【題目】如圖所示,坐標平面第Ⅰ象限內(nèi)存在大小為E=3×105N/C、方向水平向左的勻強電場,在第Ⅱ象限內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強磁場.質(zhì)荷比的帶正電的粒子,以初速度v0=2×107m/s從x軸上的A點垂直x軸射入電場,OA=0.15 m,不計粒子的重力.
(1)求粒子經(jīng)過y軸時的位置到原點O的距離;
(2)若要使粒子不能進入第Ⅲ象限,畫出粒子運動軌跡,求磁感應(yīng)強度B的取值范圍(不考慮粒子第二次進入電場后的運動情況)。
【答案】(1)0.4m;(2)
【解析】
(1)粒子在電場中做類平拋運動,x方向上做勻加速運動,y方向做勻速運動,根據(jù)平拋運動的基本公式求解粒子經(jīng)過y軸時的位置到原點O的距離;
(2)設(shè)粒子在磁場中做勻速圓周運動,畫出運動的軌跡,結(jié)合臨界條件和向心力公式可求磁場強度。
(1) 設(shè)粒子在電場中運動的時間為t,粒子經(jīng)過y軸時的位置與原點O的距離為y,
則有:
又
y方向的位移:y=v0t
解得:y=0.40m;
(2) 粒子經(jīng)過y軸時在電場方向的分速度為:vx=at=1.5×107m/s
粒子經(jīng)過y軸時的速度大小為:
與y軸正方向的夾角為θ,θ=arctan
要粒子不進入第三象限,如圖所示,
此時粒子做圓周運動的軌道半徑為R′,則:
由洛倫茲力提供向心力:
解得:
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【題目】在一個水平面上建立x軸,在過原點O垂直于x軸的平面的右側(cè)空間有一個勻強電場,場強大小E=6.0×105 N/C,方向與x軸正方向相同.在O處放一個電荷量q=-5.0×10-8 C、質(zhì)量m=1.0×10-2 kg的絕緣物塊.物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.20,沿x軸正方向給物塊一個初速度v0=2.0 m/s,如圖所示.求物塊最終停止時的位置.(g取10 m/s2)
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【題目】如圖所示,在矩形區(qū)域abcd區(qū)域中,分布著垂直于紙面向外的勻強磁場,ab長為L,在ab的中點P處有一電子發(fā)射源,出射電子速率取一切可能值,所有電子出射的速度方向均與ab成30°角,下列說法正確的是( )
A. 只要初速度大小取合適的值,電子可以在磁場中做完整的圓周運動
B. 電子入射速度越大,在磁場中運動的時間一定越短
C. 從ad邊出射的電子一定比從bc出射的電子運動時間短
D. 當(dāng)時,cd邊無電子射出
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【題目】集寧一中的每層樓樓道內(nèi)都裝有飲水機,純凈水的質(zhì)量關(guān)乎每一名學(xué)生的身體健康.純凈水質(zhì)量是否合格的一項重要指標是它的電導(dǎo)率λ是否超標(電導(dǎo)率λ即為電阻率ρ的倒數(shù)).
某同學(xué)選用一根粗細均勻且絕緣性能良好的圓柱形塑料直管裝滿純凈水樣品(直管兩端用薄金屬圓片電極密封)來測定樣品的電導(dǎo)率(不考慮溫度對電阻的影響):
(1)實驗中,該同學(xué)分別用刻度尺和游標為20分度的游標卡尺測定塑料管的長度和內(nèi)徑,刻度尺和游標卡尺的示數(shù)分別如圖甲、乙所示,則可讀出塑料管的長度L=________m、內(nèi)徑d=________mm.
(2)該同學(xué)用下列器材測定樣品的電阻:
a.電壓表V(量程0~3 V,內(nèi)阻約為5 kΩ;量程0~15 V,內(nèi)阻約為25 kΩ);
b.電流表A(量程0~10 mA,內(nèi)阻約為 2 Ω;量程0~50 mA,內(nèi)阻約為0.4 Ω);
c.滑動變阻器R(0~20Ω,2 A);
d.學(xué)生電源E(電動勢4.5 V,內(nèi)阻很小);
e.開關(guān)S及導(dǎo)線若干.
該同學(xué)先用多用電表粗測管內(nèi)水樣品的電阻值約為500 Ω,要求用盡量精確的方法測出其電阻值,請在圖丙中連接實驗電路圖____(圖中有六根導(dǎo)線已經(jīng)接好).
(3)電導(dǎo)率的表達式為=__________(用字母U、I、L、d)
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【題目】為了探究物體質(zhì)量一定時加速度與力的關(guān)系,某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實驗裝置.其中M為小車的質(zhì)量,m為砂和砂桶的質(zhì)量,m0為小車上滑輪的質(zhì)量.力傳感器可測出輕繩中的拉力大。
(1)實驗時,一定要進行的操作是____.
