【题目】如图所示的直角坐标系中,在直线x=-8L到y轴区域内存在着两个大小相等、方向相反的有界匀强电场,其中x轴上方的电场方向沿、轴负方向,x轴下方的电场方向沿y轴正方向。在x>0的区域内存在着垂直纸面的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度的大小B=。在电场左边界坐标为(一8L,-4L)的A点和坐标为(-8L,-L)的C点,将质量为m、电荷量为q的带正电粒子,先后以相同的速度v0沿x轴正方向射入电场.从A点射入的粒子,恰好从y轴上坐标为(0,4L)的A′点以速度v0沿ⅹ轴正方向射出电场,其运动轨迹如图所示。不计粒子的重力及它们之间的相互作用。
(1)求匀强电场的电场强度E的大小;
(2)要使两粒子在磁场中相遇,求在A、C两点射入粒子的时间差及两粒子在磁场中相遇点的坐标。
【答案】(1)(2)①
②
【解析】试题分析:将带电粒子的运用沿水平和竖直方向正交分解,水平方向做匀速直线运动,竖直方向在x轴上下方都做匀变速直线运动,根据牛顿第二定律和运动学公式列式分析;画出轨迹根据牛顿第二定律和运动动学公式结合几何关系,即可求出在A、C两点射入粒子的时间差及两粒子在磁场中相遇点的坐标。
(1)设从A点射入的粒子在x方向:
在y方向先做匀加速后做匀减速运动:
加速度为:
解得:
(2)从C点入射的粒子在y轴上的点射出与从A点射入的粒子在电场中运动时间相同
的纵坐标为:
速度大小仍为v0,方向沿x轴方向
①当粒子从A点先射入,磁场的方向垂直纸面向外才能相遇,根据几何关系:
根据牛顿第二定律:
圆周公式:
解得:
时间差为:
横坐标为:
纵坐标为:
所以相遇点为:
②当粒子从A点先射入,磁场的方向垂直纸面向外才能相遇,同①得
横坐标:
纵坐标:
所以相遇点为:span>
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【题目】某物理小组欲利用如图所示的电路同时测量一只有30格刻度的毫安表的量程、内阻且要得到光敏电阻的阻值与光照强度之间的关系。实验室能提供的实验器材有:学生电源(输出电压为U=18.0V,内阻不计)、电阻箱R(最大阻值9999.9Ω)、单刀双掷开关一只、导线若干。
(1)该小组实验时先将电阻箱的阻值调至最大,然后将单刀双掷开关接至a端,开始调节电阻箱,发现将电阻箱的阻值调为1700Ω时,毫安表恰好能够偏转10个格的刻度,将电阻箱的阻值调为800Ω时,毫安表刚好能偏转20个格的刻度,实验小组据此得到了该毫安表的量程为_______mA,内阻Rg=________Ω。
(2)该小组查阅资料得知,光敏电阻的阻值随光照强度的变化很大,为了安全,该小组需将亮安表改装成量程为3A的电流表,则需在亳安表两端_______(选填“串联”或“并联”)一个阻值后电表总电阻为______Ω的电阻(保留两位有效数字)。
(3)改表之后,该小组将单刀双掷开关接至b端,通过实验发现,流过毫安表的电流I(单位:mA)与光照强度E(单位:cd)之间的关系满足,由此可得到光敏电阻的阻值R(单位:Ω)与光照强度E之间的关系为__________。
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【题目】2018年2月在平昌冬奥会中,我国运动员李馨参加了两项越野滑雪的比赛,成绩有所突破如图所示,某次滑雪训练,如果该运动员站在水平雪道上第一次利用滑雪杖对雪面的作用获得水平推力F=75N而从静止向前滑行,其作用时间为t1=1.0s。撤除水平推力F后经过t2=2.0s,她第二次利用滑雪杖对面的作用获得同样的水平推力,第二次利用滑雪杖对雪面的作用距离与第一次相同已知该运动员连同装备的总质量为m=60kg,在整个运动过程中受到的滑动摩擦力大小恒为Ff=15N运动员可视为质点,不考虑空气阻力。求:
(1)运动员第一次利用滑雪杖对雪面作用后的速度大小及这段时间内的位移大小;
(2)运动员第二次撤除水平推力后滑行的最大距离。
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【题目】某同学用气垫导轨验证机械能守恒定律,在气垫导轨的滑块上装上一个挡光片和一个方盒,测得滑块、方盒及挡光片的总质量为M,气垫导轨的右端固定一个定滑轮,细线绕过滑轮,一端与滑块相连,另一端挂有6个钩码,每个钩码的质量为m,当地重力加速度为g,(桌面足够高)
(1)现用游标卡尺测出挡光片的宽度,读数如图所示,则宽度d=_________mm;
(2)实验前先调节气垫导轨水平,方法是:取下砝码,接通气垫导轨装置的电源,调节导轨下面的螺母,若滑块放在气垫导轨上任意位置都能_____________,则导轨水平
