【题目】如图所示,四个电表均为理想电表,当滑动变阻器滑动触头P向左端移动时,下面说法中正确的是( )
A.电压表V1的读数减小,电流表A1的读数增大
B.电压表V1的读数增大,电流表A1的读数减小
C.电压表V2的读数减小,电流表A2的读数减小
D.电压表V2的读数减小,电流表A2的读数增大
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【题目】如图所示,一个可视为质点的质量为的小物块,从光滑平台上的点以的初速度水平抛出,到达点时,恰好沿点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道,最后小物块滑上紧靠轨道末端点的质量为的长木板。已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平,木板下表面与水平地面之间光滑,小物块与长木板间的动摩擦因数,圆弧轨道的半径为,点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角,不计空气阻力,取。求:
(1)小物块刚要到达圆弧轨道末端点时对轨道的压力。
(2)要使小物块不滑出长木板,木板的长度至少多大?
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【题目】如图所示,在第一象限内有沿y轴负方向的电场强度大小为E的匀强电场.在第二象限中,半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,圆形区域与x、y轴分别相切于A、C两点.在A点正下方有一个粒子源P,P可以向x轴上方各个方向射出速度大小均为v0、质量为m、电荷量为+q的带电粒子(重力不计,不计粒子间的相互作用),其中沿y轴正向射出的带电粒子刚好从C点垂直于y轴进入电场.
(1)求匀强磁场的磁感应强度大小B.
(2)求带电粒子到达x轴时的横坐标范围和带电粒子到达x轴前运动时间的范围.
(3)如果将第一象限内的电场方向改为沿x轴负方向,分析带电粒子将从何处离开磁场,可以不写出过程.
【答案】(1) (2)x的范围,t的范围 (3)从A点正上方的D点离开磁场
【解析】试题分析:由题设条件,从A点沿y轴正方向射出的带电粒子刚好从C点垂直于y轴进入电场,由几何关系知道它做匀速圆周运动的半径为R,再由洛仑兹力提供向心力可以求得磁感应强度的大小;由于所有粒子做匀速圆周运动的半径等于磁场圆的半径,可以证明:沿不同方向进入磁场的带电粒子离开磁场时方向均沿x轴正方向进入电场,之后做类平抛运动,显然运动时间最长的带电粒子是从D点水平射出的粒子,由类平抛运动运动规律就能求出打在x轴的最远点;若将第一象限的电场改为沿x轴负方向,则粒子从磁场水平射出后做匀减速直线运动至速度为零,再沿x轴负方向做匀加速直线运动进入磁场做匀速圆周运动,由于速度方向反向,则粒子所受洛仑兹力反向,最后从D点射出磁场.
(1)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,从A点运动到C点的过程中带电粒子的运动轨迹为个圆弧,轨迹半径r=R
由,得
(2)沿不同方向进入磁场的带电粒子离开磁场时的速度大小均为v0,方向均平行于x轴,其临界状态为粒子从D点沿x轴正方向离开磁场
分析粒子从D点离开磁场的情况,粒子在磁场中运动时间为,得
从D点平行于x轴运动至y轴的时间
在第一象限内运动过程中,粒子做类平抛运动,设运动时间为t3,则,,
解得,
则
带电粒子到达x轴时的横坐标范围为
到达x轴前运动时间的范围
(3)将第一象限内的电场方向改为沿x轴负向时,带电粒子将从A点正上方的D点离开磁场。
【点睛】本题的关键点是带电粒子做匀速圆周运动的半径恰与磁场圆的半径相等,可以证明两圆心与两交点构成菱形,所以两对边平行,从而离开磁场中速度方向水平向右.这也是磁聚焦的大原理。
【题型】解答题
【结束】
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【题目】下列说法正确的是________.
