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如图所示,在坐标系xOy中,第一象限除外的其它象限都充满匀强磁场Ⅰ,磁感应强度都为B 1= 0.12T,方向垂直纸面向内.P是y轴上的一点,它到坐标原点O的距离l = 0.40m.一比荷C/kg的带正电粒子从P点开始进入匀强磁场中运动,初速度m/s,方向与y轴正方向成夹角θ= 53°并与磁场方向垂直.不计粒子的重力作用.已知sin53°=0.8,cos53°=0.6,求:
(1)粒子在磁场中运动的轨道半径R.
(2)在第一象限中与x轴平行的虚线上方的区域内充满沿x轴负方向的匀强电场(如图a所示),粒子在磁场中运动一段时间后进入第一象限,最后恰好从P点沿初速度的方向再次射入磁场.求匀强电场的电场强度E和电场边界(虚线)与x轴之间的距离d.
(3)如果撤去电场,在第一象限加另一匀强磁场Ⅱ,磁场方向垂直于xoy平面.在第(2)问虚线位置放置一块长度为L=0.25m的平板,平板的左边缘与y轴对齐(如图b所示).带电粒子仍从P点开始运动,欲使带电粒子第一次进入第一象限运动时不打到板上,求磁场Ⅱ的磁感应强度B2的大小和方向应满足什么条件?
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如图所示,半径为R的光滑半圆环轨道竖直固定在一水平光滑的桌面上,桌面距水平地面的高度也为R,在桌面上轻质弹簧被a、b两个小球挤压(小球与弹簧不拴接),处于静止状态。同时释放两个小球,小球a、b与弹簧在桌面上分离后,a球从B点滑上半圆环轨道最高点A时速度为,已知小球a质量为m,小球b质量为2m, 重力加速度为g,求:
(1)小球a在圆环轨道最高点对轨道的压力?
(2)释放后小球b离开弹簧时的速度vb的大小?
(3)小球b落地点距桌子右侧的水平距离?
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为测定海水的电阻率:
①某学习小组选取了一根厚度可以忽略的塑料管,分别用刻度尺和螺旋测微器测出其长度L和外径d,外径示数如图a所示,由图得d = mm。
②在塑料管里面灌满了海水,两端用粗铜丝塞住管口,形成一段封闭的海水柱。用多用表的档位转换开关K旋转在如图b所示的位置,将插入“+”、“—”插孔的红黑表笔短接,调零后粗测其阻值R,其结果如图b中表盘中所示,则R= = 。
③该小组为进一步精确测量其阻值,现采用伏安法。有如下实验器材供选择:
A.直流电源:电动势12V,内阻不计,额定电流为1A;
B.电流表A:量程0~10mA,内阻约10Ω;
C.电压表V:量程0~15V,内阻约15kΩ;
D.滑动变阻器R1:最大阻值10Ω;
E.滑动变阻器R2:最大阻值10kΩ;
F.多用表:如图b;
G.开关、导线等
(a)该小组采用限流电路并在正确选择器材后完成部分导线的连接,请你在实物接线图c中完成余下导线的连接并在滑动变阻器旁边标上其符号(R1或R2)。
(b)若该小组在实验过程中由于操作不当,导致所选用的电流表损坏。为保证实验的正常进行,可将多用表的档位转换开关K旋转至直流电流 挡位上,替换原使用的电流表并通过插入“+”、“—”插孔的红黑表笔正确接入电路,继续实验。
该小组在实验中测得电压表和电流表的示数分别为U和I,则精确测出的海水电阻率表达式为: 。
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物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz。开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列小点。
⑴上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个小点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a= (保留三位有效数字)。
⑵回答下列两个问题:
①为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有( ) (填入所选物理量前的字母)
A.木板的长度 B.木板的质量m1 C.滑块的质量m2 D.托盘和砝码的总质量m3 E.滑块运动的时间t
②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是 。
⑶滑块与木板间的动摩擦因数μ= (用被测物理量的字母表示,重力加速度为g)。
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如图所示,木板1、2固定在墙角,一个可视为质点的物块分别从木板的顶端静止释放,并沿斜面下滑到底端,物块与木板之间的动摩擦因数均为m 。对这两个过程,下列说法正确的是
A.沿着1和2下滑到底端时,物块的速度大小相等
B.沿着1和2下滑到底端时,物块的速度大小不相等
C.物块沿着1下滑到底端的过程,产生的热量更多
D.物块沿着2下滑到底端的过程,产生的热量更多
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如图所示,质量为m的质点静止在半径为R的半球体上,质点与半球体间的动摩擦因数为μ,质点与球心的连线与水平地面的夹角为θ,则下列说法正确的是
A.地面对半球体的摩擦力方向水平向右
B.质点对半球体的压力大小为mgsinθ
C.质点所受摩擦力大小为mgcosθ
D.质点所受摩擦力大小为μmgsinθ
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某静电场的电场线分布如图所示,P、Q为该电场中的两点,下列说法正确的是
A.P点场强大于Q点场强
B.P点电势低于Q点电势
C.将电子从P点移动到Q点,电场力做正功
D.将电子从P点移动到Q点,其电势能增大
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“神舟”七号实现了航天员首次出舱。如图所示飞船先沿椭圆轨道1飞行,然后在远地点P处变轨后沿圆轨道2运行,在轨道2上周期约为90分钟。则下列判断正确的是( )
A.飞船沿椭圆轨道1经过P点时的速度与沿圆轨道经过P点时的速度相等
B.飞船在圆轨道2上时航天员出舱前后都处于失重状态
C.飞船在圆轨道2的角速度大于同步卫星运行的角速度
D.飞船从椭圆轨道1的Q点运动到P点过程中万有引力做正功
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