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高中物理带电粒子在复合场中的运动及其解题技巧及练习题

高中物理带电粒子在复合场中的运动及其解题技巧及练习题
高中物理带电粒子在复合场中的运动及其解题技巧及练习题

一、带电粒子在复合场中的运动专项训练

1.如图甲所示,空间存在一范围足够大的垂直于xOy 平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B .让质量为m ,电荷量为q (q >0)的粒子从坐标原点O 沿xOy 平面以不同的初速度大小和方向入射到磁场中.不计重力和粒子间的影响.

(1)若粒子以初速度v 1沿y 轴正向入射,恰好能经过x 轴上的A (a ,0)点,求v 1的大小;

(2)已知一粒子的初速度大小为v (v >v 1),为使该粒子能经过A (a ,0)点,其入射角θ(粒子初速度与x 轴正向的夹角)有几个?并求出对应的sin θ值;

(3)如图乙,若在此空间再加入沿y 轴正向、大小为E 的匀强电场,一粒子从O 点以初速度v 0沿y 轴正向发射.研究表明:粒子在xOy 平面内做周期性运动,且在任一时刻,粒子速度的x 分量v x 与其所在位置的y 坐标成正比,比例系数与场强大小E 无关.求该粒子运动过程中的最大速度值v m .

【来源】2013年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力测试物理(福建卷带解析) 【答案】⑴;⑵两个 sin θ=

;⑶

【解析】

试题分析:(1)当粒子沿y 轴正向入射,转过半个圆周至A 点,半径R 1=a/2

由运动定律有2

111

v Bqv m R =

解得12Bqa

v m

=

(2)如右图所示,O 、A 两点处于同一圆周上,且圆心在

x =

2

a

的直线上,半径为R ,当给定一个初速率v 时, 有2个入射角,分别在第1、2象限.

即 sinθ′=sinθ=

2a R

另有2

v Bqv m R

=

解得 sinθ′=sinθ=

2aqB

mv

(3)粒子在运动过程中仅电场力做功,因而在轨道的最高点处速率最大,用y m 表示其y 坐

标,由动能定理有 qEy m=1

2 mv

2

m

1

2

mv2

由题知 v m=ky m

若E=0时,粒子以初速度v0沿y轴正向入射,有 qv0B=m

2

v

R

在最高处有 v0=kR0

联立解得22

()

m

E E

v v

B B

=++

考点:带电粒子在符合场中的运动;动能定理.

2.如图所示,x轴正方向水平向右,y轴正方向竖直向上.在xOy平面内有与y轴平行的匀强电场,在半径为R的圆内还有与xOy平面垂直的匀强磁场.在圆的左边放置一带电微粒发射装置,它沿x轴正方向发射出一束具有相同质量m、电荷量q(q>0)和初速度v的带电微粒.发射时,这束带电微粒分布在0<y<2R的区间内.已知重力加速度大小为g.(1)从A点射出的带电微粒平行于x轴从C点进入有磁场区域,并从坐标原点O沿y轴负方向离开,求电场强度和磁感应强度的大小与方向.

(2)请指出这束带电微粒与x轴相交的区域,并说明理由.

(3)若这束带电微粒初速度变为2v,那么它们与x轴相交的区域又在哪里?并说明理由.

【来源】带电粒子在电场中运动 压轴大题 【答案】(1) mg

E q =

,方向沿y 轴正方向;mv B qR

=,方向垂直xOy 平面向外(2)通

过坐标原点后离开;理由见解析(3)范围是x >0;理由见解析 【解析】 【详解】

(1)带电微粒平行于x 轴从C 点进入磁场,说明带电微粒所受重力和电场力的大小相等,方向相反.设电场强度大小为E ,由:

mg qE =

可得电场强度大小:

mg q

E =

方向沿y 轴正方向;

带电微粒进入磁场后受到重力、电场力和洛伦兹力的作用.由于电场力和重力相互抵消,它将做匀速圆周运动.如图(a )所示:

考虑到带电微粒是从C 点水平进入磁场,过O 点后沿y 轴负方向离开磁场,可得圆周运动半径r R =;设磁感应强度大小为B ,由:

2

v qvB m R

=

可得磁感应强度大小:

mv B qR

=

根据左手定则可知方向垂直xOy 平面向外;

(2)从任一点P 水平进入磁场的带电微粒在磁场中做半径为R 的匀速圆周运动,如图(b )所示,设P 点与O '点的连线与y 轴的夹角为θ,其圆周运动的圆心Q 的坐标为

(sin ,cos )R R θθ-,圆周运动轨迹方程为:

222(sin )(cos )x R y R R θθ++-=

而磁场边界是圆心坐标为(0,R )的圆周,其方程为:

22()x y R R +-=

解上述两式,可得带电微粒做圆周运动的轨迹与磁场边界的交点为

0x y =??=?

或:

sin {

(1cos )

x R y R θθ=-=+

坐标为[sin ,(1cos )]R R θθ-+的点就是P 点,须舍去.由此可见,这束带电微粒都是通过坐标原点后离开磁场的;

(3)带电微粒初速度大小变为2v ,则从任一点P 水平进入磁场的带电微粒在磁场中做匀速圆周运动的半径r '为:

(2)

2m v r R qB

'=

= 带电微粒在磁场中经过一段半径为r '的圆弧运动后,将在y 轴的右方(x >0区域)离开磁场并做匀速直线运动,如图(c )所示.靠近M 点发射出来的带电微粒在穿出磁场后会射向x 轴正方向的无穷远处;靠近N 点发射出来的带电微粒会在靠近原点之处穿出磁场 所以,这束带电微粒与x 轴相交的区域范围是x >0.

答:(1)电场强度mg q

E = ,方向沿y 轴正方向和磁感应强度mv

B qR

=

,方向垂直xOy 平面向外.

(2)这束带电微粒都是通过坐标原点后离开磁场的;

(3)若这束带电微粒初速度变为2v ,这束带电微粒与x 轴相交的区域范围是x >0。

3.如图,空间存在匀强电场和匀强磁场,电场方向为y 轴正方向,磁场方向垂直于xy 平面(纸面)向外,电场和磁场都可以随意加上或撤除,重新加上的电场或磁场与撤除前的

一样.一带正电荷的粒子从P (x =0,y =h )点以一定的速度平行于x 轴正向入射.这时若只有磁场,粒子将做半径为R 0的圆周运动;若同时存在电场和磁场,粒子恰好做直线运动.现在,只加电场,当粒子从P 点运动到x =R 0平面(图中虚线所示)时,立即撤除电场同时加上磁场,粒子继续运动,其轨迹与x 轴交于M 点.不计重力.求: (1)粒子到达x =R 0平面时速度方向与x 轴的夹角以及粒子到x 轴的距离; (2)M 点的横坐标x M .

