (1分) 从x轴上D点做匀速直线运动到C点的时间为 (1分) 总时间为 (1分) 考点:带电粒子在磁场中的运动,牛顿第二定律,平抛运动。  
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考点分析:
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18分)

如图甲所示,倾角θ =37°的粗糙斜面固定在水平面上,斜面足够长。一根轻弹簧一端固定在斜面的底端,另一端与质量m=1.0kg的小滑块(可视为质点)接触,滑块与弹簧不相连,弹簧处于压缩状态。当t=0时释放滑块。在0~0.24s时间内,滑块的加速度a随时间t变化的关系如图乙所示。已知弹簧的劲度系数N/m,当t=0.14s时,滑块的速度v1=2.0m/sgl0m/s2sin37°=0.6cos37°=0.8。弹簧弹性势能的表达式为(式中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量)。求:

1)斜面对滑块摩擦力的大小f

2t=0.14s时滑块与出发点间的距离d

3)在0~0.44s时间内,摩擦力做的功W

 

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(10分)某物理“科技制作”小组装配一台小直流电动机,其额定电压5V,额定电流0.5A,线圈绕阻小于1。已知当电动机两端电压小于1V时,电动机不会发生转动。为了研究其在一定电压范围内,输出功率与输入电压的关系。请你帮助该小组完成该项工作。已知学校实验室提供的器材有:

直流电源E,电压6V,内阻不计;

小直流电动机M

电压表V1,量程0~0.6V,内阻约3k

电压表V2,量程0~6V,内阻约15k

电流表A1,量程0~0.6A,内阻约1

电流表A2,量程0~3A,内阻约0.5

滑动变阻器R,0~102A

电键S一只,导线若干。

首先要比较精确测量电动机的线圈绕阻。根据合理的电路进行测量时,要控制电动机不转动,调节滑动变阻器,使电压表和电流表有合适的示数,电压表应该选         。若电压表的示数为0.1V,电流表的示数为0.2A,则内阻         ,这个结果比真实值偏          (选填“大”或“小”)。

在方框中画出研究电动机的输出功率与输入电压的关系的实验电路图。(标明所选器材的符号)

当电压表的示数为4.5V时,电流表示数如图所示,此时电动机的输出功率是      W。

 

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8分)某同学设计了如图所示的装置,来测定滑块和轨道间的动摩擦因数μ。给定的实验器材有米尺、秒表、轻绳、轻滑轮、轨道、滑块、托盘和砝码等。滑块和托盘上分别放有若干砝码,滑块质量为M,滑块上砝码总质量为m′,托盘和盘中砝码的总质量为m。实验中,滑块在水平轨道上从AB做初速为零的匀加速直线运动,重力加速度g10ms2

若利用上述实验器材和公式可以测量滑块在AB间运动时的加速度。请你在给定的方框中设计一个记录两个物理量数据的表格,记录次数为5次。在表格中标明要测量的两个物理量。

根据牛顿运动定律得到am的关系为:

当上式中的()保持不变时,am的一次函数。该同学想通过多次改变m,测出相应的a值,并利用上式来计算。为了保证实验中()不变,在改变m时,应将从托盘中取出的砝码置于             

实验得到am的关系如图所示, 由此可知μ=      (取两位有效数字)

 

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由中国科学院、中国工程院两院士评出的2012年中国十大科技进展新闻,于2013119日揭晓,“神九载人飞船与天宫一号成功对接和蛟龙号下潜突破7000米分别排在第一、第二.若地球半径为R,把地球看做质量分布均匀的球体.蛟龙下潜深度为d,天宫一号轨道距离地面高度为h蛟龙号所在处与天官一号所在处的加速度之比为

A.

B.

C.

D.

 

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如图甲所示的电路中,理想变压器原、副线圈匝数比为10:1,副线圈接有电压表、光敏电阻R(其阻值随光强增大而减小)、“12V、6W”的小灯泡D。电流表、电压表均为理想电表。原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u,下列说法正确的是

A.电压u的频率为100 Hz

B.电压表的示数为22V

C.照射R的光变弱时,电流表的示数变大

D.调节照射R的光强度,可以使灯泡D正常发光

 

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