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(12分)在真空中半徑的圓形區(qū)域內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度,方向如下圖所示,一批帶正電的粒子以初速度從磁場(chǎng)邊界上直徑的一端向著各個(gè)方向射入磁場(chǎng),且初速度方向與磁場(chǎng)方向垂直,已知該批粒子的荷質(zhì)比,不計(jì)粒子的重力,求:
(1)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間。
(2)若射入磁場(chǎng)的粒子速度改為,其他條件不變,試用曲線畫出該批粒子在磁場(chǎng)中可能出現(xiàn)的區(qū)域。
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(12分)下圖所示是測(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度的一種裝置。把一個(gè)很小的測(cè)量線圈放在待測(cè)處,將線圈跟沖擊電流計(jì)G串聯(lián)(沖擊電流計(jì)是一種測(cè)量電荷量的儀器),當(dāng)用反向開關(guān)S使螺線管里的電流反向時(shí),測(cè)量線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),從而有電流流過G。
(1)請(qǐng)你寫出測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度的原理及公式。
(2)請(qǐng)利用下述數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,已知測(cè)量小線圈有2000圈,它的直徑為2.5cm,整個(gè)串聯(lián)回路的電阻是1000,在S反向時(shí)測(cè)得,求被測(cè)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。
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(16分)如圖甲所示,有一質(zhì)量為、長(zhǎng)為的鏈條,自然堆放在光滑水平桌面上,在一端施一豎直向上的恒力F,求在鏈條另一端離開桌面時(shí)鏈條的動(dòng)能。
下面是一位同學(xué)給出的解答:
解:以鏈條為研究對(duì)象,由動(dòng)能定理得:
,所以。
(1)你認(rèn)為該同學(xué)的上述解答是否正確?若不同意該同學(xué)的解答,請(qǐng)說出你的理由。(不要求計(jì)算結(jié)果)
(2)如果在桌面上安裝一個(gè)無摩擦的定滑輪,讓鏈條繞過滑輪,且開始時(shí)鏈條處于拉緊狀態(tài),如上圖乙所示。在一端施一豎直向上的恒力F,求在鏈條另一端離開桌面時(shí),鏈條的動(dòng)能。你認(rèn)為上述解答是否正確?若不同意該同學(xué)的解答,請(qǐng)說出你的理由。
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(10分)如圖所示,直線OAC為某電源的總功率隨電流變化的規(guī)律,曲線OBC為該電源內(nèi)部熱功率隨電流變化的規(guī)律,A、B對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)為2A。精確地求出線段AB所對(duì)應(yīng)的外電路的電阻及其功率多大。
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(10分)有一種“傻瓜”相機(jī)的曝光時(shí)間(快門打開到關(guān)閉的時(shí)間)是固定不變的,為了估測(cè)相機(jī)的曝光時(shí)間,有位同學(xué)提出了下述實(shí)驗(yàn)方案:他從墻面上A點(diǎn)的正上方與A相距處,使一個(gè)小石子自由落下,在小石子下落通過A點(diǎn)后,立即按動(dòng)快門,對(duì)小石子照相,得到如下圖所示的照片,由于石子的運(yùn)動(dòng),它在照片上留下一條模糊的徑跡CD,已知每塊磚的平均厚度是6cm。
請(qǐng)從上述信息和照片上選取估算相機(jī)曝光時(shí)間必要的物理量,用符號(hào)表示,如H等,推出計(jì)算曝光時(shí)間的關(guān)系式,并估算出這個(gè)“傻瓜”相機(jī)的曝光時(shí)間,要求1位有效數(shù)字。
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(08年橫埠中學(xué)二模)(7分)重150N的光滑球A懸空靠在墻和木板B之間,木板B的重力為1500N,且靜止在水平地板上,如圖所示,求:
(1)墻和木塊B所受壓力各為多少?
(2)水平地板所受的壓力和木塊B所受的摩擦力各為多少?