【来源】磁场 【答案】(1)20122R H h at h =+=+;(2)2

2000724

M x R R R h h =++- 【解析】 【详解】

(1)做直线运动有,根据平衡条件有:

0qE qB =v ①

做圆周运动有:

2

00

qB m R =v v ②

只有电场时,粒子做类平抛,有:

qE ma =③

00R t =v ④ y v at =⑤

解得:0y v v =⑥ 粒子速度大小为:

22

002y v v v v =+=⑦

速度方向与x 轴夹角为:π4

θ=⑧ 粒子与x 轴的距离为:

201

22

R H h at h =+=+⑨

(2)撤电场加上磁场后,有:

2

v qBv m R

=⑩

解得:02R R =⑾. 粒子运动轨迹如图所示

圆心C 位于与速度v 方向垂直的直线上,该直线与x 轴和y 轴的夹角均为4

π

,有几何关系得C 点坐标为:

02C x R =⑿

02

C R y H R h =-=-

⒀ 过C 作x 轴的垂线,在ΔCDM 中:

02CM R R ==⒁

2

C R C

D y h ==-

⒂) 解得:2

2

2

20074

DM CM CD R R h h =-=

+- M 点横坐标为:2

2000724

M x R R R h h =+-

4.如图1所示,宽度为d 的竖直狭长区域内(边界为12L L 、),存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场(如图2所示),电场强度的大小为0E ,0E >表示电场方向竖直向上。0t =时,一带正电、质量为m 的微粒从左边界上的1N 点以水平速度v 射入该区域,沿直线运动到Q 点后,做一次完整的圆周运动,再沿直线运动到右边界上的2N 点,Q 为线段12N N 的中点,重力加速度为g ,上述d 、0E 、m 、v 、g 为已知量。

(1)求微粒所带电荷量q 和磁感应强度B 的大小; (2)求电场变化的周期T ;

(3)改变宽度d ,使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域,求T 的最小值。

【来源】2010年普通高等学校招生全国统一考试(安徽卷)理综

【答案】(1)0

2E B v

=;(2)122d v T t t v g π=+=+;(3)min 1min 2

(21)2v T t t g π+=+。 【解析】 【分析】

根据物体的运动性质结合物理情景确定物体的受力情况。再根据受力分析列出相应等式解决问题。 【详解】

(1)根据题意,微粒做圆周运动,洛伦兹力完全提供向心力,重力与电场力平衡, 则mg=qE 0 ①

∵微粒水平向右做直线运动,∴竖直方向合力为0. 则 mg+qE 0=qvB ② 联立①②得:q=

③B=

(2)设微粒从N 1运动到Q 的时间为t 1,作圆周运动的周期为t 2, 则=vt 1⑤qvB=m

⑥2πR=vt 2 ⑦

联立③④⑤⑥⑦得:t 1=,t 2=⑧ 电场变化的周期T=t 1+t 2=

+

(3)若微粒能完成题述的运动过程,要求 d≥2R ⑩ 联立③④⑥得:R=

,设N 1Q 段直线运动的最短时间t 1min ,由⑤⑩得t 1min =

因t 2不变,T 的最小值 T min =t 1min +t 2=。

答:(1)微粒所带电荷量q 为,磁感应强度B 的大小为。

(2)电场变化的周期T 为+

。 (3)T 的最小值为

【点睛】

运动与力是紧密联系的,通过运动情况研究物体受力情况是解决问题的一个重要思路。

5.如图所示,在xOy 平面直角坐标系中,直角三角形ACD 内存在垂直平面向里磁感应强度为B 的匀强磁场,线段CO=OD=L ,CD 边在x 轴上,∠ADC=30°。电子束沿y 轴方向以相同的速度v 0从CD 边上的各点射入磁场,已知这些电子在磁场中做圆周运动的半径均为

3

L

,在第四象限正方形ODQP 内存在沿x 轴正方向、大小为E=Bv 0的匀强电场,在y=-L 处垂直于y 轴放置一足够大的平面荧光屏,屏与y 轴交点为P 。忽略电子间的相互作用,不计电子的重力。

(1)电子的比荷;

(2)从x 轴最右端射入电场中的电子打到荧光屏上的点与P 点间的距离: (3)射入电场中的电子打到荧光屏上的点距P 的最远距离。

【来源】【市级联考】河北省唐山市2019届高三下学期第一次模拟考试理科综合物理试题 【答案】(1) 03v e m BL = (2) 23

L (3) 3

4L 【解析】 【分析】

根据电子束沿速度v 0射入磁场,然后进入电场可知,本题考查带电粒子在磁场和电场中的运动,根据在磁场中做圆周运动,在电场中做类平抛运动,运用牛顿第二定律结合几何知识并且精确作图进行分析求解; 【详解】

(1)由题意可知电子在磁场中的轨迹半径3

L

r = 由牛顿第二定律得2

Bev m r

v =

电子的比荷

3e m BL

v =; (2)若电子能进入电场中,且离O 点右侧最远,则电子在磁场中运动圆轨迹应恰好与边AD 相切,即粒子从F 点离开磁场进入电场时,离O 点最远:

设电子运动轨迹的圆心为O '点。则23

L OF x ==

从F 点射出的电子,做类平抛运动,有2

232L Ee x m t

==,0y t v = 代入得23

L y =

电子射出电场时与水平方向的夹角为θ有122

y tan x θ=

= 所以,从x 轴最右端射入电场中的电子打到荧光屏上的点为G ,则它与P 点的距离 ()

2tan 3

L y L GP θ

-=

=

; (3)设打到屏上离P 点最远的电子是从(x,0)点射入电场,则射出电场时 00

223

xm xL

y t Ee v v ===

设该电子打到荧光屏上的点与P 点的距离为X ,由平抛运动特点得2X L y

y x -=

所以2

332222838xL xL

L X x x y L x ?

??????

=-==-+? ??????????

?

