【題目】如圖所示的直角坐標系中,在直線x=-8L到y軸區(qū)域內(nèi)存在著兩個大小相等、方向相反的有界勻強電場,其中x軸上方的電場方向沿、軸負方向,x軸下方的電場方向沿y軸正方向。在x>0的區(qū)域內(nèi)存在著垂直紙面的勻強磁場(圖中未畫出),磁感應(yīng)強度的大小B=。在電場左邊界坐標為(一8L,-4L)的A點和坐標為(-8L,-L)的C點,將質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子,先后以相同的速度v0沿x軸正方向射入電場.從A點射入的粒子,恰好從y軸上坐標為(0,4L)的A′點以速度v0沿ⅹ軸正方向射出電場,其運動軌跡如圖所示。不計粒子的重力及它們之間的相互作用。
(1)求勻強電場的電場強度E的大小;
(2)要使兩粒子在磁場中相遇,求在A、C兩點射入粒子的時間差及兩粒子在磁場中相遇點的坐標。
【答案】(1)(2)①②
【解析】試題分析:將帶電粒子的運用沿水平和豎直方向正交分解,水平方向做勻速直線運動,豎直方向在x軸上下方都做勻變速直線運動,根據(jù)牛頓第二定律和運動學公式列式分析;畫出軌跡根據(jù)牛頓第二定律和運動動學公式結(jié)合幾何關(guān)系,即可求出在A、C兩點射入粒子的時間差及兩粒子在磁場中相遇點的坐標。
(1)設(shè)從A點射入的粒子在x方向:
在y方向先做勻加速后做勻減速運動:
加速度為:
解得:
(2)從C點入射的粒子在y軸上的點射出與從A點射入的粒子在電場中運動時間相同的縱坐標為:
速度大小仍為v0,方向沿x軸方向
①當粒子從A點先射入,磁場的方向垂直紙面向外才能相遇,根據(jù)幾何關(guān)系:
根據(jù)牛頓第二定律:
圓周公式:
解得:
時間差為:
橫坐標為:
縱坐標為:
所以相遇點為:
②當粒子從A點先射入,磁場的方向垂直紙面向外才能相遇,同①得
橫坐標:
縱坐標:
所以相遇點為:span>
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【題目】某物理小組欲利用如圖所示的電路同時測量一只有30格刻度的毫安表的量程、內(nèi)阻且要得到光敏電阻的阻值與光照強度之間的關(guān)系。實驗室能提供的實驗器材有:學生電源(輸出電壓為U=18.0V,內(nèi)阻不計)、電阻箱R(最大阻值9999.9Ω)、單刀雙擲開關(guān)一只、導線若干。
(1)該小組實驗時先將電阻箱的阻值調(diào)至最大,然后將單刀雙擲開關(guān)接至a端,開始調(diào)節(jié)電阻箱,發(fā)現(xiàn)將電阻箱的阻值調(diào)為1700Ω時,毫安表恰好能夠偏轉(zhuǎn)10個格的刻度,將電阻箱的阻值調(diào)為800Ω時,毫安表剛好能偏轉(zhuǎn)20個格的刻度,實驗小組據(jù)此得到了該毫安表的量程為_______mA,內(nèi)阻Rg=________Ω。
(2)該小組查閱資料得知,光敏電阻的阻值隨光照強度的變化很大,為了安全,該小組需將亮安表改裝成量程為3A的電流表,則需在亳安表兩端_______(選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)一個阻值后電表總電阻為______Ω的電阻(保留兩位有效數(shù)字)。
(3)改表之后,該小組將單刀雙擲開關(guān)接至b端,通過實驗發(fā)現(xiàn),流過毫安表的電流I(單位:mA)與光照強度E(單位:cd)之間的關(guān)系滿足,由此可得到光敏電阻的阻值R(單位:Ω)與光照強度E之間的關(guān)系為__________。
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【題目】2018年2月在平昌冬奧會中,我國運動員李馨參加了兩項越野滑雪的比賽,成績有所突破如圖所示,某次滑雪訓練,如果該運動員站在水平雪道上第一次利用滑雪杖對雪面的作用獲得水平推力F=75N而從靜止向前滑行,其作用時間為t1=1.0s。撤除水平推力F后經(jīng)過t2=2.0s,她第二次利用滑雪杖對面的作用獲得同樣的水平推力,第二次利用滑雪杖對雪面的作用距離與第一次相同已知該運動員連同裝備的總質(zhì)量為m=60kg,在整個運動過程中受到的滑動摩擦力大小恒為Ff=15N運動員可視為質(zhì)點,不考慮空氣阻力。求:
(1)運動員第一次利用滑雪杖對雪面作用后的速度大小及這段時間內(nèi)的位移大小;
(2)運動員第二次撤除水平推力后滑行的最大距離。
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【題目】某同學用氣墊導軌驗證機械能守恒定律,在氣墊導軌的滑塊上裝上一個擋光片和一個方盒,測得滑塊、方盒及擋光片的總質(zhì)量為M,氣墊導軌的右端固定一個定滑輪,細線繞過滑輪,一端與滑塊相連,另一端掛有6個鉤碼,每個鉤碼的質(zhì)量為m,當?shù)刂亓铀俣葹?/span>g,(桌面足夠高)
(1)現(xiàn)用游標卡尺測出擋光片的寬度,讀數(shù)如圖所示,則寬度d=_________mm;