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(9分)某同學(xué)在資料上發(fā)現(xiàn)彈簧振子的周期公式為,彈簧的彈性勢(shì)能公式為(式中為彈簧的勁度系數(shù),M為振子的質(zhì)量,為彈簧的形變量)。為了驗(yàn)證彈簧的彈性勢(shì)能公式,他設(shè)計(jì)了如下圖甲所示的實(shí)驗(yàn):輕彈簧的一端固定在水平光滑木板一端,另一端連接一個(gè)質(zhì)量為M的滑塊,滑塊上豎直固定一個(gè)擋光條,每當(dāng)擋光條擋住從光源A發(fā)出的細(xì)光束時(shí),傳感器B因接收不到光線就產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào),輸入電腦后經(jīng)電腦自動(dòng)處理就能形成一個(gè)脈沖電壓波形;開始時(shí)滑塊靜止在平衡位置恰好能擋住細(xì)光束,在木板的另一端有一個(gè)彈簧槍,發(fā)射出質(zhì)量為,速度為的彈丸,彈丸擊中木塊后留在木塊中一起做簡(jiǎn)諧振動(dòng)。
(1)系統(tǒng)在振動(dòng)過程中,所具有的最大動(dòng)能 ;
(2)系統(tǒng)振動(dòng)過程中,在電腦上所形成的脈沖電壓波形如圖乙所示,由圖可知該系統(tǒng)的振動(dòng)周期大小為: ;
(3)如果再測(cè)出滑塊振動(dòng)的振幅為A,利用資料上提供的兩個(gè)公式求出系統(tǒng)振動(dòng)過程中彈簧的最大彈性勢(shì)能為: ;通過本實(shí)驗(yàn),根據(jù)機(jī)械能守恒,如發(fā)現(xiàn),即驗(yàn)證了彈簧的彈性勢(shì)能公式的正確性。
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(14分)實(shí)驗(yàn)1:使實(shí)驗(yàn)中不同燈泡內(nèi)氣體壓強(qiáng)均為0.1atm,鎢絲長(zhǎng)度相同但橫截而積不同,通電后,維持2400K的恒溫,則實(shí)驗(yàn)得到的維持這一溫度所需電流以及燈絲的平均使用壽命如下表所示:
燈絲粗細(xì)/ | 電流I/A | 平均使用壽命/h |
25 | 0.05 | 800 |
50 | 0.20 | 1600 |
100 | 0.80 | 3200 |
250 | 5.00 | 8000 |
實(shí)驗(yàn)2:在燈絲粗細(xì)均為25的相同燈泡內(nèi)加入質(zhì)量不同的惰性氣體,從而改變燈泡內(nèi)部的壓強(qiáng),且使鎢絲的溫度保持在2400K,則當(dāng)燈泡內(nèi)氣體的壓強(qiáng)從0.1atm增大到0.5atm時(shí),燈泡的平均使用壽命從800h延長(zhǎng)到6000h,超過0.5atm后,燈泡平均使用壽命遞減。
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)回答下列問題:
(1)在相同的燈絲溫度下,下列燈泡中鎢絲平均使用壽命最長(zhǎng)的是
A.50粗細(xì)的燈絲并充有2.5atm的惰性氣體
B.100粗細(xì)的燈絲并充有0.4atm的惰性氣體
C.150粗細(xì)的燈絲并充有0.1arm的惰性氣體
D.150粗細(xì)的燈絲并充有0.4atm的惰性氣體
(2)實(shí)驗(yàn)1中,若燈絲粗細(xì)為75,并且燈絲的發(fā)熱電阻為500,要保證該燈泡的平均使用壽命為2400h,則加在該燈泡兩端的電壓不能超過 V。
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如圖所示是兩個(gè)城市間的光纜中的一條光導(dǎo)纖維的一段,光纜總長(zhǎng)為L(zhǎng),它的玻璃芯的折射率為,外層材料的折射率為。若光在空氣中傳播速度近似為,則對(duì)于光由它的一端射入經(jīng)多次全反射后從另一端射出的過程中,下列判斷中正確的是
A.,光通過光纜的時(shí)間等于
B.,光通過光纜的時(shí)間大于
C.,光通過光纜的時(shí)間等于
D.,光通過光纜的時(shí)間大于
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