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(22分)如圖所示,左側為二塊長為L=10cm,間距cm的平行金屬板,加上V的電壓,上板電勢高;現(xiàn)從左端沿中心軸線方向入射一個重力不計的帶
電微粒,微粒質量m=10-10kg,帶電量q=+10-4C,初速度v0=105m/s;中間用虛線框表
示的正三角形內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場B1,三角形的上頂點A與上金屬板平
齊,AB邊的中點P1恰好在下金屬板的右端點;三角形區(qū)域的右側也存在垂直紙面向
里,范圍足夠大的勻強磁場B2,且B2=4B1;求
(1)帶電微粒從電場中射出時的速度大小和方向;
(2)帶電微粒進入中間三角形區(qū)域后,要垂直打在AC邊上,則該區(qū)域的磁感應強度B1是多少?
(3)確定微粒最后出磁場區(qū)域的位置。
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(20分)如圖所示的“S”形玩具軌道,該軌道是用內(nèi)壁光滑的薄壁細圓管彎成,放置在豎直平面內(nèi),軌道彎曲部分是由兩個半徑相等的半圓對接而成,圓半徑比細管內(nèi)徑大得多,軌道底端與水平地面相切,軌道在水平面上不可移動。彈射裝置將一個小球(可視為質點)從a點水平彈射向b點并進入軌道,經(jīng)過軌道后從最高點d水平拋出。已知小球與地面ab段間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,不計其它機械能損失,ab段長L=1.25m,圓的半徑R=0.1m,小球質量m=0.01kg,軌道質量為M=0.26kg,g=10m/s2,求:
(1)要使小球從d點拋出后不碰軌道,小球的初速度v0需滿足什么條件?
(2)設小球進入軌道之前,軌道對地面的壓力大小等于軌道自身的重力,
當v0至少為多少時,小球經(jīng)過兩半圓的對接處c點時,軌道對地面的壓力為零。
(3)若v0=3m/s,小球最終停在何處?
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(16分)輪滑運動常在兩個斜面和一個平面的組合場地進行,我們把它簡化為理想的情景如圖。假定運動員和滑板的總質量為m,從O點以v1初速度沖上一個傾斜角為θ的斜面,第一次回滑到斜面底端O時的速率為v2,不計運動員在最高點所有技術動作,求
(1)滑板與斜面間的動摩擦因數(shù)μ
(2)運動員能滑上的最大高度h
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(12分) 為了測定電源電動勢E的大小、內(nèi)電阻r和定值電阻R0的阻值,某同學利用DIS設計了如左圖所示的電路.閉合電鍵S1,調節(jié)滑動變阻器的滑動觸頭P向某一方向移動時,用電壓傳感器1、電壓傳感器2和電流傳感器測得數(shù)據(jù),并根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算機分別描繪了如右圖所示的M、N兩條U-I直線.請回答下列問題:
(1)根據(jù)右圖中的M、N兩條直線可知( )
A.直線M是根據(jù)電壓傳感器1和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的
B.直線M是根據(jù)電壓傳感器2和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的
C.直線N是根據(jù)電壓傳感器1和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的
D.直線N是根據(jù)電壓傳感器2和電流傳感器的數(shù)據(jù)畫得的
(2)圖象中兩直線交點處電路中的工作狀態(tài)是( )
A.滑動變阻器的滑動頭P滑到了最左端 B.電源的輸出功率最大
C.定值電阻R0上消耗的功率為0.5 W D.電源的效率達到最大值
(3)根據(jù)右圖可以求得電源內(nèi)電阻r=________ Ω.
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(8分)用如圖所示的實驗裝置,探究彈力和彈簧伸長的關系。實驗主要操作步驟如下:先將待測彈簧的一端固定在鐵架臺上,然后將刻度尺豎直放在彈簧一側,并使彈簧另一端的指針恰好落在刻度尺上。當彈簧自然下垂時,讀取指針指示的刻度數(shù)值L0;當彈簧下端掛一個100g的鉤碼,讀取指針指示的刻度數(shù)值L1;彈簧下端掛兩個100g的鉤碼,讀取指針指示的刻度數(shù)值L2;……;掛七個100g的鉤碼時,讀取指針指示的刻度數(shù)值L7。
(計算結果保留三位有效數(shù)字,g取10 m/s2)
(1)下表是甲實驗小組的數(shù)據(jù)記錄和處理的表格,請你在答題紙空格上直接填寫甲組實驗得到的彈簧勁度系數(shù)k甲。
“探究彈力和彈簧伸長的關系”實驗數(shù)據(jù)記錄及處理
(甲組)
鉤碼個數(shù)n | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
鉤碼質量mn(g) | 0 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 |
刻度尺讀數(shù)Ln(cm) | 5.70 | 7.40 | 9.10 | 10.85 | 12.60 | 14.30 | 16.10 | 18.05 |
d1=L4—L0(cm) | 6.90 | |||||||
d2=L5—L1(cm) | 6.90 | |||||||
d3=L6—L2(cm) | 7.00 | |||||||
d4= L7—L3(cm) | 7.20 | |||||||
k(N/m) |
(2)乙實驗小組換用不同的彈簧做實驗,采用圖像法處理實驗數(shù)據(jù);以刻度尺讀數(shù)L為橫坐標,以所掛鉤碼質量m為縱坐標,所畫圖象如下圖所示。根據(jù)該圖象可知,乙實驗小組采用的彈簧的勁度系數(shù)k乙為_________N/m;
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如圖為一橫波發(fā)生器的顯示屏,可以顯示出波由0點從左向右傳播的圖像,屏上每一小格長度為1cm。在t=0時刻橫波發(fā)生器上能顯示的波形如圖所示。因為顯示屏的局部故障,造成從水平位置A到B之間(不包括A、B兩處)的波形無法被觀察到(故障不影響波在發(fā)生器內(nèi)傳播)。此后的時間內(nèi),觀察者看到波形相繼傳經(jīng)B、C處,在t=5秒時,觀察者看到C處恰好第三次(從C開始振動后算起)出現(xiàn)平衡位置,則該波的波速可能是( )
A. 3.6cm/s B. 4.8cm/s C. 6.0cm/s D. 7.2cm/s
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