(2)實驗前先調(diào)節(jié)氣墊導軌水平,方法是:取下砝碼,接通氣墊導軌裝置的電源,調(diào)節(jié)導軌下面的螺母,若滑塊放在氣墊導軌上任意位置都能_____________,則導軌水平
(3)先掛上6個鉤碼,將滑塊由某一固定位置由靜止釋放,滑塊上的擋光片通過光電門的時間為t,則滑塊通過光電門的速度為____________(用題中所給字母表示)。
(4)每次將1個鉤碼移放到滑塊上的方盒中,滑塊均由同一位置由靜止釋放,重復(fù)實驗,記錄每次懸掛鉤碼的個數(shù)n及擋光片通過光電門的時間t,在坐標紙上作出圖像,如圖所示,要驗證機械能守恒,還需要測量的物理量是______________,設(shè)此物理量的測量值為x,要驗證機械能守恒,在誤差允許的范圍內(nèi),作出的圖像斜率k=_______________。
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【題目】如圖所示,圖中兩條平行虛線間存有勻強磁場,虛線間的距離為2L,磁場方向垂直紙面向里.abcd是位于紙面內(nèi)的梯形閉合線圈,ad與bc間的距離為2L且均與ab相互垂直,ad邊長為2L,bc邊長為3L,t=0時刻,c點與磁場區(qū)域左邊界重合現(xiàn)使線圈以恒定的速度沿垂直于磁場區(qū)域邊界的方向穿過磁場區(qū)域,取a→b→c→d→a方向的感應(yīng)電流為正,則在線圈穿過磁場區(qū)域的過程中,線圈中感應(yīng)電流I及ab間電勢差Uab隨位移x變化的關(guān)系圖線可能是
A. B.
C. D.
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【題目】三顆衛(wèi)星圍繞地球運行的三個軌道如圖所示,1、3為圓軌道,2為橢圓軌道。軌道2與軌道1相切于Q點,與軌道3相切于P點。下列說法正確的是
A. 軌道1和軌道2上的衛(wèi)星經(jīng)過Q點時的加速度相同
B. 軌道2上衛(wèi)星的速度一定大于軌道1上衛(wèi)星的速度
C. 軌道3上衛(wèi)星的機械能一定大于軌道2上衛(wèi)星的機械能
D. 軌道3上衛(wèi)星的引力勢能小于軌道1上相同質(zhì)量衛(wèi)星的引力勢能
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【題目】甲圖是傳送帶緊貼矩形桌面的俯視示意圖。傳送帶和桌面在同一水平面且都足夠?qū)、足夠長,傳送帶沿圖示方向運動。abcd是垂直水平面固定的光滑擋板條,ab與cd部分是直的,bc是平滑過渡部分。擋板條ab部分與傳送帶運動方向的夾角為θ。質(zhì)量為m1的小滑塊A與傳送帶的動摩擦因數(shù)為μ,從a點由靜止釋放,最后與靜止在桌面c點、質(zhì)量為m2的小滑塊B發(fā)生彈性正碰。小滑塊A、B均可視為質(zhì)點,桌面c點左側(cè)光滑,右側(cè)與小滑塊A、B的動摩擦因數(shù)均為μ1,重力加速度為g。
(1)若m1=3m2,小滑塊A碰前瞬間的速率為v0′,求小滑塊A、B碰后在桌面滑行的距離之比s1:s2。
(2)在滿足m1<m2的前提下,小滑塊A碰前瞬間的速率v0′一定,m2取不同值,小滑塊A、B碰后速率也會不同。乙圖中的實線反映了小滑塊A碰后從b點滑上傳送帶的速率vb與再次滑出傳送帶的速率vb′的關(guān)系。圖中p點對應(yīng)著小滑塊A、B最后停在桌面上同一位置,求其相應(yīng)的m1:m2:
(3)若傳送帶的速度恒定為v0,請求小滑塊A經(jīng)過b點時的速率v0′,并從速度與加速度兩個角度,定性描述小滑塊A從a點由靜止釋放到b點的運動情況。
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【題目】為了探究加速度與力的關(guān)系,某同學設(shè)計了如圖所示的實驗裝置,帶滑輪的長木板水平放置,板上有兩個光電門相距為d,滑塊通過細線與重物相連,細線的拉力F大小等于力傳感器的示數(shù).讓滑塊從光電門1由靜止釋放,記下滑到光電門2的時間t,改變重物質(zhì)量來改變細繩拉力大小,重復(fù)以上操作5次,得到下列表格中5組數(shù)據(jù).
依據(jù)表中數(shù)據(jù)在坐標紙上畫出a—F圖象,由圖象可得滑塊質(zhì)量m=_________kg,滑塊和軌道間的動摩擦因數(shù)μ=____________(取g=10m/s2)(均保留兩位有效數(shù)字)
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【題目】當月球到達近地點又正好是滿月時,月亮看起來比平時大14%、亮30%,這時就稱為超級月亮。2017年12月3日出現(xiàn)了2017年的第一次也是最后一次“超級月亮”。如圖所示是月球繞地球運動的示意圖,已知地球半徑為R,地球表面重力加速度為g,月球在遠地點距地面的高度為h1,近地點距地面的高度為則下列說法正確的是
A. 地心與月心的連線在相同時間內(nèi)掃過相同的面積
B. 月球在遠地點的速度大于
C. 月球在遠地點和近地點的速率比為
D. 月球在遠地點和近地點加速度大小的比為
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