- 所以当38

x L =,有3

4

m L X =。 【点睛】

本题属于带电粒子在组合场中的运动,粒子在磁场中做匀速圆周运动,要求能正确的画出运动轨迹,并根据几何关系确定某些物理量之间的关系,粒子在电场中的偏转经常用化曲为直的方法,求极值的问题一定要先找出临界的轨迹,注重数学方法在物理中的应用。

6.如图甲所示,在xOy 平面内有足够大的匀强电场E ,在y 轴左侧平面内有足够大的磁场,磁感应强度B 1随时间t 变化的规律如图乙所示,选定磁场垂直纸面向里为正方向。在y 轴右侧平面内还有方向垂直纸面向外的恒定的匀强磁场,分布在一个半径为r=0.3m 的圆形区域(图中未画出)且圆的左侧与y 轴相切,磁感应强度B 2=0.8T ,t=0时刻,一质量m=8×10-4kg 、电荷量q=+2×10-4C 的微粒从x 轴上x p =-0.8m 处的P 点以速度v=0.12m/s 向x 轴正方向入射。已知该带电微粒在电磁场区域做匀速圆周运动。(g 取10m/s 2)

(1)求电场强度。

(2)若磁场15πs 后消失,求微粒在第二象限运动过程中离x 轴的最大距离;

(3)若微粒穿过y 轴右侧圆形磁场时速度方向的偏转角最大,求此圆形磁场的圆心坐标(x ,y)。

【来源】陕西榆林市2019届高考模拟第三次测试理科综合物理试题

【答案】(1) 40/E N C =,方向竖直向上 (2) 2.4m (3)(0.302.25),

【解析】 【详解】

(1)因为微粒射入电磁场后做匀速圆周运动受到的电场力和重力大小相等,则:qE mg = 解得:40/E N C =,方向竖直向上

(2)由牛顿第二定律有:2

11

v qvB m

R =

所以11

0.6mv

R m qB =

= 1

210m

T s qB ππ=

= 从图乙可知在05s π~内微粒做匀速圆周运动,在510s ππ~内微粒向左做匀速直线运动.在1015s ππ~内微粒又做匀速圆周运动,在15s π内微粒向右做匀速直线运动,之后穿过y 轴.

离x 轴的最大距离11'224 2.4s R R m =?==

(3)如图,微粒穿过圆形磁场要求偏转角最大,入射点A 与出射点B 的连线必须为磁场圆的直径.

由牛顿第二定律,有2

22

v qvB m R =

所以22

0.62mv

R m r qB =

==

所以最大偏转角为60° 所以圆心坐标0.30x m =

1

'60 2.40.3 2.252

y s rcos m m =-?=-?=

即磁场的圆心坐标为()0.302.25,.

7.如图所示,真空中某竖直平面内有一长为2l 、宽为l 的矩形区域ABCD ,区域ABCD 内加有水平向左的匀强电场和垂直于该竖直面的匀强磁场。一质量为m 、电荷量为+q 的带电微粒,从A 点正上方的O 点水平抛出,正好从AD 边的中点P 进入电磁场区域,并沿直线运动,从该区域边界上的某点Q 离开后经过空中的R 点(Q 、R 图中未画出)。已知微粒从Q 点运动到R 点的过程中水平和竖直分位移大小相等,O 点与A 点的高度差3

8

h l = ,重力加速度为g ,求:

(1)微粒从O 点抛出时初速度v 0的大小; (2)电场强度E 和磁感应强度B 的大小; (3)微粒从O 点运动到R 点的时间t 。

【来源】四川省攀枝花市2019届高三第三次统一考试理综物理试题 【答案】(1)0233v gl =;(2)3mg E 4q =,32m g B q l

=;(3) 433l t g =【解析】 【详解】

(1)从O 到P ,带电微粒做平抛运动:

2

01h gt 2

=

00l=v t

所以02

v 3gl 3

=

(2)在P 点:y 01

v =gt 3gl 2

=

2

2p 0y 5

v =v v 3gl 6

+=

设P 点速度与竖直方向的夹角为θ,则

y

v4

tanθ

v3

==

带电微粒进入电磁区域后做直线运动,受力如图,可知其所受合力为零,可知:

mg mg

tanθ

F Eq

==

p

mg mg

sinθ

f qv B

==

3mg

E

4q

=

m3g

B

2q l

=

(3)设微粒从P到Q所用时间为t1,

1

PD13l

t

v2g

==

设微粒从Q到R所用时间为t2,因水平和竖直分位移相等,得:202

x v t

=

2

2y22

1

y v t gt

2

=+

由题意得:

22

x y

=

微粒从0点运动到R点的时间t为:

012

t t t t

=++

所以:

43l

t

3g

=

8.实验中经常利用电磁场来改变带电粒子运动的轨迹.如图所示,氕(1

1

H)、氘

(2

1H)、氚(3

1

H)三种粒子同时沿直线在纸面内通过电场强度为E、磁感应强度为B的

复合场区域.进入时氕与氘、氘与氚的间距均为d,射出复合场后进入y轴与MN之间(其夹角为θ)垂直于纸面向外的匀强磁场区域Ⅰ,然后均垂直于边界MN射出.虚线

MN与PQ间为真空区域Ⅱ且PQ与MN平行.已知质子比荷为q

m

,不计重力.

(1)求粒子做直线运动时的速度大小v;

(2)求区域Ⅰ内磁场的磁感应强度B1;

(3)若虚线PQ右侧还存在一垂直于纸面的匀强磁场区域Ⅲ,经该磁场作用后三种粒子均能汇聚于MN上的一点,求该磁场的最小面积S和同时进入复合场的氕、氚运动到汇聚点的时间差Δt.

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【来源】江苏省苏州市2019届高三上学期期末阳光指标调研考试物理试题

【答案】(1) E

B

(2)

mE

qdB

(3)

(2)Bd

E

πθ

+

【解析】

【分析】

(1)粒子在电磁复合场中做直线运动是匀速直线运动,根据电场力与洛伦兹力平衡,可求粒子的速度大小;

(2)由粒子的轨迹与边界垂直,可求轨迹半径,由洛伦兹力提供向心力,可求磁感应强度的大小;

(3)由氚粒子圆周运动直径可求磁场的最小面积.根据氕、氚得运动周期,结合几何关系,可求氕、氚到汇聚点的时间差.

【详解】

(1) 由电场力与洛伦兹力平衡,

Bqv=Eq

解得v=E/B.

(2) 由洛伦兹力提供向心力,

B1vq=m

2 v r

由几何关系得r=d

解得B1=mE qdB

.

(3) 分析可得氚粒子圆周运动直径为3r

磁场最小面积S=1

2

π

22

3

2

2

r r

??

????

-

??

? ?

????

??

??