(3)先挂上6个钩码,将滑块由某一固定位置由静止释放,滑块上的挡光片通过光电门的时间为t,则滑块通过光电门的速度为____________(用题中所给字母表示)。
(4)每次将1个钩码移放到滑块上的方盒中,滑块均由同一位置由静止释放,重复实验,记录每次悬挂钩码的个数n及挡光片通过光电门的时间t,在坐标纸上作出图像,如图所示,要验证机械能守恒,还需要测量的物理量是______________,设此物理量的测量值为x,要验证机械能守恒,在误差允许的范围内,作出的图像斜率k=_______________。
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【题目】如图所示,图中两条平行虚线间存有匀强磁场,虚线间的距离为2L,磁场方向垂直纸面向里.abcd是位于纸面内的梯形闭合线圈,ad与bc间的距离为2L且均与ab相互垂直,ad边长为2L,bc边长为3L,t=0时刻,c点与磁场区域左边界重合现使线圈以恒定的速度沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域,取a→b→c→d→a方向的感应电流为正,则在线圈穿过磁场区域的过程中,线圈中感应电流I及ab间电势差Uab随位移x变化的关系图线可能是
A. B.
C. D.
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【题目】三颗卫星围绕地球运行的三个轨道如图所示,1、3为圆轨道,2为椭圆轨道。轨道2与轨道1相切于Q点,与轨道3相切于P点。下列说法正确的是
A. 轨道1和轨道2上的卫星经过Q点时的加速度相同
B. 轨道2上卫星的速度一定大于轨道1上卫星的速度
C. 轨道3上卫星的机械能一定大于轨道2上卫星的机械能
D. 轨道3上卫星的引力势能小于轨道1上相同质量卫星的引力势能
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【题目】甲图是传送带紧贴矩形桌面的俯视示意图。传送带和桌面在同一水平面且都足够宽、足够长,传送带沿图示方向运动。abcd是垂直水平面固定的光滑挡板条,ab与cd部分是直的,bc是平滑过渡部分。挡板条ab部分与传送带运动方向的夹角为θ。质量为m1的小滑块A与传送带的动摩擦因数为μ,从a点由静止释放,最后与静止在桌面c点、质量为m2的小滑块B发生弹性正碰。小滑块A、B均可视为质点,桌面c点左侧光滑,右侧与小滑块A、B的动摩擦因数均为μ1,重力加速度为g。
(1)若m1=3m2,小滑块A碰前瞬间的速率为v0′,求小滑块A、B碰后在桌面滑行的距离之比s1:s2。
(2)在满足m1<m2的前提下,小滑块A碰前瞬间的速率v0′一定,m2取不同值,小滑块A、B碰后速率也会不同。乙图中的实线反映了小滑块A碰后从b点滑上传送带的速率vb与再次滑出传送带的速率vb′的关系。图中p点对应着小滑块A、B最后停在桌面上同一位置,求其相应的m1:m2:
(3)若传送带的速度恒定为v0,请求小滑块A经过b点时的速率v0′,并从速度与加速度两个角度,定性描述小滑块A从a点由静止释放到b点的运动情况。
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【题目】为了探究加速度与力的关系,某同学设计了如图所示的实验装置,带滑轮的长木板水平放置,板上有两个光电门相距为d,滑块通过细线与重物相连,细线的拉力F大小等于力传感器的示数.让滑块从光电门1由静止释放,记下滑到光电门2的时间t,改变重物质量来改变细绳拉力大小,重复以上操作5次,得到下列表格中5组数据.
依据表中数据在坐标纸上画出a—F图象,由图象可得滑块质量m=_________kg,滑块和轨道间的动摩擦因数μ=____________(取g=10m/s2)(均保留两位有效数字)
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【题目】当月球到达近地点又正好是满月时,月亮看起来比平时大14%、亮30%,这时就称为超级月亮。2017年12月3日出现了2017年的第一次也是最后一次“超级月亮”。如图所示是月球绕地球运动的示意图,已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,月球在远地点距地面的高度为h1,近地点距地面的高度为则下列说法正确的是
A. 地心与月心的连线在相同时间内扫过相同的面积
B. 月球在远地点的速度大于
C. 月球在远地点和近地点的速率比为
D. 月球在远地点和近地点加速度大小的比为
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