A.在完全失重的情况下,气体的压强为零
B.液体表面张力产生的原因是液体表面层分子较稀疏,分子间的引力大于斥力
C.当两分子间距离大于平衡位置的间距时,分子间的距离越大,分子势能越小
D.水中气泡上浮过程中,气泡中的气体在单位时间内与气泡壁单位面积碰撞的分子数减小
E.不可能利用高科技手段将散失在环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化
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【题目】某实验小组在练习使用多用电表,他们正确连接好电路,如图甲所示。闭合开关S后,发现无论如何调节电阻箱R0,灯泡都不亮,电流表无读数,他们判断电路可能出现故障。经小组讨论后,他们尝试用多用电表的欧姆挡来检测电路。已知保护电阻R=15Ω,电流表量程为50mA。操作步骤如下:
①将多用电表挡位调到电阻“×1” 挡,再将红、黑表笔短接,进行欧姆调零。
②断开甲图电路开关S,将多用电表两表笔分别接在a、c上,多用电表的指针不偏转;
③将多用电表两表笔分别接在b、c上,多用电表的示数如图乙所示;
④将多用电表两表笔分别接在c、e上,调节R0=20Ω时,多用电表示数如图丙所示,电流表的示数如图丁所示。
回答下列问题:
(1)图丙中的多用表读数为 __________ Ω;图丁中的电流表读数为 _________ m A
(2)操作步骤④中,多用电表红表笔应接 ______点(选“c”或“e”)
(3)电路的故障可能是__________
A.灯泡短路 B.灯泡断路 C.保护电阻R短路 D.保护电阻R断路
(4)根据以上实验得出的数据,同学们还计算出多用电表内部电源的电动势E’ =________________V
(结果保留3位有效数字)
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【题目】如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即Uab=Ubc,实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,据此可知( )
A.三个等势面中,a的电势最低
B.带负电的质点在P点时的电势能较Q点小
C.带负电的质点通过P点时的动能较Q点大
D.带负电的质点通过P点时的电场强度较Q点的小
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【题目】如图所示,一固定在竖直平面内的光滑半圆形轨道ABC,半径为R=0.5m,轨道在C处与粗糙的水平面相切,在D处有一质量m=1kg的小物体压缩着弹簧,在弹力的作用下以一定的初速度水平向左运动,物体与水平面间的动摩擦因数为0.25,物体通过C点后进入圆轨道运动,恰好能通过半圆轨道的最高点A,最后又落回水平面上的D点(g=10m/s2,不计空气阻力),求:
(1)物体到C点时的速度 ;
(2)弹簧对物体做的功.
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【题目】猴年刚刚离去,可猴子一直是人们最喜爱的逗趣小动物,某动物园里质量为m的小猴子抓住一端固定的轻绳,从猴山上跟轻绳的固定端O点同一高度处摆下,已知绳长为L,如图所示。在小猴子到达竖直状态时放开绳索,猴子水平飞出。绳子的固定端O点到地面的距离为2L。不计轻绳的质量和空去阻力,小猴子可看成质点,重力加速度大小为g,则( )
A.猴子做圆周运动的过程中,合力冲量的大小为m
B.小猴子摆到最低点抛出前,猴子对绳的拉力大小为mg
C.小猴子的落地点离绳的固定端的水平距离为2L
D.小猴子落地时重力的功率大小为2mg
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【题目】 如图是某屏蔽高能粒子辐射的装置,铅盒左侧面中心O有一放射源可通过铅盒右侧面的狭缝MQ向外辐射粒子,铅盒右侧有一左右边界平行的匀强磁场区域。过O的截面位于垂直磁场的平面内,OH垂直于MQ。已知。粒子质量,电量,速率;磁场的磁感应强度,方向垂直于纸面向里;粒子重力不计,忽略粒子间的相互作用及相对论效应,,。
(1)求垂直于磁场边界向左射出磁场的粒子在磁场中运动的时间t。
(2)若所有粒子均不能从磁场右边界穿出,即达到屏蔽作用,求磁场区域的最小宽度d。
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【题目】如图,小球甲从A点水平抛出,将小球乙从B点自由释放,两小球先后经过C点时速度大小相等,方向夹角为θ=53°,已知A、C高度差为h,两小球质量均为m,(g=10m/s2, sin53°=0.8,cos53°=0.6),不计空气阻力,由以上条件可知( )
A.两小球在C点的速度大小均为
B.A、B两点高度差为
C.两小球在C点时重力的瞬时功率大小相等
D.甲、乙两小球到达C点所用时间之比为3:5
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