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如图,静止于A处的离子,经电压为U的加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器,从P点垂直CN进入矩形区域的有界匀强电场,电场方向水平向左。静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场,已知圆弧所在处场强为E0,方向如图所示;离子质量为m、电荷量为q;,离子重力不计。

(1)求圆弧虚线对应的半径R的大小;
(2)若离子恰好能打在NQ的中点上,求矩形区域QNCD内匀强电场场强E的值;
(3)若撤去矩形区域QNCD内的匀强电场,换为垂直纸面向里的匀强磁场,要求离子能最终打在QN上,
求磁场磁感应强度B的取值范围。
(1);(2);(3)

试题分析: (1)离子在加速电场中加速,根据动能定理,有:,离子在辐向电场中做匀速圆周运动,电场力提供向心力,根据牛顿第二定律,有, 得
(2)带电粒子做类平抛运动,d=vt,3d=,由牛顿第二定律:qE=ma,解得
(3)带电粒子在匀强磁场做匀速圆周运动,洛仑滋力提供向心力,
,解得:,带电粒子能打到QN上,则带电粒子运动径迹的边界如图

由几何关系可知:,则有
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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

设地球的质量为M,绕太阳做匀速圆周运动,有一质量为m的飞船,由静止开始自P点在恒力F的作用下,沿PD方向做匀加速直线运动.若一年后飞船在D点掠过地球上空,且再过两个月又在Q处掠过地球上空,如图所示,根据以上条件,求地球与太阳间的万有引力的大小.(忽略飞船受地球和太阳的万有引力作用的影响)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图(a)所示,在倾角为θ的光滑斜面上放一物体,用一水平外力F作用于物体上,逐渐增大F,物体做变加速运动,其加速度a随外力F变化的图象如图(b)所示,若物体的初速度为零,重力加速度g取10 m/s2.根据图(b)中所提供的信息可以计算出(  )
A.斜面的高度
B.物体的质量
C.斜面的长度
D.加速度为6 m/s2时物体的速度

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(20分)如图所示,在坐标系xoy的第二象限内有沿y轴负方向的匀强电场,电场强度大小为E第三象限内存在匀强磁场I,y轴右侧区域内存在匀强磁场Ⅱ,I、Ⅱ磁场的方向均垂直于纸面向里。一质量为m、电荷量为+q的粒子自P()点由静止释放,沿垂直于x轴的方向进入磁场I,接着以垂直于y轴的方向进入磁场Ⅱ,不计粒子重力.

(l)求磁场I的磁感应强度B1
(2)若磁场Ⅱ的磁感应强度B2=B1,粒子从磁场Ⅱ再次进入电场,求粒子第二次离开电场时的横坐标;
(3)若磁场Ⅱ的磁感应强度B2=3B1,求粒子在第一次经过y轴到第六次经过y轴的时间内,粒子的平均速度.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

纯电动概念车E1是中国馆的镇馆之宝之一。若E1概念车的总质量为920kg,在16s内从静止加速到100km/h(即27.8m/s),受到恒定的阻力为1500N,假设它做匀加速直线运动,其动力系统提供的牵引力为        N。当E1概念车以最高时速120km/h(即33.3m/s)做匀速直线运动时,其动力系统输出的功率为          kW。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图甲所示,倾角为θ的足够长的传送带以恒定的速率v0沿 逆时针方向运行。t =0时,将质量m =1kg的物体(可视为质 点)轻放在传送带上,物体相对地面的v—t图象如图乙所示。 设沿传送带向下为正方向,取重力加速度g =10m/s2。则
A.传送带的速率v0=10m/s
B.送带的倾角θ=300
C.物体与传送带之间的动摩擦因数µ=0.5
D.0?2.0s摩檫力对物体做功Wf= -24J

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图为某水上滑梯示意图,滑梯斜面轨道与水平面间的夹角为37°,底部平滑连接一小段水平轨道(长度可以忽略),斜面轨道长L=8m,水平端与下方水面高度差为h=0.8m。一质量为m=50kg的人从轨道最高点A由静止滑下,若忽略空气阻力,将人看作质点,人在轨道上受到的阻力大小始终为f=0.5mg。重力加速度为g=10m/s2,sin37°=0.6。求:

(1)人在斜面轨道上的加速度大小;
(2)人滑到轨道末端时的速度大小;
(3)人的落水点与滑梯末端B点的水平距离。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(18分)如图所示,与纸面垂直的竖直面MN的左侧空间中存在竖直向上场强大小为的匀强电场(上、下及左侧无界)。一个质量为、电量为的可视为质点的带正电小球,在时刻以大小为的水平初速度向右通过电场中的一点P,当时刻在电场所在空间中加上一如图所示随时间周期性变化的磁场,使得小球能竖直向下通过D点,D为电场中小球初速度方向上的一点,PD间距为,D到竖直面MN的距离DQ为.设磁感应强度垂直纸面向里为正.

(1)试说明小球在0—时间内的运动情况,并在图中画出运动的轨迹;
(2)试推出满足条件时的表达式(用题中所给物理量来表示);
(3)若小球能始终在电场所在空间做周期性运动.则当小球运动的周期最大时,求出磁感应强度及运动的最大周期的表达式(用题中所给物理量来表示)。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

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(1)木块受到的摩擦力的大小、方向?
(2)撤去力F2后,木块的加速度的大小和方向?
(3)若撤去力F2瞬间,恰有一小动物以v=6m/s的速度匀速同方向飞经木块。则木块要经过多少时间能追上该小动物?

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