【题目】如图,xOy平面的一、二、三象限内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为 1T的匀强磁场,ON为固定于y轴负方向的弹性绝缘薄挡板,长度为9m,M点为x轴正方向上距O点为3m的一点。现有一个比荷大小为1C/kg、带正电的粒子(不计重力)从挡板下端N处分别以不同的速率沿x轴负方向射入磁场,若粒子与挡板相碰就立即以原速率弹回,碰撞时电荷量不变,粒子最后都能经过M点,则粒子射入时的速率可能是( )
A.6m/sB.5m/sC.4m/sD.3m/s
【答案】BD
【解析】
带正电的小球从挡板下端N处小孔向x轴负方向射入磁场,若与挡板相碰就以原速率弹回,所以小球运动的圆心的位置一定在y轴上,然后由几何关系得出可能的碰撞的次数,以及圆心可能的位置,然后由比较公式即做出判定.小球运动的圆心的位置一定在y轴上,所以小球做圆周运动的半径r一定要大于等于3m,而,所以小球最多与挡板ON碰撞一次,碰撞后,第二个圆心的位置在O点的上方.也可能小球与挡板ON没有碰撞,直接过M点.由于洛伦兹力提供向心力,所以,得
①
(1)若小球与挡板ON碰撞一次,则轨迹可能如图1,
设,由几何关系得
②
③
联立②③得:
分别代入①得:
(2)若小球没有与挡板ON碰撞,则轨迹如图2,设,由几何关系得
④
⑤
联立④⑤得
代入①得
A.6m/s,与结论不相符,选项A错误;
B.5m/s,与结论相符,选项B正确;
C.4m/s,与结论不相符,选项C错误;
D.3m/s,与结论相符,选项D正确;
故BD正确.
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【题目】二极管是一种半导体元件,电路符号为,其特点是具有单向导电性.某实验小组要对一只二极管正向接入电路时的伏安特性曲线进行测绘探究.据了解,该二极管允许通过的最大电流为50mA.
(1)该二极管外壳的标识模糊了,同学们首先用多用电表的电阻挡来判断它的正负极:当红表笔接触二极管的左端、黑表笔接触二极管的右端时,发现指针的偏角比较小,当交换表笔再次测量时,发现指针有很大偏转,由此可判断______(填“左”或“右”)端为二极管的正极.
(2)实验探究中他们可选器材如下:
A.直流电源(电动势3V,内阻不计)
B.滑动变阻器(0~20Ω)
C.电压表(量程15V、内阻约80kΩ)
D.电压表(量程3V、内阻约50kΩ)
E.电流表(量程0.6A、内阻约1Ω)
F.电流表(量程50mA、内阻约50Ω)
G.待测二极管
H.导线、开关
为了提高测量精度,电压表应选用________,电流表应选用________.(填序号字母)
(3)实验中测量数据如下表,请在图坐标纸上画出该二极管的伏安特性曲线________.
(4)同学们将该二极管与阻值为10Ω的定值电阻串联后接到电压恒为3V的电源两端,则二极管导通时定值电阻的功率为________W.
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【题目】甲、乙两同学均设计了测动摩擦因数的实验。已知重力加速度为g。
(1)甲同学所设计的实验装置如图所示。其中A为一质量为M的长直木板,B为木板上放置的质量为m的物块,C为物块右端连接的一轻质弹簧测力计。实验时用力将A从B的下方抽出,通过C的读数F1即可测出动摩擦因数。则该设计能测出________(填“A与B”或“A与地面”)之间的动摩擦因数,其表达式为________。
(2)乙同学的设计如图乙所示。他在一端带有定滑轮的长木板上固定有A、B两个光电门,与光电门相连的计时器可以显示带有遮光片的物块在其间的运动时间,与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力。实验时,多次改变砂桶中砂的质量,每次都让物块从靠近光电门A处由静止开始运动,读出多组测力计示数F及对应的物块在两光电门之间的运动时间t。在坐标系中作出的图线如图丙所示,图线的斜率为k,与纵轴的截距为b,与横轴的截距为c。因乙同学不能测出小车质量,因乙同学不能测出小车质量,故该同学还应该测出的物理量为 _______ 。根据该测量物理量及图线信息可知物块与木板之间的动摩擦因数表达式为 ________ 。
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【题目】某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中为固定橡皮条的图钉,为橡皮条与细绳的结点,和为细绳,图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)如果没有操作失误,图乙中的与两力中,方向一定沿方向的是______.
