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平行板电容器极板1和2的面积均为S,水平固定放置,它们之间的距离为,接入如图所示的电路中,电源的电动势记为。不带电的导体薄平板3的质量为、尺寸与电容器极板相同。平板3平放在极板2的正上方,且与极板2有良好的电接触。整个系统置于真空室内,真空的介电常量为。闭合电键K后,平板3与极板1和2相继碰撞,上下往复运动。假设导体板之间的电场均可视为匀强电场;导线电阻和电源内阻足够小,充放电时间可忽略不计;平板3与极板1或2碰撞后立即在极短时间内达到静电平衡;所有碰撞都是完全非弹性的。重力加速度大小为
(1)电源电动势至少为多大?
(2)求平板3运动的周期(用和题给条件表示)。
类型:解答题
难度系数:困难0.15
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如图所示,在水平直轨道上静止放置平板车A和长木板,可视为质点的物块以初速度A的左端开始向右运动,当A的速度相等时,A恰好发生了第一次碰撞。已知A的质量分别为,不计A与轨道间的摩擦,与轨道间的动摩擦因数为,C 与A上表面间的动摩擦因数均为,全程没有掉落到轨道上,每次碰撞时间极短,均为弹性碰撞,重力加速度为,忽略空气阻力。求:
(1)A第一次速度相等时的速度;
(2)第一次碰撞前A运动的距离和第一次碰撞后A的速度大小;
(3)若A的长度,且A的上表面齐平,最终停止的位置距其初始位置多远。
类型:解答题
难度系数:困难0.15
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如图所示,有一个正方形的匀强磁场区域的中点,的中点,如果在点沿对角线方向以速度射入一带负电的带电粒子,恰好从点射出,不计粒子重力,则(  )
A.如果粒子的速度增大为原来的二倍,将从点射出
B.如果粒子的速度增大为原来的三倍,将从点射出
C.如果粒子的速度不变,磁场的磁感应强度变为原来的二倍,将从点射出
D.只改变粒子的速度使其分别从点射出时,从点射出所用时间最短
类型:多选题
难度系数:困难0.15
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竹蜻蜓由同材质的两个旋翼叶片与一根垂直杆组成,旋翼叶片为两片长为,宽为,面密度为的匀质长方形板,与水平面夹角皆为,杆子质量时,以角速度,数值速度起飞,与密度为的空气发生弹性碰撞, 在发生碰撞前,空气保持静止。求:
(1)竹蜻蜓绕杆的转动惯量;
(2)速度为,角速度为时竹蜻蜓受到的力与力矩情况;
(3)这个竹蜻蜓能够起飞至少要多大的?并求多大时竹蜻蜓最容易起飞。
类型:解答题
难度系数:困难0.15
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一电离室由一个半径为、长为的金属圆柱面与一根半径为的位于柱面轴的导线组成。圆柱面接一个负高压,导线通过电阻接地,如图所示。现给电离室充以一个大气压的氩气。一束电离粒子穿过电离室,其径迹平行于轴线,距轴线,它共产生了个离子-电子对。求电阻两端的电压与时间的函数关系。已知,氩离子迁移率,电子迁移。(提示:先计算系统的时间常数以作合理的近似)
类型:解答题
难度系数:困难0.15
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如图所示,,A、B间所加电压
(1)若在CD之间接一个电压表,它的示数是多少?
(2)若在CD之间接一个电流表,它的示数是多少?
类型:解答题
难度系数:困难0.15
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真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场,一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动,速度大小为v0 , 在油滴处于位置A时,将电场强度的大小突然增大到某值,但保持其方向不变.持续一段时间t1后,又突然将电场反向,但保持其大小不变;再持续同样一段时间后,油滴运动到B点.重力加速度大小为g
(1)油滴运动到B点时的速度;
(2)求增大后的电场强度的大小;为保证后来的电场强度比原来的大,试给出相应的t1v0应满足的条件.已知不存在电场时,油滴以初速度v0做竖直上抛运动的最大高度恰好等于B、A两点间距离的两倍。
类型:解答题
难度系数:困难0.15
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如图所示,在三维坐标系Oxyz中,x<0、z>0区域内有沿x轴正方向的匀强电场;-d<z<0区域内有沿y轴正方向的匀强磁场,磁感应强度大小为Bx>0且0<z<d区域内有平行于xOy平面且与x轴负方向成30°角、与y轴负方向成60°角的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度大小为。质量为m,电荷量为+q的粒子从z轴上的A点沿xOz平面射出,初速度大小为v0,方向与z轴负方向、x轴负方向均成45°角,A点到原点O的距离为,调整匀强电场的电场强度大小使粒子恰好垂直于x轴进入磁场,之后粒子一直在磁场中运动。不计粒子重力,求:
(1)匀强电场的电场强度大小E
(2)粒子初速度大小的取值范围;
(3)粒子第n次射入z<0区域磁场时在xOy平面内的位置坐标。
类型:解答题
难度系数:困难0.15
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如图所示,在倾角为37°的斜面上放置一质量为m的物块B,物块B的下端连接一轻质弹簧,弹簧下端与挡板相连接,物块B平衡时,弹簧的压缩量为x0O点为弹簧的原长位置。在斜面顶端再连接一光滑的半径R=0.6x0的半圆轨道,半圆轨道与斜面相切于P点。在斜面顶端有一质量也为m的物块A,与物块B相距4x0,现让A从静止开始沿斜面下滑,AB相碰后立即一起沿斜面向下运动,但不粘连,它们到达最低点后又一起向上运动,并恰好回到O点(AB均可视为质点)。已知斜面OP部分粗糙,且AB与斜面间的动摩擦因数均为μ=0.25,其余部分光滑。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度为g
(1)求物块AB相碰后瞬间的共同速度大小;
(2)求物块AB相碰前弹簧具有的弹性势能;
(3)若让物块A以某一初速度从P点沿半圆轨道上滑,恰好能通过最高点后落在斜面上,求A的落点到P点的距离。
(4)若让物块A以某一初速度vP点沿斜面下滑,与物块B碰后返回到P点还具有向上的速度,则v为多大时物块A恰能通过半圆轨道的最高点?AB分离瞬间,B物块即被锁定。

类型:解答题
难度系数:困难0.15
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如图所示,两块平行金属极板EFGH水平放置,板间距、板长均为L,上极板带正电,下极板带等量负电。过下极板右端点H且与水平方向成45°角的斜线AB的下方存在着垂直纸面向外的匀强磁场。一个质量为m、电荷量为+q的粒子贴着上极板以初速度v0水平射入电场,且恰好从FH连线的中点射出电场,两极板间的电场可认为是匀强电场,忽略电场的边缘效应和粒子的重力,求:
(1)带电粒子射出电场时的速度v的大小和方向;
(2)为使粒子能返回电场,磁感应强度B应满足什么条件?
(3)适当大小的磁感应强度B使粒子返回电场后,最后恰好从EG连线的中点O离开电场。试求该粒子从开始进入电场到最终返回O点的总时间。
类型:解答题
难度系数:困难0.15
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