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如图所示,在平直角坐标系的第Ⅰ象限内有沿轴正方向的匀强电场,质量为、电荷量为的带电粒子,在轴上坐标为点,以大小为的速度沿轴正方向射入电场,从轴上坐标为点进入处在第四象限内垂直于坐标平面向里的有界匀强磁场(图中未画出),为磁场边界上一点。粒子出磁场后速度沿轴负方向,并经过轴的位置坐标为。不计粒子的重力,求:
(1)匀强电场的电场强度的大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度的大小;
(3)若有界磁场为圆形,且圆与轴相切于点,则圆面积多大。
类型:解答题
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如题图所示,不带电的绝缘长板A静置于水平面上,绝缘长板A左端到固定竖直挡板的距离d=4m,带正电且电荷量的物块B(可视为质点)置于绝缘长板A右端,绝缘长板A上表面水平,整个装置处于水平向左的匀强电场中,场强大小。已知A、B质量均为,A与水平面间动摩擦因数,A与B间动摩擦因数,最大静摩擦力均等于滑动摩擦力,绝缘长板A与挡板间的碰撞为弹性碰撞,碰撞时间很短可不计,绝缘长板A足够长,物块B始终未离开绝缘长板A,重力加速度g。现将物块B从静止开始无初速度释放,不计空气阻力,求:
(1)绝缘长板A第一次与固定竖直挡板碰撞前瞬时速度大小;
(2)从物块B静止释放开始,到绝缘长板A第二次与固定竖直挡板碰撞前瞬时,A、B相对位移大小;
(3)在物块B全程运动过程中,电场力对物块B所做的功。
类型:解答题
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航天技术的发展是当今各国综合国力的直接体现,近年来,我国的航天技术取得了让世界瞩目的成绩,也引领科技爱好者思索航天技术的发展,有人就提出了一种不用火箭发射人造地球卫星的设想。其设想如下:如图所示,在地球上距地心h处沿一条弦挖一光滑通道,在通道的两个出口处AB分别将质量为的物体和质量为的待发射卫星同时自由释放,,在中点弹性正撞后,质量为的物体,即待发射的卫星就会从通道口B冲出通道,设置一个装置,卫星从B冲出就把速度变为沿地球切线方向,但不改变速度大小,这样就有可能成功发射卫星。已知地球可视为质量分布均匀的球体,且质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零,地球半径为,表面的重力加速度为
(1)求地球的第一宇宙速度;
(2)求在地球内部距球心h处的重力加速度大小;
(3)试证明:若单独释放物体,则物体将以为平衡位置作简谐运动;
(4)求卫星成功发射时,h的最大值。
类型:解答题
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如图所示,在电动机的带动下以的速度顺时针匀速转动的水平传送带。左端与粗糙的弧形轨道平滑对接,右端与光滑水平面平滑对接,水平面上有无穷多个位于同一直线上,处于静止状态的相同小球,小球质量,质量的物体(可视为质点)从轨道上高P点由静止开始下滑,滑到传送带上的A点时速度大小。物体和传送带之间的动摩擦因数,传送带AB之间的距离。物体与小球、小球与小球之间发生的都是弹性正碰。重力加速度。求:
(1)物体从P点下滑到A点的过程中,摩擦力做的功;
(2)物体第一次向右通过传送带的过程中,传送带对物体的冲量大小;
(3)物体第一次与小球碰后到最终的过程中因为物体在传送带上滑动而多消耗的电能。
类型:解答题
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无线蓝牙耳机可以在一定距离内与手机等设备实现无线连接。已知无线连接的最远距离为10m,甲和乙两位同学做了一个有趣实验。甲佩戴无线蓝牙耳机,乙携带手机检测,如图(a)所示,甲、乙同时分别沿两条平行相距的直线轨道向同一方向运动,甲做匀速直线运动,乙从静止开始先做匀加速直线运动,再做匀速直线运动,其速度v随时间t的关系如图(b)所示,则在运动过程中,手机检测到蓝牙耳机能被连接的总时间为(  )
A.B.C.D.
