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(18分)如圖所示,質(zhì)量
,電阻
,長度
的導(dǎo)體棒
橫放在U型金屬框架上?蚣苜|(zhì)量
,放在絕緣水平面上,與水平面間的動摩擦因數(shù)
,相距0.4m的
、
相互平行,電阻不計且足夠長。電阻
的
垂直于
。整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度
。垂直于
施加
的水平恒力,
從靜止開始無摩擦地運動,始終與
、
保持良好接觸。當(dāng)
運動到某處時,框架開始運動。設(shè)框架與水平面間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g取10m/s2。
(1)求框架開始運動時
速度v的大;
(2)從
開始運動到框架開始運動的過程中,
上產(chǎn)生的熱量
,求該過程
位移x的大小。
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(20分)質(zhì)譜分析技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各前沿科學(xué)領(lǐng)域。湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子的質(zhì)譜裝置示意如圖,M、N為兩塊水平放置的平行金屬極板,板長為L,板右端到屏的距離為D,且D遠(yuǎn)大于L,
為垂直于屏的中心軸線,不計離子重力和離子在板間偏離
的距離。以屏中心O為原點建立
直角坐標(biāo)系,其中x軸沿水平方向,y軸沿豎直方向。
(1)設(shè)一個質(zhì)量為
、電荷量為
的正離子以速度
沿
的方向從
點射入,板間不加電場和磁場時,離子打在屏上O點。若在兩極板間加一沿
方向場強為E的勻強電場,求離子射到屏上時偏離O點的距離
;
(2)假設(shè)你利用該裝置探究未知離子,試依照以下實驗結(jié)果計算未知離子的質(zhì)量數(shù)。
上述裝置中,保留原電場,再在板間加沿
方向的勻強磁場。現(xiàn)有電荷量相同的兩種正離子組成的離子流,仍從O'點沿
方向射入,屏上出現(xiàn)兩條亮線。在兩線上取y坐標(biāo)相同的兩個光點,對應(yīng)的x坐標(biāo)分別為3.24mm和3.00mm,其中x坐標(biāo)大的光點是碳12離子擊中屏產(chǎn)生的,另一光點是未知離子產(chǎn)生的。盡管入射離子速度不完全相等,但入射速度都很大,且在板間運動時
方向的分速度總是遠(yuǎn)大于x方向和y方向的分速度。
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原子核
與氘核
反應(yīng)生成一個α粒子和一個質(zhì)子。由此可知
A.A=2,Z=1 B. A=2,Z=2 C. A=3,Z=3 D. A=3,Z=2
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一簡諧橫波以4m/s的波速沿x軸正方向傳播。已知t=0時的波形如圖所示,則
A.波的周期為1s
B.x=0處的質(zhì)點在t=0時向y軸負(fù)向運動
C.x=0處的質(zhì)點在t=
s時速度為0
D.x=0處的質(zhì)點在t=
s時速度值最大
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如圖,一絕熱容器被隔板K 隔開a 、b兩部分。已知a內(nèi)有一定量的稀薄氣體,b內(nèi)為真空。抽開隔板K后,a內(nèi)氣體進(jìn)入b,最終達(dá)到平衡狀態(tài)。在此過程中
A.氣體對外界做功,內(nèi)能減少
B.氣體不做功,內(nèi)能不變
C.氣體壓強變小,溫度降低
D.氣體壓強變小,溫度不變
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在雷雨云下沿豎直方向的電場強度為
V/m,已知一半徑為1mm的雨滴在此電場中不會下落,取重力加速度大小為10m/
,水的密度為
kg/
。這雨滴攜帶的電荷量的最小值約為
A.2![]()
C B. 4![]()
C C. 6![]()
C D. 8![]()
C
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如圖,空間某區(qū)域中有一勻強磁場,磁感應(yīng)強度方向水平,且垂直于紙面向里,磁場上邊界b 和下邊界d水平。在豎直面內(nèi)有一矩形金屬統(tǒng)一加線圈,線圈上下邊的距離很短,下邊水平。線圈從水平面a開始下落。已知磁場上下邊界之間的距離大于水平面a、b之間的距離。若線圈下邊剛通過水平面b、c(位于磁場中)和d時,線圈所受到的磁場力的大小分別為
、
和
,則
A.
>
>
B.
<
<
C.
>
>
D.
<
<![]()
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圖中為一理想變壓器,其原線圈與一電壓有效值不變的交流電源相連:P為滑動頭,F(xiàn)令P從均勻密繞的副線圈最底端開始,沿副線圈勻速上滑,直至白熾燈L兩端的電壓等于其額定電壓為止。用
表示流過原線圈的電流,
表示流過燈泡的電流,
表示燈泡兩端的電壓,
表示燈泡消耗的電功率(這里的電流、電壓均指有效值:電功率指平均值)。下列4個圖中,能夠正確反映相應(yīng)物理量的變化趨勢的是
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頻率不同的兩束單色光1和2 以相同的入射角從同一點射入一厚玻璃板后,其光路如右圖所示,下列說法正確的是
A.單色光1的波長小于單色光2的波長
B.在玻璃中單色光1的傳播速度大于單色光2 的傳播速度
C.單色光1通過玻璃板所需的時間小于單色光2通過玻璃板所需的時間
單色光1從玻璃到空氣的全反射臨界角小于單色光2從玻璃到空氣的全反射臨界角
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已知地球同步衛(wèi)星離地面的高度約為地球半徑的6倍。若某行星的平均密度為地球平均密度的一半,它的同步衛(wèi)星距其表面的高度是其半徑的2.5倍,則該行星的自轉(zhuǎn)周期約為
A.6小時 B. 12小時 C. 24小時 D. 36小時
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