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题文

(20分)如图所示,轻弹簧一端连于固定点O,可在竖直平面内自由转动,另一端连接一带电小球P,其质量m=2×10-2 kg,电荷量q="0.2" C.将弹簧拉至水平后,以初速度V0="20" m/s竖直向下射出小球P,小球P到达O点的正下方O1点时速度恰好水平,其大小V="15" m/s.若O、O1相距R="1.5" m,小球P在O1点与另一由细绳悬挂的、不带电的、质量M=1.6×10-1 kg的静止绝缘小球N相碰。碰后瞬间,小球P脱离弹簧,小球N脱离细绳,同时在空间加上竖直向上的匀强电场E和垂直于纸面的磁感应强度B=1T的弱强磁场。此后,小球P在竖直平面内做半径r="0.5" m的圆周运动。小球P、N均可视为质点,小球P的电荷量保持不变,不计空气阻力,取g="10" m/s2。那么,

(1)弹簧从水平摆至竖直位置的过程中,其弹力做功为多少?
(2)请通过计算并比较相关物理量,判断小球P、N碰撞后能否在某一时刻具有相同的速度。
(3)若题中各量为变量,在保证小球P、N碰撞后某一时刻具有相同速度的前提下,请推导出r的表达式(要求用B、q、m、θ表示,其中θ为小球N的运动速度与水平方向的夹角)。

科目 物理   题型 计算题   难度 较难
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如图所示,质量为0.78 kg的金属块放在水平桌面上,在方向与水平方向成37°角斜向上、大小为3.0N的拉力F作用下,以4.0 m/s的速度向右做匀速直线运动。已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。(g取10m/s2.)

(1)求金属块与桌面间的动摩擦因数。
(2)如果从某时刻起撤去拉力,从撤去拉力时算起金属块在2s内通过的位移是多大?

在沿水平地面运动的小车车厢的顶部,用一根细线悬挂一质量为m的小球。某段时间内发现细线与竖直方向的夹角为θ,且小球与车厢保持相对静止,如图所示。试判断小车的运动性质并计算其加速度的大小。

如图所示,用细绳悬挂的小球重为6N,在均匀的水平风力作用下偏离竖直方向θ=37°角而处于静止状态。求风对小球的作用力F和绳子的拉力T 。(sin37o=0.6,cos37o=0.8,tan37o=0.75)

如图所示,一个质量为,电荷量的带电微粒(重力忽略不计),从静止开始经U1=100 V电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场,偏转电场的电压U2=100 V.金属板长L=20cm,两板间距。求:

(1)微粒进入偏转电场时的速度大小;
(2)微粒射出偏转电场时的偏转角θ;
(3)若该匀强磁场的宽度为D=10 cm,为使微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少多大?

如图在轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场,轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度为的匀强磁场。一带负电的粒子从原点O以与轴成30°角的方向斜向上射入磁场,且在轴上方运动半径为。求:

(1)粒子在轴下方磁场中运动的半径
(2)粒子在轴下方磁场中运动的时间与在轴上方磁场中运动的时间之比。

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