【题目】如图甲所示,两平行金属板接有如图乙所示随时间t变化的电压U,两板间电场可看作均匀的,且两金属板外无电场,两金属板长L=0.2 m,两板间距离d=0.2 m.在金属板右侧边界MN的区域有一足够大的匀强磁场,MN与两板中线OO′垂直,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里.现有带正电的粒子流沿两板中线OO′连续射入电场中,已知每个粒子速度v0=105 m/s,比荷=108 C/kg,重力忽略不计,在每个粒子通过电场区域的极短时间内,电场可视作是恒定不变的.
(1)试求带电粒子射出电场时的最大速度;
(2)任意时刻从电场射出的带电粒子,进入磁场时在MN上的入射点和在MN上出射点的距离是一确定的值s,试通过计算写出s 的表达式(用字母m、v0、q、B表示).
【答案】(1)。方向:斜向右上方或斜向右下方,与初速度方向成45°夹角;(2)s,距离s与粒子在磁场中运行速度的大小无关,s为定值。
【解析】
(1)偏转电压由0到200V的变化中,粒子流可能都能射出电场,也可能只有部分粒子能射出电场,设偏转的电压为U0时,粒子刚好能经过极板的右边缘射出,则:
解得U0=100V
知偏转电压为100V时,粒子恰好能射出电场,且速度最大。
根据动能定理得,
。
方向:斜向右上方或斜向右下方,与初速度方向成45°夹角。
(2)设粒子射出电场速度方向与MN间夹角为θ.粒子射出电场时速度大小为:
在磁场中,
解得R
因此粒子射进磁场点与射出磁场点间距离为:s。
由此可看出,距离s与粒子在磁场中运行速度的大小无关,s为定值。
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【题目】如图,粗细相同的玻璃管A和B由一橡皮管连接,A管内封闭了长为l0cm的空气柱,B管开口且足够长,初始时两管水银面等高,外界大气压为75cmHg.固定A管,将B管沿竖直方向缓慢下移一段距离,使A管内的水银液面下降2cm,此时A管内气体压强为_____cmHg;然后保持B管不动,并在B管内缓慢注入水银,注入_____cm水银后,A管内气柱长度恢复为10cm。
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【题目】如图所示,一个球绕中心轴线OO′以角速度ω做匀速圆周运动,则( )
A. a,b两点的线速度相同
B. a,b两点的角速度相同
C. 若θ=30°,则a,b两点的线速度之比va∶vb= ∶2
D. 若θ=30°,则a,b两点的向心加速度之比
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【题目】(10分)用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材:待测电源(电动势约3V,内阻约2Ω),保护电阻R1(阻值10Ω)和R2(阻值5Ω),滑动变阻器R,电流表A,电压表V,开关S,导线若干。
实验主要步骤:
(ⅰ)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,闭合开关;
(ⅱ)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值,记下电压表的示数U和相应电流表的示数I;
(ⅲ)以U为纵坐标,I为横坐标,作U—I图线(U、I都用国际单位);
(ⅳ)求出U—I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a。
回答下列问题:
(1)电压表最好选用______;电流表最好选用______。
A.电压表(0-3V,内阻约15kΩ) B.电压表(0-3V,内阻约3kΩ)
C.电流表(0-200mA,内阻约2Ω) D.电流表(0-30mA,内阻约2Ω)
(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动,发现电压表示数增大,两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是______。
A.两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱
B.两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱
C.一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱,另一条导线接在电阻丝左端接线柱
D.一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱,另一条导线接在电阻丝右端接线柱
(3)选用k、a、R1、R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E=______,r=______,代入数值可得E和r的测量值。
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【题目】如图所示.小王同学利用自己设计的弹簧弹射器探究“弹簧弹性势能与形变量关系”,弹射器水平放置,弹簧被压缩x后释放,将质量为m、直径为d的小球弹射出去.测出小球通过光电门的时间为t.请回答下列问题:
(1)为减少实验误差,弹射器出口端距离光电门应该________(选填“近些”或“远些”).
(2)小球通过光电门的速度大小v=________;小球未弹出前弹簧的弹性势能Ep=________.(用m、d、t表示)
(3)该同学在实验中测出多组数据,并发现x与t成反比的关系,则弹簧弹性势能Ep与形变量x的关系式,正确的是________.(选填字母代号即可)
A.Ep∝x B.Ep∝ C.Ep∝x2 D.Ep∝
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【题目】如图,密闭汽缸两侧与一U形管的两端相连,汽缸壁导热;U形管内盛有密度为ρ=7.5×102 kg/m3的液体。一活塞将汽缸分成左、右两个气室,开始时,左气室的体积是右气室的体积的一半,气体的压强均为p0=4.5×103 Pa。外界温度保持不变。缓慢向右拉活塞使U形管两侧液面的高度差h=40 cm,求此时左、右两气室的体积之比。取重力加速度大小g=10 m/s2,U形管中气体的体积和活塞拉杆的体积忽略不计。
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【题目】如图所示,某极地轨道卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极,已知该卫星从北纬60°的正上方按图示方向第一次运行到南纬60°的正上方时所用时间为1h,则下列说法正确的是( )
A. 该卫星的运行速度一定大于7.9km/s
B. 该卫星与同步卫星的运行角速度之比为2:1
C. 该卫星与同步卫星的运行半径之比为l:4
D. 该卫星的机械能一定大于同步卫星的机械能
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【题目】如图,为洗衣机水位控制器的示意图,洗衣机进水前塑料管内充满空气,塑料管顶端连接着压强传感器。进水时,洗衣桶内水位上升,塑料管中空气压强_____(选填“增大”“减小”或“不变”),若此时水进入塑料管的高度为1.75cm,压强传感器测得气体压强是1.03×105Pa,则塑料管总长度约为_____cm.(设大气压强是1.0×105Pa,不计塑料管下部水平部分长度)
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【题目】如图所示,一物体分别沿三个倾角不同的光滑斜面由静止开始从顶端下滑到底端C、D、E处,三个过程中重力的冲量依次为I1、I2、I3,动量变化量的大小依次为Δp1、Δp2、Δp3,到达下端时重力的瞬时功率依次为P1、P2、P3,则有
A. I1<I2<I2,Δp1<Δp2<Δp3,P1=P2=P3
B. I1<I2<I3,Δp1=Δp2=Δp3,P1>P2>P3
C. I1=I2=I3,Δp1=Δp2=Δp3,P1>P2>P3
D. I1=I2=I3,Δp1=Δp2=Δp3,P1=P2=P3
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