行且等距的竖直平面。不汁粒子所受重
力,则
( )
A.该粒子一定带负电
B.此电场不一定是匀强电场
C.该电场的电场线方向一定水平向左
D.粒子在电场中由A到B的运动过程中,
其动能不断减少
22. (18分)(1)(6分)做匀变速运动的一个物体拖着纸带通过打点计时器,下图所示为打点计时器打出的一段纸带,A、B、C、D、E为按时间顺序打出的一系列实验点,已知打点计时器的打点周期为T,AB=a,DE=b,则物体的加速度为:______________,打纸带上的C点时纸带的速度为:_____________________。
(2)(12分)要测量一只量程已知的电压表的内阻,所备器材如下:
A.待测电压表V(量程3V,内阻未知)
B.电流表A(量程3A,内阻0.01Ω)
C.定值电阻R(阻值2kΩ,额定电流50mA)
D.蓄电池E(电动势略小于3V,内阻不计)
E.多用电表
F.开关K1、K2,导线若干
有一同学利用上面所给器材,进行如下实验操作:
①首先,用多用电表进行粗测,选用×100Ω倍率,操作方法正确。若这时刻度盘上的指针位置如图甲所示,则测量的结果是 Ω.
②为了更精确地测出此电压表内阻,该同学设计了如图所示的乙、丙实验电路,你认为其中较合理的电路图是 ,合理的理由是
。
③用你选择的电路进行实验时,请简述实验步骤:
;
用上述所测量的符号表示电压表的内阻RV=
.
23.(16分)
如图所示,真空中有以(r,0)为圆心,半径为r的圆形匀强磁场区域,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里,在y=
r的虚线上方足够大的范围内,有方向水平向左的匀强电场,电场强度的大小为E,从O点向不同方向发射速率相同的质子,质子的运动轨迹均在纸面内,且质子在磁场中的偏转半径也为r,已知质子的电荷量为q,质量为m,不计重力、粒子间的相互作用力及阻力的作用。求:
(1)质子射入磁场时速度的大小;
(2)沿x轴正方向射入磁场的质子,到达y轴所需的时间;
(3)与x轴正方向成30o角(如图中所示)射入的质子,到达y轴的位置坐标。
24. (18分)如图所示.在空中有一水平方向的匀强磁场区域,区域的上下边缘间距为h, 磁感应强度为B,有一宽度为 、长度为L、回路总电阻为R、质量为m的矩形导体线圈紧贴磁场区域的上边缘从静止起竖直下落.最后匀速穿出磁场区域,不计空气阻力,求:线圈穿过磁场区域所经历的时间。
25. (20分) 如图所示的轨道由位于竖直平面的圆弧轨道和水平轨道两部分相连而成。水平轨道的右侧有一质量为2m的滑块C与轻质弹簧一端相连,弹簧的另一端同定在竖直的墙M上.弹簧处于原长时,滑块C在P点处;在水平轨道上方D处,用长为L的不可伸K的细线悬挂一质量为m的小球B.B球恰好与水平轨道相切于D点.并可绕O点在竖商平面内摆动。质量为m的滑块A在圆弧轨道上由静止释放,进入水平轨道并与小球B发生碰撞.A、B碰撞前后速度发生交换,A、C碰撞后粘连在一起。P点左方轨道光滑、右方粗糙,滑块A、C与PM段的动摩擦因数均为 ,其余各处的摩擦不计.A、B、C均可视为质点,重力加速度为g。
(1) 若滑块A能以与球B碰前瞬间相同的速度与滑块C相碰,A至少要从距水平轨道多高的地方开始释放?
(2) 在(1)中算出的最小值高度处由静止释放A,经一段时问A与C相碰,设碰撞时间极短,碰后一起压缩弹簧,弹簧最人压缩量为
,求弹簧的最大弹性势能。
14 B 15 D 16 BD17C18BD19B 20BC 21.D
22.(1)(1)(4分) (4分)
(2) ①3000;
②丙;乙图中电流表的示数太小,误差太大。丙图中R的阻值与电压表阻值接近,误差小。
③
闭合K1.再闭合K2,读得电压表示数U1;再断开K2,读得电压表示数U2.;RV=。
23.(16分)解:
(1)质子射入磁场后做匀速圆周运动,有
(1分)
得 (1分)
(2)质子沿x轴正向射入磁场后经圆弧后以速度v垂直于电场方向进入电场,在磁场中运动周期
在磁场中运动的时间
(2分)
进入电场后做类平抛运动,沿电场方向运动r后到达y轴,因此有
(2分)
所求时间为 (2分)
(3)质子在磁场中转过120o角后从P点垂直于电场线进入电场,如图所示。
P点距y轴的距离
(2分)
其中
(2分)
得质子到达y轴所需时间为
(2分)
在y方向质子做匀速直线运动,因此有
(2分)
质子到达y轴的位置坐标为
(0,)
24. (18分)
解:设线圈匀速穿出磁场区域的速度为,此时有(3分)
对线圈从开始到刚好完全进入磁场的过程,经历的时间设为,根据动量定理
(2分)
而 (3分)
有
(2分)
因为,所以接着线圈以做匀加速直线运动,直到线圈的下边到达磁场的下边界为止,此过程经历的时间(3分)
之后线圈以速度匀速穿出磁场,经历的时间(2分)
故(3分)
25. (20分)
解:(1)要使滑块A能以与球B碰前瞬间相同的速度与滑块C碰撞,必须使小球B受A碰撞后在竖直平面内完成一个完整的圆周运动后从左方碰撞A,使A继续向右运动。
设A从距水平面高为H的地方释放,与B碰前的速度为
哟动能定理可得: (2分)
设小球通过最高点的速度为,则它通过最高点的条件是 (2分)
小球B从最低点到最高点机械能守恒,规定最低点为零势面,有
(2分)联立解得 (2分)
(2)从这个告诉下滑的A与C碰撞前瞬间速度:(2分)
设A与C碰后瞬间的共同速度为,由动能守恒(4分)
A、C一起压缩弹簧,由能量守恒定律,有(4分)
解得:(2分)