解得S=πd2

由题意得B2=2B1

由T=

2r

v

π

得T=

2m

qB

π

由轨迹可知Δt1=(3T1-T1)

2

θ

π

,其中T1=

1

2m

qB

π

Δt2=

1

2

(3T2-T2),其中T2=

2

2m

qB

π

)

解得

12

(2)Bd

t t t

E

πθ

+

?=??=

9.如图所示,在竖直平面内建立直角坐标系,y轴沿竖直方向.在x = L到x =2L之间存在竖直向上的匀强电场和垂直坐标平面向里的匀强磁场,一个比荷(

q

m

)为k的带电微粒从坐标原点以一定初速度沿+x方向抛出,进入电场和磁场后恰好在竖直平面内做匀速圆周运动,离开电场和磁场后,带电微粒恰好沿+x方向通过x轴上x =3L的位置,已知匀强磁场的磁感应强度为B,重力加速度为g.求:

(1)电场强度的大小;

(2)带电微粒的初速度;

(3)带电微粒做圆周运动的圆心坐标.

【来源】【市级联考】福建省厦门市2019届高三5月第二次质量检查考试理综物理试题【答案】(1)

g

k

(2)

2g

kB

(3)

222

22

32

(,)

28

g k B L

L

k B g

-

【解析】 【分析】 【详解】

(1)由于粒子在复合场中做匀速圆周运动,则:mg =qE ,又=q

k m

解得g E k

=

(2)由几何关系:2R cos θ=L ,

粒子做圆周运动的向心力等于洛伦兹力:2

v qvB m r

= ;

cos y v v

θ=

在进入复合场之前做平抛运动:y gt =v

0L v t =

解得02g v kB

=

(3)由2

12

h gt =

其中2kBL t g = ,

则带电微粒做圆周运动的圆心坐标:'3

2

O x L =; 222'222sin 8O g k B L y h R k B g θ=-+=-

10.如图所示,空间有相互平行、相距和宽度也都为L 的I 、II 两区域,I 、II 区域内有垂直于纸面的匀强磁场,I 区域磁场向内、磁感应强度为0B ,II 区域磁场向外,大小待定。现有一质量为m ,电荷量为q -的带电粒子,从图中所示的一加速电场中的MN 板附近由静止释放被加速,粒子经电场加速后平行纸面与I 区磁场边界成45°角进入磁场,然后又从I 区右边界成45°角射出。

(1)求加速电场两极板间电势差U;

(2)若II区磁感应强度也是

B时,则粒子经过I区的最高点和经过II区的最低点之间的高度差是多少?

(3)为使粒子能返回I区,II区的磁感应强度B应满足什么条件?并求出粒子从左侧进入I区到从左侧射出I区需要的最长时间。

【来源】河南省南阳中学2019届高三下学期第十七次考试理综物理试题

【答案】(1)

222

4

q B L

U

m

= (2)2

h L

= (3)

21

2

B B

+

≥,()0

3224

m

t

qB

ππ

=-+

【解析】

【详解】

(1)画出粒子在磁场中运动的示意图,如图所示:

粒子在加速电场中根据动能定理可得2

1

2

qU mv

=

粒子在I区域做圆周运动,根据洛伦兹力提供向心力可得

2

1

v

qvB m

R

=

根据几何关系可得:

1

2

2

R L

=

联立可得加速电场两极板间电势差

222

4

q B L

U

m

=

(2)粒子在II区域运动的半径与I区域相同,

高度差由图中几何关系可得:()

21

h R cos Ltan

θθ

=-+

可得:2

h L

=

(3)画出粒子刚好从II区域右边界穿出磁场的临界状态,即轨迹圆与右边界相切的情况.

根据几何关系可得()21cos R L θ+≤, 解得021

2

B B +≥

可知当021

2

B B +=

时,粒子在II 区域中运动的时间最长,即粒子从左侧进入Ⅰ区到从左侧射出Ⅰ区的时间最长

粒子两次在I 区域运动的时间为10

1224m t qB π=??

粒子两次在磁场之间的时间为20

224L m

t v qB == 粒子在II 区域运动的时间(

)30

32321

4m m t qB

qB

ππ=

?=- 总时间()

1230

3224

m t t t t qB ππ=++=-+

11.如图所示,在xoy 平面的第二象限内有沿y 轴负方向的匀强电场,电场强度的大小E=102V/m ,第一象限某区域内存在着一个边界为等边三角形的匀强磁场,磁场方向垂直xoy 平面向外。一比荷

q

m

=107C/kg 的带正电粒子从x 轴上的P 点射入电场,速度大小v 0=2×104m/s ,与x 轴的夹角θ=60°。该粒子经电场偏转后,由y 轴上的Q 点以垂直于y 轴的方向进入磁场区域,经磁场偏转射出,后来恰好通过坐标原点O ,且与x 轴负方向的夹角α=60°,不计粒子重力。求:

(1)OP 的长度和OQ 的长度; (2)磁场的磁感应强度大小; (3)等边三角形磁场区域的最小面积。

【来源】安徽蚌埠市2019届高三第二次教学质量检查考试理综(二模)物理试题 【答案】(1) 30.1510OP m OQ m ==, (2) B=0.02T (3)22331016

m -? 【解析】 【详解】

解:(1)粒子在电场中沿x 轴正方向的分运动是匀速直线运动,沿y 轴正方向的分运动是匀变速直线运动

沿y 轴方向:qE ma =,0v sin θt a =

,,0

v sin θ

OQ t 2

= 沿x 轴正方向:0OP v cos θt =? 联立解得:3

OP m OQ 0.15m ,=

= (2)粒子在磁场中作半径为r 的匀速圆周运动,其轨迹如图 根据几何关系由:r OQ r cos α

=+ 解得:r=0.05m

根据牛顿第二定律可得:()2

v cos θBqv cos θm r

=

解得:B=0.02T

(3)根据粒子运动轨迹和几何关系可知,以弦QD 为边长L 的△QRD 是磁场区域面积最小的等边三角形,如图,则L 3r =, 故最小面积:222min 133

S L sin60?10m 216

-=

=

12.在空间中存在垂直于纸面向里的匀强磁场,其竖直边界AB 、CD 的宽度为d ,在边界AB 左侧是竖直向下、场强为E 的匀强电场,现有质量为m 、带电量为+q 的粒子(不计重

力)从P 点以大小为v 0的水平初速度射入电场,随后与边界AB 成45°射入磁场,若粒子能垂直CD 边界飞出磁场,试求: (1)匀强磁场的磁感应强度B ; (2)从进入电场到穿出磁场的总时间。

【来源】陕西省汉中市汉台区2019届高三年级教学质量第一次检测考试物理试题 【答案】(1)匀强磁场的磁感应强度B 为

mv qd

;(2)从进入电场到穿出磁场的总时间为00

4π+mv d

qE v 。 【解析】 【详解】

(1)粒子进入磁场时的速度为:0

02cos 45v v v ==?

