【題目】如圖所示,兩平行金屬板A、B長為L=8 cm,兩板間距離d=8 cm,A板比B板電勢高,且兩板間電壓大小為U=300 V,一帶正電的粒子電荷量為q=1.0×10-10 C、質(zhì)量為m=1.0×10-20 kg,沿電場中心線RO垂直電場線飛入電場,初速度v0=2.0×106 m/s,粒子飛出電場后經(jīng)過界面MN、PS間的無電場區(qū)域,然后進(jìn)入固定在O點的點電荷Q形成的電場區(qū)域(設(shè)界面PS右側(cè)點電荷的電場分布不受界面的影響)。已知兩界面MN、PS相距為s1=12 cm,D是中心線RO與界面PS的交點,O點在中心線上,距離界面PS為s2=9 cm,粒子穿過界面PS做勻速圓周運動,最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏bc上。(靜電力常量k=9.0×109 N·m2/C2,粒子的重力不計)
(1)在圖上粗略畫出粒子的運動軌跡;
(2)求粒子穿過界面MN時偏離中心線RO的距離為多遠(yuǎn);到達(dá)PS界面時離D點為多遠(yuǎn);
(3)確定點電荷Q的電性并求其電荷量的大小。(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
【答案】(1)圖見解析;(2)3cm;12cm(3)負(fù)電;1.0×10-8C
【解析】
(1)第一段是拋物線、第二段是直線、第三段是圓弧,軌跡如圖:
(2)粒子穿過界面MN時偏離中心線RO的距離(偏移位移):
y=at2
L=v0t
則y=at2==0.03m=3cm
粒子在離開電場后將做勻速直線運動,其軌跡與PS交于H,設(shè)H到中心線的距離為y′,由幾何關(guān)系得:
解得y′=4y=12cm
(3)粒子到達(dá)H點時,其水平速度vx=v0=2.0×106m/s
豎直速度vy=at=1.5×106m/s
則v合=2.5×106m/s
該粒子在穿過界面PS后繞點電荷Q做勻速圓周運動,所以Q帶負(fù)電
根據(jù)幾何關(guān)系可知半徑r=15cm
解得Q≈1.0×10-8C
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【題目】如圖所示,直線y=x與y軸之間有垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場區(qū)域Ⅱ,直線x=d與y=x間有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度E=3×105V/m,另有一半徑R=m的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域I,磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=0.9T,方向垂直坐標(biāo)平面向外,該圓與直線x=d和x軸均相切,且與x軸相切于S點。一帶負(fù)電的粒子從S點沿y軸的正方向以速度v0進(jìn)入圓形磁場區(qū)域I,經(jīng)過一段時間進(jìn)入勻強(qiáng)磁場區(qū)域Ⅱ,且第一次進(jìn)入勻強(qiáng)磁場區(qū)域Ⅱ時的速度方向與直線y=x垂直。粒子速度大小,粒子的比荷為,粒子重力不計。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)粒子在圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域工中做圓周運動的半徑大小;
(2)坐標(biāo)d的值;
(3)要使粒子能運動到x軸的負(fù)半軸,則勻強(qiáng)磁場區(qū)域Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2應(yīng)滿足的條件。
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【題目】2019年12月17日,中國第一艘國產(chǎn)航母“山東艦”在海南三亞交付使用!吧綎|艦”的甲板由水平甲板和上翹甲板兩部分組成,利于艦載機(jī)滑躍式起飛,如圖所示。為方便研究艦載機(jī)的起飛過程,將甲板近似為如圖所示的軌道:水平軌道AB長L1=157.5m,傾斜軌道高h=6m,水平投影長L2=42.5m。總質(zhì)量為3.0×104kg的某艦載機(jī),從A點以36km/h的初速度出發(fā),到達(dá)B點時的速度為288km/h,進(jìn)入上翹甲板后,經(jīng)0.5s從C點起飛。該艦載機(jī)在起飛過程中,發(fā)動機(jī)的推力恒為8.0×105N,在水平軌道上的運動視為勻變速直線運動,艦載機(jī)視為質(zhì)點,航母靜止不動。求艦載機(jī):