(2)本实验采用的科学方法是______.
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法
(3)下列方法中,有助于减小实验误差的是______
A.尽可能使两分力的夹角大些
B.尽可能使两分力相差的大些
C.尽可能使两分力与纸面平行
D.尽可能使橡皮条长些
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【题目】如图(a),超级高铁(Hyperloop)是一种以“真空管道运输”为理论核心设计的交通工具,它具有超高速、低能耗、无噪声、零污染等特点.如图(b),已知管道中固定着两根平行金属导轨MN、PQ,两导轨间距为;运输车的质量为m,横截面是半径为r的圆.运输车上固定着间距为D、与导轨垂直的两根导体棒1和2,每根导体棒的电阻为R,每段长度为D的导轨的电阻也为R.其他电阻忽略不计,重力加速度为g.
(1)如图(c),当管道中的导轨平面与水平面成θ=30°时,运输车恰好能无动力地匀速下滑.求运输车与导轨间的动摩擦因数μ;
(2)在水平导轨上进行实验,不考虑摩擦及空气阻力.
①当运输车由静止离站时,在导体棒2后间距为D处接通固定在导轨上电动势为E的直流电源,此时导体棒1、2均处于磁感应强度为B,垂直导轨平向下的匀强磁场中,如图(d).求刚接通电源时运输车的加速度的大小;(电源内阻不计,不考虑电磁感应现象)
②当运输车进站时,管道内依次分布磁感应强度为B,宽度为D的匀强磁场,且相邻的匀强磁场的方向相反.求运输车以速度v0从如图(e)通过距离2D后的速度v.
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【题目】关于磁通量,下列说法中正确的是( )
A. 穿过某一面积的磁通量为零,该处磁感应强度为零
B. 磁场中磁感应强度大的地方,磁通量不一定很大
C. 垂直于磁场方向的磁感线条数越多,磁通量越大
D. 在磁场中所取平面的面积增大,磁通量总是增大的
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【题目】用如图(甲)所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值,其中Rx为待测电阻,R为电阻箱,S为单刀双掷开关,R0为定值电阻.某同学用该电路进行实验
(1)请将下列实验步骤补充完整:
①.根据电路图,连接实物,将电阻箱的阻值调至最大.
②.____________________________________
③.____________________________________
④.读出电阻箱的读数
(2)若电阻箱的示数如图(乙)所示,则它的示数为_______Ω.若已知R0的阻值为10 Ω,则待测电阻的阻值为_______Ω.
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【题目】一台质谱仪的工作原理如图所示.大量的甲、乙两种离子飘入电压为U0的加速电场,其初速度几乎为0,经过加速后,通过宽为L的狭缝MN沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片上.已知甲、乙两种离子的电荷量均为+q,质量分别为2m和m,图中虚线为经过狭缝左、右边界M、N的甲种离子的运动轨迹.不考虑离子间的相互作用.
(1)求甲种离子打在底片上的位置到N点的最小距离x;
(2)在答题卡的图中用斜线标出磁场中甲种离子经过的区域,并求该区域最窄处的宽度d;
(3)若考虑加速电压有波动,在()到()之间变化,要使甲、乙两种离子在底片上没有重叠,求狭缝宽度L满足的条件.
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【题目】如图所示,在匀强电场中有A、B、C三点,三点构成直角三角形,∠A=,AB边长为5m,D为AB中点,电场线与ABC所在平面平行,A、B、C三点的电势分别为14V、6V和6V,取sin=0.6,cos=0.8,则( )
A.UDC=4VB.UDC=10V
C.E=2V/mD.E=1.6V/m
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