粒子运动轨迹如图所示,

由几何知识得:2sin 45=

=?

d

r d

粒子在磁场中做圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:2

v qvB m r

=

解得:0

mv B qd

=

; (2)粒子在电场中做类平抛运动,粒子进入磁场时的竖直分速度为:v y =v sin45°=v 0=

1qE

t m

解得,粒子在电场中的运动时间为:0

1mv t qE

=; 粒子在磁场中做匀速运动的周期为:2m

T qB

π= ; 粒子在磁场中转过的圆心角我:θ=45°, 粒子在磁场中的运动时间为:23604θ

π=

=

?

m

t T qB

粒子从进入电场到穿出磁场的总时间为:0120

4π=+=

+mv d

t t t qE v

13.如图所示,圆心为O 、半径为R 的圆形区域内有磁感应强度大小为B 1、方向垂直纸面向外的匀强磁场,磁场区域右侧有一宽度也为R 足够长区域Ⅱ,区域Ⅱ内有方向向左的匀强电场,区域Ⅱ左右边界CD 、FG 与电场垂直,区域I 边界上过A 点的切线与电场线平行且与FG 交于G 点,FG 右侧为方向向外、磁感应强度大小为B 2的匀强磁场区域Ⅲ.在FG 延长线上距G 点为R 处的M 点放置一足够长的荧光屏MN ,荧光屏与FG 成53θ?=角,在A 点处有一个粒子源,能沿纸面向区域内各个方向均匀地发射大量质量为m 、带电荷量为+q 且速率相同的粒子,其中沿AO 方向射入磁场的粒子,恰能平行于电场方向进入区域Ⅱ并垂直打在荧光屏上(不计粒子重力及其相互作用)求:

(1)粒子的初速度大小v 0; (2)电场的电场强度大小E ; (3)荧光屏上的发光区域长度△x

【来源】【市级联考】湖南省衡阳市2019届高三下学期第二次联考理科综合物理试题 【答案】(1)10qB R v m = (2)()22

1242qR B B m

- (3)1.2R 【解析】 【详解】 (1)如图所示,

高一物理运动学练习测试题

精心整理 高一物理运动学练习题(一) 1、在不需要考虑物体本身的大小和形状时,可以把物体简化为一个有质量的点,即质点.物理学中,把这种在原型的基础上,突出问题的主要方面,忽略次要因素,经过科学抽象而建立起来的客体称为() A.控制变量 B.理想模型 C.等效代替 D.科学假说 2.下列关于质点的说法中,正确的是()A.体积很小的物体都可看成质点 B.不论物体的质量多大,只要物体的尺寸对所研究的问题没有影响或影响可以忽略不计,就可以看成质点 C.研究运动员跨栏时身体各部位的姿势时可以把运动员看成质点 D.研究乒乓球的各种旋转运动时可以把乒乓球看成质点 3.下列各组物理量中,都是矢量的是()A.位移、时间、速度B.速度、速率、加速度 C.加速度、速度的变化、速度D.速度、路程、位移 4.一个物体从A点运动到B点,下列结论正确的是() A.物体的位移一定等于路程B.物体的位移与路程的方向相同,都从A指向B C.物体的位移的大小总是小于或等于它的路程D.物体的位移是直线,而路程是曲线 5.一个小球从5m高处落下,被水平地面弹回,在4m高处被接住,则小球在整个过程中(取向下为正方向)() A.位移为9m B.路程为-9m C.位移为-1m D.位移为1m 6.下列关于速度和加速度的说法中,正确的是() A.物体的速度越大,加速度也越大B.物体的速度为零时,加速度也为零 C.物体的速度变化量越大,加速度越大D.物体的速度变化越快,加速度越大 7.我国飞豹战斗机由静止开始启动,在跑动500m后起飞,已知5s末的速度为10m/s,10s末的速度为15m/s,在20s末飞机起飞。问飞豹战斗机由静止到起飞这段时间内的平均速度为() A.10m/s B.12.5m/s C.15m/s D.25m/s 8.在同一张底片上对小球运动的路径每隔0.1s拍一次照,得到的照片如图所示,则小球在拍照的时间内,运动的平均速度是() A.0.25m/s B.0.2m/s C.0.17m/sD.无法确定 9.以下各种运动的速度和加速度的关系可能存在的是 A.速度向东,正在减小,加速度向西,正在增大 B.速度向东,正在增大,加速度向西,正在减小 C.速度向东,正在增大,加速度向西,正在增大 D.速度向东,正在减小,加速度向东,正在增大 10.一足球以12m/s的速度飞来,被一脚踢回,踢出时的速度大小为24m/s,球与脚接触时间为0.1s,则此过程中足球的加速度为:() A、120m/s2,方向与中踢出方向相同 B、120m/s2,方向与中飞来方向相同

高中物理解题技巧:图像法

高物理解题技巧:图像法1 物理规律可以用文字描述,也可以用数函数式表示,还可以用图象描述。图象作为表示物理规律的方法之一,可以直观地反映某一物理量随另一物理量变化的函数关系,形象地描述物理规律。在进行抽象思维的同时,利用图象视觉感知,有助于对物理知识的理解和记忆,准确把握物理量之间的定性和定量关系,深刻理解问题的物理意义。应用图象不仅可以直接求或读某些待求物理量,还可以用探究某些物理规律,测定某些物理量,分析或解决某些复杂的物理过程。 图象的物理意义主要通过“点”、“线”、“面”、“形”四个方面体现,应从这四方面入手,予以明确。 1、物理图象“点”的物理意义:“点”是认识图象的基础。物理图象上的“点”代表某一物理状态,它包含着该物理状态的特征和特性。从“点”着手分析时应注意从以下几个特殊“点”入手分析其物理意义。 (1)截距点。它反映了当一个物理量为零时,另一个物理的值是多少,也就是说明确表明了研究对象的一个状态。如图1,图象与纵轴的交点反映当I=0时,U=E即电的 电动势;而图象与横轴的交点反映电的短路电流。这可通过图象的数表达式 得。 (2)交点。即图线与图线相交的点,它反映了两个不同的研究对象此时有相同的物理量。如图2的P点表示电阻A接在电B两端时的A两端的电压和通过A的电流。