(1)在水平軌道上運動的加速度大小;
(2)在水平軌道上運動時受到的平均阻力大小;
(3)整個起飛階段平均速度的大。ńY(jié)果保留整數(shù))。
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【題目】A、B分別是地球上的兩個物體,A在北緯某城市,B在赤道上某地,如圖所示。當(dāng)它們隨地球自轉(zhuǎn)時,它們的角速度分別是A、B,它們的線速度大小分別是vA、vB下列說法正確的是( )
A.A=B,vA<vB
B.A=B,vA>vB
C.A<B,vA=vB
D.A>B,vA<vB
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【題目】2019年12月27日,被網(wǎng)友親切稱為“胖五”長征五號遙三運載火箭在中國文昌航天發(fā)射場犮射升空,將衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。其搭載的實踐二十號衛(wèi)星,經(jīng)歷七次軌道機(jī)動后,在約為36000km高度的地球同步軌道成功定點,定點于東經(jīng)105.5°,這標(biāo)志著東方紅五號衛(wèi)星公用平臺首飛成功。地球半徑約6400km,則下列說法錯誤的是( )
A.實踐二十號衛(wèi)星正常運行時的速度小于第一宇宙速度
B.實踐二十號衛(wèi)星定點在赤道的正上方,所以它相對于北京是運動的
C.實踐二十號衛(wèi)星從低軌道向高軌道變軌時要先加速
D.實踐二十號衛(wèi)星的速度約為3km/s
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【題目】如圖甲為俯視圖,水平放置的單匝圓環(huán)導(dǎo)線框半徑為0.2m,其中有垂直線框方向勻強(qiáng)磁場,線框右端連接小燈泡A和理想變壓器原線圈,變壓器副線圈接小燈泡B和C,各燈規(guī)格分別A(2V,1A)、B(3V,1A),C(3V,0. 5A)。線框電阻不計,當(dāng)圓環(huán)導(dǎo)線框感應(yīng)強(qiáng)度如圖乙所示正弦規(guī)律變化時,三個小燈泡均正常發(fā)光,不考慮小燈泡電阻隨溫度的變化,下列說法正確的是( )
A.變壓器原、副線圏匝數(shù)比為2:3
B.PQ兩端電壓為6.5V
C.圖乙中B0為T
D.若拆除小燈泡C,則小燈泡B亮度不變
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【題目】如圖所示勻強(qiáng)電場E的區(qū)域內(nèi),在O點處放置一點電荷+Q,a、b、c、d、e、f為以O點為球心的球面上的點,aecf平面與電場平行,bedf平面與電場垂直,則下列說法中正確的是
A. b、d兩點的電場強(qiáng)度相同
B. a點的電勢等于f點的電勢
C. 點電荷+q在球面上任意兩點之間移動時,電場力一定做功
D. 將點電荷+q在球面上任意兩點之間移動,從球面上a點移動到c點的電勢能變化量一定最大
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【題目】為了抗擊病毒疫情,保障百姓基本生活,許多快遞公司推出了“無接觸配送”。快遞小哥想到了用無人機(jī)配送快遞的方法。某次配送快遞無人機(jī)在飛行過程中,水平方向速度Vx及豎直方向Vy與飛行時間t的關(guān)系圖像如圖甲、圖乙所示。關(guān)于無人機(jī)運動說法正確的是( )
A.0~t1時間內(nèi),無人機(jī)做曲線運動
B.t2時刻,無人機(jī)運動到最高點
C.t3~t4時間內(nèi),無人機(jī)做勻變速直線運動
D.t2時刻,無人機(jī)的速度為
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【題目】某同學(xué)用如圖所示的實驗裝置探究外力做功與小車動能變化的關(guān)系。
(1)實驗中,該同學(xué)讓小車從靜止開始運動一段位移,利用打點計時器測得了小車的速度v和位移x,讀取了彈簧測力計的示數(shù)T,還測得了小車的質(zhì)量M,沙桶的質(zhì)量m,則細(xì)線對車做的功可以用W=________來計算。
(2)實驗中,該同學(xué)改變拉力,仍讓小車從靜止開始運動,保持位移一定,測得W與v對應(yīng)的多組數(shù)據(jù),得到如圖所示的W-v2關(guān)系圖像,但與預(yù)期的過原點直線不符,經(jīng)檢查測量、計算與作圖均無誤。 你認(rèn)為主要原因是___________;實驗操作中改進(jìn)的具體措施是_______________________。
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