圖15-16

(1)為了使位于A處的質(zhì)量為m、電荷量為q的離子,從靜止開(kāi)始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后沿圖中圓弧虛線通過(guò)靜電分析儀,加速電場(chǎng)的電壓U應(yīng)為多大?(離子的重力不計(jì))

(2)離子由P點(diǎn)進(jìn)入磁分析儀后,最終打在乳膠片上的Q點(diǎn),該點(diǎn)距入射點(diǎn)P多遠(yuǎn)?若有一群離子從靜止開(kāi)始通過(guò)質(zhì)譜儀后落在同一點(diǎn)Q,則該群離子有什么共同點(diǎn)?

圖15-16為一種質(zhì)譜儀示意圖,由加速電場(chǎng)、靜電分析儀和磁分析儀組成.若靜電分析儀通道的半徑為R,均勻輻向電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E,方向如圖所示;磁分析儀中有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,問(wèn):

圖15-16

(1)為了使位于A處的質(zhì)量為m、電荷量為q的離子,從靜止開(kāi)始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后沿圖中圓弧虛線通過(guò)靜電分析儀,加速電場(chǎng)的電壓U應(yīng)為多大?(離子的重力不計(jì))

(2)離子由P點(diǎn)進(jìn)入磁分析儀后,最終打在乳膠片上的Q點(diǎn),該點(diǎn)距入射點(diǎn)P多遠(yuǎn)?若有一群離子從靜止開(kāi)始通過(guò)質(zhì)譜儀后落在同一點(diǎn)Q,則該群離子有什么共同點(diǎn)?

(15分) 2008年2月22日,2008年跳水世界杯在“水立方”展開(kāi)第四日角逐。在男子雙人十米臺(tái)決賽中，中國(guó)組合林躍/火亮優(yōu)勢(shì)明顯，最終以總分482.46分成功折桂，幫助中國(guó)隊(duì)奪得第五枚金牌。如圖16甲是林躍/火亮在跳臺(tái)上騰空而起的英姿。中國(guó)組合林躍/火亮站在距水面10m高的跳臺(tái)跳板上的最邊緣端，他們的重心離跳板板面的高度大約為1m，當(dāng)他們騰空躍起后其重心離跳板板面最大高度為2m，下降到手觸及水面時(shí)伸直雙臂做一個(gè)翻掌壓水花的動(dòng)作,如圖16乙所示，這時(shí)他們的重心離水面大約為1m。(g取10m/s²,保留三位有效數(shù)字)

(1)請(qǐng)問(wèn)運(yùn)動(dòng)員在空中是依靠什么力來(lái)完成各種難度較大動(dòng)作的?這些力相互作用力對(duì)運(yùn)動(dòng)員的整體運(yùn)動(dòng)過(guò)程有影響嗎?為什么?請(qǐng)?jiān)囂骄啃曰卮穑?/p>

(2)不計(jì)空氣阻力，試估算從躍起到手觸及水面的過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員完成一系列動(dòng)作可利用的時(shí)間多長(zhǎng)；

(3)忽略運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入水面過(guò)程中受力的變化，入水后，運(yùn)動(dòng)員的重心能下沉到離水面約2.2m處，試估算水對(duì)運(yùn)動(dòng)員的平均阻力約是運(yùn)動(dòng)員自身重力的幾倍。

(16分)如圖所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，兩板

間的距離d＝40 cm.電源電動(dòng)勢(shì)E＝24V，內(nèi)電阻r＝1 Ω，電阻R＝   

15 Ω.閉合開(kāi)關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，將一帶正電的小球從B板小孔以

初速度v₀＝4 m/s豎直向上射入板間．若小球帶電荷量為q＝1×10^－2C，

質(zhì)量為m＝2×10^－2kg，不考慮空氣阻力．那么，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為多大時(shí)，

小球恰能到達(dá)A板？此時(shí)，電源的輸出功率是多大？(取g＝10 m/s²)

(15分)如圖16甲所示，水平傳送帶的長(zhǎng)度L＝6 m，皮帶輪以速度v順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)在一質(zhì)量為1 kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以水平速度v₀從A點(diǎn)滑上傳送帶，越過(guò)B點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)，其水平位移為x，保持物塊的初速度v₀不變，多次改變皮帶輪的速度v依次測(cè)量水平位移x，得到如圖16乙所示的x－v圖象．

(1)當(dāng)0＜v≤1 m/s時(shí)，物塊在A、B之間做什么運(yùn)動(dòng)？當(dāng)v≥7 m/s時(shí)，物塊在A、B之間做什么運(yùn)動(dòng)？
(2)物塊的初速度v₀多大？