(3)极值点。它可表明该点附近物理量的变化趋势。如图3的D点表明当电流等于时,电有最大的输功率。 (4) 拐 点。通常反映物理过程在该点发生突变,物理量由量变到质变的转折点。拐点分明拐点和暗拐点,对明拐点,生能一眼看其物理量发生了突变。如图4的P点反映了加速度方向发生了变化而不是速度方向发生了变化。而暗拐点,生往往察觉不到物理量的突变。如图5P点看起是一条直线,实际上在该点速度方向发生了变化而加速度没有发生变化。 2、物理图象“线”的物理意义:“线”:主要指图象的直线或曲线的切线,其斜率通常 具有明确的物理意义。物理图象的斜率代表两个物理量增量之比值,其大小往往 代表另一物理量值。如-t图象的斜率为速度,v-t图象的斜率为加速度,Φ-t图象的斜率为感应电动势(n=1的情况下),电U-I图象(如图1)的斜率 为电的内阻(从图象的数表达式也一目了然)等。 3、物理图象“面”的物理意义:“面”:是指图线与坐标轴所围的面积。有些物理图象的图线与横轴所围的面积的值常代表另一个物理量的大小.习图象时,有意识地利用求面积的方法,计算有关问题,可使有些物理问题的解答变得简便,如v-t图象所围面积 代表位移,F-图象所围面积为力做的功,P-V图象所围面积为 气体压强做的功等。 4、物理图象“形”的物理意义:“形”:指图象的形状。由图线的形状结合其斜率找其隐含的物理意义。例如在v-t图象,如果是一条与时间轴平行的直线,说明物体做匀速直线运动;若是一条斜的直线,说明物体做匀变速直线运动;若是一条曲线,则可根据其斜率变化情况,判断加速度的变化情况。在波的图象,可通过微小的平移能够判断各质点在该时刻的振动方向;在研究小电珠两端的电压U与电流I关系时,通过实验测在

高中物理运动学经典习题30道 带答案

一.选择题(共28小题) 1.(2014?陆丰市校级学业考试)某一做匀加速直线运动的物体,加速度是2m/s2,下列关于该物体加速度的理解 D 9.(2015?沈阳校级模拟)一物体从H高处自由下落,经时间t落地,则当它下落时,离地的高度为() D 者抓住,直尺下落的距离h,受测者的反应时间为t,则下列结论正确的是()

∝ ∝ 光照射下,可观察到一个下落的水滴,缓缓调节水滴下落的时间间隔到适当情况,可以看到一种奇特的现象,水滴似乎不再下落,而是像固定在图中的A、B、C、D四个位置不动,一般要出现这种现象,照明光源应该满足(g=10m/s2)() 地时的速度之比是 15.(2013秋?忻府区校级期末)一观察者发现,每隔一定时间有一滴水自8m高的屋檐落下,而且看到第五滴水 D

17.(2014秋?成都期末)如图所示,将一小球从竖直砖墙的某位置由静止释放.用频闪照相机在同一底片上多次曝光,得到了图中1、2、3…所示的小球运动过程中每次曝光的位置.已知连续两次曝光的时间间隔均为T,每块砖的厚度均为d.根据图中的信息,下列判断正确的是() 小球下落的加速度为 的速度为 :2 D: 2 D O点向上抛小球又落至原处的时间为T2在小球运动过程中经过比O点高H的P点,小球离开P点至又回到P 23.(2014春?金山区校级期末)一只气球以10m/s的速度匀速上升,某时刻在气球正下方距气球6m处有一小石 2

v0v0D 27.(2013?洪泽县校级模拟)一个从地面竖直上抛的物体,它两次经过同一较低a点的时间间隔为T a,两次经 g(T a2﹣T b2)g(T a2﹣T b2)g(T a2﹣T b2)D g(T a﹣T b) 28.(2013秋?平江县校级月考)在以速度V上升的电梯内竖直向上抛出一球,电梯内观者看见小球经t秒后到 h=

高中物理牛顿运动定律题20套(带答案)

高中物理牛顿运动定律题20套(带答案) 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律 1.如图所示,质量M=0.4kg 的长木板静止在光滑水平面上,其右侧与固定竖直挡板问的距离L=0.5m ,某时刻另一质量m=0.1kg 的小滑块(可视为质点)以v 0=2m /s 的速度向右滑上长木板,一段时间后长木板与竖直挡板发生碰撞,碰撞过程无机械能损失。已知小滑块与长木板间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g=10m /s 2,小滑块始终未脱离长木板。求: (1)自小滑块刚滑上长木板开始,经多长时间长木板与竖直挡板相碰; (2)长木板碰撞竖直挡板后,小滑块和长木板相对静止时,小滑块距长木板左端的距离。 【答案】(1)1.65m (2)0.928m 【解析】 【详解】 解:(1)小滑块刚滑上长木板后,小滑块和长木板水平方向动量守恒: 解得: 对长木板: 得长木板的加速度: 自小滑块刚滑上长木板至两者达相同速度: 解得: 长木板位移: 解得: 两者达相同速度时长木板还没有碰竖直挡板 解得: (2)长木板碰竖直挡板后,小滑块和长木板水平方向动量守恒: 最终两者的共同速度: 小滑块和长木板相对静止时,小滑块距长木板左端的距离: 2.地震发生后,需要向灾区运送大量救灾物资,在物资转运过程中大量使用了如图所示的传送带.已知某传送带与水平面成37θ=o 角,皮带的AB 部分长 5.8L m =,皮带以恒定的速率4/v m s =按图示方向传送,若在B 端无初速度地放置一个质量50m kg =的救灾物资

(P 可视为质点),P 与皮带之间的动摩擦因数0.5(μ=取210/g m s =,sin370.6)=o , 求: ()1物资P 从B 端开始运动时的加速度. ()2物资P 到达A 端时的动能. 【答案】()1物资P 从B 端开始运动时的加速度是()2 10/.2m s 物资P 到达A 端时的动能 是900J . 【解析】 【分析】 (1)选取物体P 为研究的对象,对P 进行受力分析,求得合外力,然后根据牛顿第三定律即可求出加速度; (2)物体p 从B 到A 的过程中,重力和摩擦力做功,可以使用动能定律求得物资P 到达A 端时的动能,也可以使用运动学的公式求出速度,然后求动能. 【详解】 (1)P 刚放上B 点时,受到沿传送带向下的滑动摩擦力的作用,sin mg F ma θ+=; cos N F mg θ=N F F μ=其加速度为:21sin cos 10/a g g m s θμθ=+= (2)解法一:P 达到与传送带有相同速度的位移2 1 0.82v s m a == 以后物资P 受到沿传送带向上的滑动摩擦力作用 根据动能定理:()()2211sin 22 A mg F L s mv mv θ--=- 到A 端时的动能2 19002 kA A E mv J = = 解法二:P 达到与传送带有相同速度的位移2 1 0.82v s m a == 以后物资P 受到沿传送带向上的滑动摩擦力作用, P 的加速度2 2sin cos 2/a g g m s θμθ=-= 后段运动有:2 22212 L s vt a t -=+, 解得:21t s =, 到达A 端的速度226/A v v a t m s =+=

