【题目】如图所示,在竖直平面内xOy坐标系中分布着与水平方向成45°角的匀强电场,将一质量为m、带电荷量为q的小球,以某一初速度从O点竖直向上抛出,它的轨迹恰好满足抛物线方程:y=kx2,且小球通过点P.已知重力加速度为g,则( )
A. 电场强度的大小为
B. 小球初速度的大小为
C. 小球通过点P时的动能为
D. 小球从O点运动到P点的过程中,电势能减少
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【题目】如图所示,为一磁约束装置的原理图,同心圆圆心O与xOy平面坐标系原点重合。半径为的圆形区域I内有方向垂直于xOy平面向里的匀强磁场。一束质量为m、电荷量为q、动能为的带正电粒子从坐标为(0, )的A点沿y轴负方向射入磁场区域I,粒子全部经过坐标为(,0)的P点,方向沿x轴正方向。当在环形区域II加上方向垂直于xOy平面向外的另一匀强磁场时,上述粒子仍从A点沿y轴负方向射入区域I,所有粒子恰好能够约束在环形区域内,且经过环形区域II的磁场偏转后第一次沿半径方向从区域II射入区域I时经过内圆周
上的M点(M点未画出)。不计重力和粒子间的相互作用。
(1)求区域I中磁感应强度的大小。
(2)若环形区域II中磁感应强度,求M点坐标及环形外圆半径R。
(3)求粒子从A点沿y轴负方向射入圆形区域I至再次以相同速度经过A点的过程所通过的总路程。
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【题目】如图,AB、CD两根足够长的平行光滑金属导轨,构成的斜面与水平面成,两导轨间距L=0.5m,导轨的电阻可忽略。A、C两点间接有阻值为的电阻。一根质量m=0.5kg、电阻r=0.1Ω的均匀直金属杆MN放在两导轨上,与导轨垂直且接触良好。整套装置处于磁感应强度B=1T,方向垂直斜面向下的匀强磁场中。自图示位置起,杆MN受到方向平行导轨沿斜面向下的拉力作用,由静止开始运动,测得通过电阻的电流随时间均匀增大。(取10m/s2, cos37°=0.8)
(1)判断金属杆MN在匀强磁场中做何种运动,并请写出推理过程;
(2)若杆MN受到的力F=0.5v+1(式中为杆MN运动的速度,力的单位为N),求电阻的阻值;
(3)在(2)条件下,金属杆MN自静止开始下滑m的过程需要的时间和时间内通过电阻的电量。
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【题目】2016年8月16日凌晨,被命名为“墨子号”的中国首颗量子科学实验卫星开启星际之旅,这是我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信,构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。如图所示,“墨子号”卫星的工作高度约为500km,在轨道上绕地球做匀速圆周运动,经过时间t(t小于其运动周期),运动的弧长为s,与地球中心连线扫过的角度为β(弧度),引力常量为G。则下列关于“墨子号”的说法正确的是( )
A. 线速度大于第一宇宙速度
B. 环绕周期为
C. 质量为
D. 向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度
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【题目】如图所示,电阻不计且足够长的U型金属框架放置在倾角θ=37°的绝缘斜面上,该装置处于垂直斜面向下的匀强磁场中,磁感应强度大小B=0.4T。质量m=0.2kg、电阻R=0.3Ω的导体棒ab垂直放在框架上,与框架接触良好,从静止开始沿框架无摩擦地下滑。框架的质量M=0.4kg、宽度l=0.5m,框架与斜面间的动摩擦因数μ=0.7,与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)若框架固定,求导体棒的最大速度vm;
(2)若框架固定,导体棒从静止开始下滑6m时速度v1=4m/s,求此过程回路中产生的热量Q及流过导体棒的电量q;
(3)若框架不固定,求当框架刚开始运动时导体棒的速度大小v2。
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【题目】如图甲所示,图中虚线框内是由表头G改装成的一个电流表和一个电压表的电路,其中接a、b时为电流表,接a、c时为电压表。已知表头的满偏电流为2mA,内阻阻值范围为180~200Ω,定值电阻R1=50Ω,R2=1460Ω,为确定改装后电流表和电压表的量程,实验小组将a、b两个接线柱接入如图乙所示的电路中,来测量表头G的内阻。
甲 乙
(1)实验室里,电流表A和滑动变阻器R均有两种规格:
电流表:a.0~10mA b.0~600mA
滑动变阻器:a.0~20Ω b.0~1000Ω
则电流表应选_______________,滑动变阻器应选________________;(选填字母代号)