类型:单选题
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如图,质量的木板B静止在光滑水平面上,固定光滑弧形轨道末端与B的左端上表面相切,右侧的竖直墙面固定一劲度系数的轻弹簧,弹簧处于自然状态,木板右端距离弹簧左端。质量的小物块A以的速度水平向右与木板发生弹性碰撞(碰撞时间不计),当碰撞完成时,从弧形轨道某处无初速度下滑的滑块C恰好到达轨道末端,并以水平速度滑上B的上表面。木板足够长,物块C的质量,物块C与木板间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。弹簧始终处在弹性限度内,弹簧的弹性势能与形变量的关系为。取重力加速度,结果可用根式表示。
(1)求碰撞后物块A与木板B的速度大小;
(2)若要保证木板B与弹簧接触之前C与B共速,求物块C在弧形轨道下滑的高度的范围;
(3)若,求木板与弹簧接触以后,物块与木板之间即将相对滑动时木板的速度大小;
(4)若,木板与弹簧接触以后,从木板与物块开始相对滑动到木板与物块加速度再次相同时,所用时间为,求此过程中弹簧弹力的冲量大小。
类型:解答题
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如图,用三根绝缘细绳把三个带同种电荷的小球悬挂在点。小球静止时,恰好位于同一水平面。细绳与竖直方向的夹角分别为,已知小球的质量分别为,电荷量分别为,则下列说法正确的是(  )
A.若小球的质量,则一定有
B.若小球的质量,则可能有
C.若小球所带电荷量,则一定有
D.若小球所带电荷量,则一定有
类型:单选题
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如图(a),一粗糙、绝缘水平面上有两个质量均为m的小滑块A和B,其电荷量分别为。A右端固定有轻质光滑绝缘细杆和轻质绝缘弹簧,弹簧处于原长状态。整个空间存在水平向右场强大小为E的匀强电场。A、B与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,其大小均为时,A以初速度向右运动,B处于静止状态。在时刻,A到达位置S,速度为,此时弹簧未与B相碰;在时刻,A的速度达到最大,此时弹簧的弹力大小为;在细杆与B碰前的瞬间,A的速度为,此时时间内A的图像如图(b)所示,为图线中速度的最小值,均为未知量。运动过程中,A、B处在同一直线上,A、B的电荷量始终保持不变,它们之间的库仑力等效为真空中点电荷间的静电力,静电力常量为k;B与弹簧接触瞬间没有机械能损失,弹簧始终在弹性限度内。
(1)求时间内,合外力对A所做的功;
(2)求时刻A与B之间的距离;
(3)求时间内,匀强电场对A和B做的总功;
(4)若增大A的初速度,使其到达位置S时的速度为,求细杆与B碰撞前瞬间A的速度。
类型:解答题
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两个相距很近的等量异号点电荷组成的系统称为电偶极子,设相距为l,电荷量分别为+q和-q的点电荷构成电偶极子.如图所示,取二者连线方向为y轴方向,中点O为原点,建立xOy坐标系,P点距坐标原点O的距离为 rr>>l),PO两点间连线与y轴正方向的夹角为θ,设无穷远处的电势为零,P点的电势为φ真空中静电力常量为k.下面给出 φ的四个表达式,其中只有一个是合理的.你可能不会求解P点的电势φ,但是你可以通过一定的物理分析,对下列表达式的合理性做出判断,根据你的判断,φ的合理表达式应为(     
A.B.
C.D.
类型:单选题
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如图所示,一对长平行栅极板水平放置,极板外存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B 的匀强磁场,极板与可调电源相连,正极板上O点处的粒子源垂直极板向上发射速度为v0、带正电的粒子束,单个粒子的质量为m、电荷量为q,一足够长的挡板OM与正极板成37°角倾斜放置,用于吸收打在其上的粒子,CP是负极板上的两点,C点位于O点的正上方,P点处放置一粒子靶(忽略靶的大小),用于接收从上方打入的粒子,CP长度为L0,忽略栅极的电场边缘效应、粒子间的相互作用及粒子所受重力,sin 37°=0.6。
(1)若粒子经电场加速一次后正好打在P点处的粒子靶上,求可调电源电压U0的大小;
(2)调整电压的大小,使粒子不能打在挡板OM上,求电压的最小值Umin
(3)若L0=,当电压从零开始连续缓慢增加时,求粒子靶最多能接收到几种能量的粒子。(假定在每个粒子的整个运动过程中电压恒定)
类型:解答题
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