高中物理答题技巧归纳大全

高中物理答题技巧归纳大全 一,考场中心态的保持 心态“安静”:心静自然“凉”,脑子自然清醒,精力自然集中,思路自然清晰。心静如水,超然物外,成为时间的主人、学习的主人。情绪稳定,效率提高。心不静,则心乱如麻,心神不定,心不在焉,如坐针毡,眼在此而心在彼,貌似用功,实则骗人。 二,高中物理选择题的答题技巧 选择题一般考查学生对基本知识和基本规律的理解及应用这些知识进行一些定性推理和定量计算。解答选择题时,要注意以下几个问题: 每一选项都要认真研究,选出最佳答案,当某一选项不敢确定时,宁可少选也不错选。 注意题干要求,让你选择的是“不正确的”、“可能的”还是“一定的”。 相信第一判断:凡已做出判断的题目,要做改动时,请十二分小心,只有当你检查时发现第一次判断肯定错了,另一个百分之百是正确答案时,才能做出改动,而当你拿不定主意时千万不要改。特别是对中等程度及偏下的同学这一点尤为重要。 做选择题的常用方法: 筛选(排除)法:根据题目中的信息和自身掌握的知识,从易到难,逐步排除不合理选项,最后逼近正确答案。

特值(特例)法:让某些物理量取特殊值,通过简单的分析、计算进行判断。它仅适用于以特殊值代入各选项后能将其余错误选项均排除的选择题。 极限分析法:将某些物理量取极限,从而得出结论的方法。 直接推断法:运用所学的物理概念和规律,抓住各因素之间的联系,进行分析、推理、判断,甚至要用到数学工具进行计算,得出结果,确定选项。 观察、凭感觉选择:面对选择题,当你感到确实无从下手时,可以通过观察选项的异同、长短、语言的肯定程度、表达式的差别、相应或相近的物理规律和物理体验等,大胆的做出猜测,当顺利的完成试卷后,可回头再分析该题,也许此时又有思路了。 物理实验题的做题技巧 实验题一般采用填空题或作图题的形式出现。作为填空题,数值、单位、方向或正负号都应填全面;作为作图题:对函数图像应注明纵、横轴表示的物理量、单位、标度及坐标原点。对电学实物图,则电表量程、正负极性,电流表内、外接法,变阻器接法,滑动触头位置都应考虑周全。对光路图不能漏箭头,要正确使用虚、实线,各种仪器、仪表的读数一定要注意有效数字和单位;实物连接图一定要先画出电路图(仪器位置要对应);各种作图及连线要先用铅笔(有利于修改),最后用黑色签字笔涂黑。 常规实验题:主要考查课本实验,几年来考查比较多的是试验器材、原理、步骤、读数、注意问题、数据处理和误差分析,解答常

高中物理曲线运动常见题型及答题技巧及练习题(含答案)及解析

高中物理曲线运动常见题型及答题技巧及练习题(含答案)及解析 一、高中物理精讲专题测试曲线运动 1.有一水平放置的圆盘,上面放一劲度系数为k的弹簧,如图所示,弹簧的一端固定于轴O上,另一端系一质量为m的物体A,物体与盘面间的动摩擦因数为μ,开始时弹簧未发生形变,长度为l.设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力.求: (1)盘的转速ω0多大时,物体A开始滑动? (2)当转速缓慢增大到2ω0时,A仍随圆盘做匀速圆周运动,弹簧的伸长量△x是多少? 【答案】(1) g l μ (2) 3 4 mgl kl mg μ μ - 【解析】 【分析】 (1)物体A随圆盘转动的过程中,若圆盘转速较小,由静摩擦力提供向心力;当圆盘转速较大时,弹力与摩擦力的合力提供向心力.物体A刚开始滑动时,弹簧的弹力为零,静摩擦力达到最大值,由静摩擦力提供向心力,根据牛顿第二定律求解角速度ω0. (2)当角速度达到2ω0时,由弹力与摩擦力的合力提供向心力,由牛顿第二定律和胡克定律求解弹簧的伸长量△x. 【详解】 若圆盘转速较小,则静摩擦力提供向心力,当圆盘转速较大时,弹力与静摩擦力的合力提供向心力. (1)当圆盘转速为n0时,A即将开始滑动,此时它所受的最大静摩擦力提供向心力,则有: μmg=mlω02, 解得:ω0= g l μ 即当ω0= g l μ A开始滑动. (2)当圆盘转速达到2ω0时,物体受到的最大静摩擦力已不足以提供向心力,需要弹簧的弹力来补充,即:μmg+k△x=mrω12, r=l+△x 解得: 3 4 mgl x kl mg μ μ - V= 【点睛】 当物体相对于接触物体刚要滑动时,静摩擦力达到最大,这是经常用到的临界条件.本题关键是分析物体的受力情况.

物理解题技巧高中对称法

物理解题技巧高中对称法 物理解题技巧高中自然界和自然科学中,普遍存在着优美和谐的对称现象.对称性就是事物在变化时存在的某种不变性.物理中对称现象比比皆是,对称的结构、对称的作用、对称的电路、对称的物和像等等.一般情况下对称表现为研究对象在结构上的对称性、物理过程在时间上和空间上的对称性、物理量在分布上的对称性及作用效果的对称性等.利用对称性解题时有时能一眼看出答案,大大简化解题步骤.从科学思维方法的角度来讲,对称性最突出的功能是启迪和培养学生的直觉思维能力.用对称性解题的关键是敏锐地看出并抓住事物在某一方面的对称性,这些对称性往往就是通往答案的捷径. 静力学问题解题的思路和方法 确定研究对象:并将“对象”隔离出来-。必要时应转换研究对象。这种转换,一种情况是换为另一物体,一种情况是包括原“对象”只是扩大范围,将另一物体包括进来。 分析“对象”受到的外力,而且分析“原始力”,不要边分析,边处理力。以受力图表示。 根据情况处理力,或用平行四边形法则,或用三角形法则,或用正交分解法则,提高力合成、分解的目的性,减少盲目性。 对于平衡问题,应用平衡条件∑F=0,∑M=0,列方程求解,而后讨论。 认识物体的平衡及平衡条件 对于质点而言,若该质点在力的作用下保持静止或匀速直线运

动,即加速度为零,则称为平衡,欲使质点平衡须有∑F=0。若将各力正交分解则有:∑FX=0,∑FY=0。 这里应该指出的是物体在三个力(非平行力)作用下平衡时,据∑F=0可以引伸得出以下结论: 这三个力矢量组成封闭三角形。 任何两个力的合力必定与第三个力等值反向。 对物体受力的分析及步骤 明确研究对象 分析物体或结点受力的个数和方向,如果是连结体或重叠体,则用“隔离法” 作图时力较大的力线亦相应长些 每个力标出相应的符号(有力必有名),用英文字母表示 用正交分解法解题列动力学方程 受力不平衡时 一些物体的受力特征:轻杆或弹簧对物体可以有压力或者拉力。绳子或橡皮筋可受拉力不能受压力,同一绳放在光滑滑轮或光滑挂钩上,两侧绳子受力大小相等,当三段以上绳子在交点打结时,各段绳受力大小一般不相等。 受力分析步骤: 判断力的个数并作图:重力;接触力(弹力和摩擦力);场力(电场力、磁场力) 判断力的方向:

高考物理复习高中物理解题方法归类总结高中物理例题解析,原来还有这么巧妙的方法!