(2)将选择的器材接入电路。
①依照图甲电路图,在图乙上用笔画线代替导线,补充完整实物图______;
②闭合S,以I1表示电流表A的示数,I2表示表头G的示数,多次调整滑动变阻器,测量多组Il、I2数据(单位均为mA),某同学以Il为纵轴,I2为横轴,画出Il-I2图像为一条过原点的倾斜直线,该同学求出了图线的斜率k=5,则表头内阻Rg=____________Ω,由表头G改装后的电流表量程为______________mA,电压表量程为________V。
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【题目】(1)在“利用沙摆描绘振动图象”的实验中,将细沙倒在漏斗中,当细沙漏出的同时,让沙摆摆动起来,一段时间后,形成的长条形沙堆如图1所示:两边高且粗,中间低且细。
①如果在沙摆摆动的同时匀速拉动下方纸板(纸板上的虚线O1O2位于沙漏静止时的正下方),则一段时间后,形成如图2所示的曲线沙堆。分析可知,曲线沙堆在与虚线O1O2 垂直距离__________(选填“近”或“远”)的位置低且细。
②图3为图2中纸板上曲线沙堆的俯视图,沿沙摆振动方向建立x轴,沿O1O2方向建立t轴,就利用沙堆曲线得到了沙摆的振动图象。请说明为什么要匀速拉动下方纸板。
_____________________________________________________________________________
(2)用如图4所示的装置验证牛顿第二定律。
①除了图4中所给器材以及交流电源和导线外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是____________(选填正确选项的字母)。
A.秒表
B.天平(含砝码)
C.弹簧测力计
D.刻度尺
②实验前平衡小车与木板间摩擦力的做法是:把实验器材安装好,先不挂重物,将小车放在木板上,后面固定一条纸带,纸带穿过打点计时器。用垫块把木板一端垫高,接通打点计时器,让小车以一定初速度沿木板向下运动,并不断调节木板的倾斜度,直到小车拖动纸带沿木板做_______运动。
③为使砂桶和砂的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力,需满足的条件是砂桶及砂的总质量_____小车的总质量。(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)
④实验中打出的一条纸带的一部分如图5所示。纸带上标出了连续的3个计数点A、B、C,相邻计数点之间还有4个点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。则打点计时器打B点时,小车的速度vB=__________m/s。多测几个点的速度做出v-t图像,就可以算出小车的加速度。
⑤为研究加速度和力的关系,要保证______________的总质量不变,改变砂桶内砂的质量,重复做几次实验,通过实验数据来研究加速度和力的关系。
⑥在研究加速度与质量的关系时,要保证的砂和砂桶的质量不变。若砂和砂桶的质量m与小车的总质量M间的关系不满足第③问中的条件,由实验数据作出a和的图线,则图线应如图6中的__________所示(选填正确选项的字母)。
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【题目】轻核聚变在人类实践中可提供巨大的核能源,最简单的聚变反应是中子n和质子P聚合成氘核D,在形成氘核后,接着会发生一系列的核反应:
①D+D→T+P+4.04 MeV ②D+D→He+n+3.27 MeV
③D+T→He+n+17.58 MeV ④D+He→He+P+18.4 MeV
在①②中产生的T和He在③④中得到充分利用的情况下,以上四个核反应的总效果可表示为6D→2He+2X+2n+E,对于上述核反应下列表述正确的是 ( )
A. X应为T
B. E应为50.7 MeV
C. 参与反应的氘核中平均每个核子释放的能量约为3.6 MeV
D. He与T互为同位素
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【题目】脉冲星的本质是中子星,具有在地面实验室无法实现的极端物理性质,是理想的天体物理实验室,对齐进行研究,有希望得到许多重大物理学问题的答案,譬如:脉冲星的自转周期极其稳定,准确的时钟信号为引力波探测、航天器导航等重大科学及技术应用提供了理想工具。2017年8月我国FAST天文望远镜首次发现两颗太空脉冲星;其中一颗星的自转周期为T(实际测量为1.83s,距离地球1.6万光年),假设该星球恰好能维持自转不瓦解;地球可视为球体,其自转周期为T0;同一物体在地球赤道上用弹簧秤测得重力为两极处的0.9倍,已知万有引力常量为G,则该脉冲星的平均密度ρ及其与地球的平均密度之比正确的是
A. B. C. D.
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