A.用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量
B.將帶滑輪的長木板右端墊高,以平衡摩擦力
C.小車靠近打點計時器,先接通電源,再釋放小車,打出一條紙帶,同時記錄力傳感器的示數(shù)
D.為減小誤差,實驗中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠小于小車的質(zhì)量M
(2)該同學(xué)在實驗中得到如圖所示的一條紙帶(兩計數(shù)點間還有四個點沒有畫出),已知打點計時器采用的是頻率為50Hz的交流電,根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為____ m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字).
(3)該同學(xué)以力傳感器的示數(shù)F為橫坐標,加速度以為縱坐標,畫出的a-F圖象是一條直線,求得圖線的斜率為k,則小車的質(zhì)量為____________
A. B. C. D.
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【題目】請閱讀下列材料,回答問題.
鹽城進入高鐵時代2018年12月26日青鹽鐵路正式通車. 青鹽鐵路建成通車后,將蘇魯東部沿海城市連成一片,鹽城可通過青鹽鐵路接上濟青高鐵、京滬高鐵直達北京.下表是鹽城北至青島北某一車次運行的時刻表.
鹽城未來將通過青鹽、鹽通、徐宿淮鹽等鐵路接入上海和長三角地區(qū),這不僅將深化各省東部沿海地區(qū)的經(jīng)濟、人文交流,也為鹽城市民旅游、出行等活動帶來極大便利.
【1】下列情況中可將高速列車視為質(zhì)點的是( )
A. 研究列車車輪的轉(zhuǎn)速
B. 測量列車通過鐵路橋的時間
C. 分析列車形狀對所受阻力的影響
D. 計算列車在鹽城、青島間運行的平均速度
【2】比較高速列車在加速、勻速和減速過程中的慣性大小,可知( )
A. 慣性一樣大 B. 加速時慣性大 C. 勻速時慣性大 D. 減速時慣性大
【3】列車頭拉著車廂在水平軌道上行駛,車頭拉車廂的力大小為F,車廂拉車頭的力大小為F′.下列說法中正確的是( )
A. 加速時,F(xiàn)>F′
B. 減速時,F(xiàn)<F′
C. 只有勻速時,F(xiàn)=F′
D. 在任何情況下,F(xiàn)=F′
【4】設(shè)列車在每個車站都能準點到達,準點開出. 從時刻表中可知( )
A. D1692在連云港站臺?45min
B. D1691在11時28分的瞬時速度約為105km/h
C. D1691從青島北到鹽城北的總時間為3h 51min
D. D1692從鹽城北到青島北發(fā)生位移的大小為428km
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【題目】在驗證機械能守恒定律的實驗中,使質(zhì)量m=0.30kg的重物自由下落,打點計時器在紙帶上打出一系列的點,已知打點計時器每隔T=0.02s打一個點,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g=9.8m/s2.
(1)同學(xué)甲選取一條紙帶如圖1所示.在點跡較清晰的部分選取某點O作為起始點,圖中A、B、C、D為紙帶上選取的四個連續(xù)點.根據(jù)計算出C點的速度,然后利用mgh=mvc2驗證機械能守恒,這樣處理存在的錯誤是____.
(2)同學(xué)乙利用同學(xué)甲的紙帶測量出:OB=15.55cm,OC=19.20cm,OD=23.23cm.根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算重物和紙帶下落的加速度a=____ m/s2,進一步計算重物和紙帶下落過程中所受的阻力f=___ N.(計算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)
(3)同學(xué)丙通過實驗得到一條紙帶,測量出了各計數(shù)點到打點計時器打下第一個點的距離h,算出了各計數(shù)點對應(yīng)的速度v,以h為橫軸,以為縱軸畫出了如圖2所示的圖線,圖線未過原點O.試分析同學(xué)丙在實驗操作過程中可能出現(xiàn)的問題_____________.
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【題目】如圖所示,KLMN是一個豎直的矩形導(dǎo)線框,全部處于磁感應(yīng)強度為B的水平方向的勻強磁場中,線框面積為S,MN邊水平,線框繞某豎直固定軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動。t 時刻MN邊與磁場方向的夾角為90°,下列說法正確的是( )
A. t 時刻穿過線框的磁通量最大,電流為零
B. t 時刻穿過線框的磁通量最大,電流最大
C. 線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的有效值為
D. 線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的有效值為
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【題目】如圖,在xOy平面內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場,在x軸上方的磁感應(yīng)強度為B,x軸下方的磁感應(yīng)強度為。一帶電量為-q、質(zhì)量為m的粒子從O點垂直于磁場方向射入,入射速度v與x軸正方向夾角為30°,不計重力,則粒子從O點射入后
A. 在x軸上方和下方兩磁場中運動的半徑之比為2:l
B. 在x軸上方和下方兩磁場中運動的時間之比為1:5
C. 到經(jīng)過x軸進入上方磁場所需的時間為
D. 能再次回到O點
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