高考物理复习高中物理解题方法归类总结 (高中物理例题解析) 方法一:图像法解题 一、方法简介 图像法是根据题意把抽像复杂的物理过程有针对性地表示成物理图像,将物理量间的代数关系转变为几何关系,运用图像直观、形像、简明的特点,来分析解决物理问题,由此达到化难为易、化繁为简的目的. 高中物理学习中涉及大量的图像问题,运用图像解题是一种重要的解题方法.在运用图像解题的过程中,如果能分析有关图像所表达的物理意义,抓住图像的斜率、截距、交点、面积、临界点等几个要点,常常就可以方便、简明、快捷地解题. 二、典型应用 1.把握图像斜率的物理意义

在v-t图像中斜率表示物体运动的加速度,在s-t图像中斜率表示物体运动的速度,在U-I图像中斜率表示电学元件的电阻,不同的物理图像斜率的物理意义不同. 2.抓住截距的隐含条件 图像中图线与纵、横轴的截距是另一个值得关注的地方,常常是题目中的隐含条件. 例1、在测电池的电动势和内电阻的实验中,根据得出的一组数据作出U-I图像,如图所示,由图像得出电池的电动势E=______ V,内电阻r=_______ Ω. 【解析】电源的U-I图像是经常碰到的,由图线与纵轴的截距容易得出电动势E=1.5 V,图线与横轴的截距0.6 A是路端电压为0.80伏特时的电流,(学生在这里常犯的错误是把图线与横轴的截距0.6 A当作短路电流,而得出r=E/I 短=2.5Ω的错误结论.)故电源的内阻为:r=△U/△I=1.2Ω 3.挖掘交点的潜在含意

一般物理图像的交点都有潜在的物理含意,解题中往往又是一个重要的条件,需要我们多加关注.如:两个物体的位移图像的交点表示两个物体“相遇”. 例2、A、B两汽车站相距60 km,从A站每隔10 min向B站开出一辆汽车,行驶速度为60 km/h.(1)如果在A站第一辆汽车开出时,B站也有一辆汽车以同样大小的速度开往A站,问B站汽车在行驶途中能遇到几辆从A站开出的汽车?(2)如果B站汽车与A站另一辆汽车同时开出,要使B站汽车在途中遇到从A站开出的车数最多,那么B站汽车至少应在A站第一辆车开出多长时间后出发(即应与A站第几辆车同时开出)?最多在途中能遇到几辆车?(3)如果B站汽车与A站汽车不同时开出,那么B站汽车在行驶途中又最多能遇到几辆车? 【解析】依题意在同一坐标系中作出分别从A、B站由不同时刻开出的汽车做匀速运动的s一t图像,如图所示. 从图中可一目了然地看出:(1)当B站汽车与A站第一辆汽车同时相向开出时,B站汽车的s一t图线CD与A站汽车的s-t图线有6个交点(不包括在t轴上的交点),这表明B站汽车在途中(不包括在站上)能遇到6辆从A站开出的汽车.(2)要使B站汽车在途中遇到的车最多,它至少应在A站第一辆车开出50 min后出发,即应与A站第6辆车同时开出此时对应B站汽车的s—t图线MN与A 站汽车的s一t图线共有11个交点(不包括t轴上的交点),所以B站汽车在途中(不包括在站上)最多能遇到1l辆从A站开出的车.(3)如果B站汽车与A站汽

高中物理 运动学经典试题

1.如图所示,以匀速行驶的汽车即将通过路口,绿灯还有2 s 将熄灭,此时汽车距离 停车线18m 。该车加速时最大加速度大小为,减速时最大加速度大小为。 此路段允许行驶的最大速度为,下列说法中正确的有 A .如果立即做匀加速运动,在绿灯熄灭前汽车可能通过停车线 B .如果立即做匀加速运动,在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超速 C .如果立即做匀减速运动,在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线 D .如果距停车线处减速,汽车能停在停车线处 2.甲、乙两车在公路上沿同一方向做直线运动,它们的 v -t 图象如图所示.两图象在t =t 1时 相交于P 点,P 在横轴上的投影为Q ,△OPQ 的面积为S .在t =0时刻,乙车在甲车前面,相距为 d .已知此后两车相遇两次,且第一次相遇的时刻为t ′,则下面四组t ′和d 的组合可能的是 ( ) A . B . C . D . 3.A 、B 两辆汽车在笔直的公路上同向行驶,当B 车在A 车前84 m 处时,B 车速度为4 m/s ,且以2 m/s 2的加速度做匀加速运动;经过一段时间后,B 车加速度突然变为零.A 车一直以20 m/s 的速度做匀速运动,经过12 s 后两车相遇.问B 车加速行驶的时间是多少? 4. 已知O 、A 、B 、C 为同一直线上的四点.AB 间的距离为l 1,BC 间的距离为l 2,一物体自O 点 由静止出发,沿此直线做匀加速运动,依次经过A 、B 、C 三点,已知物体通过AB 段与BC 段所用的时间相等.求O 与A 的距离. 5. 甲乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向作直线运动,t =0时刻同时经过公路旁的同一 个路标.在描述两车运动的v -t 图中(如图),直线a 、b 分别描述了甲乙两车在0~20秒的 运动情况.关于两车之间的位置关系,下列说法正确的是 ( ) A .在0~10秒内两车逐渐靠近 B .在10~20秒内两车逐渐远离 C .在5~15秒内两车的位移相等 D .在t =10秒时两车在公路上相遇 6.如图是一娱乐场的喷水滑梯.若忽略摩擦力,人从滑梯顶 端滑下直到入水前,速度大小随时间变化的关系最接近图 8m/s 22m/s 25m/s 12.5m/s 5m S d t t ==',1S d t t 41,211=='S d t t 2 1,211=='S d t t 43,211=='

高中物理《运动学》练习题

高中物理《运动学》练习题 一、选择题 1.下列说法中正确的是() A .匀速运动就是匀速直线运动 B .对于匀速直线运动来说,路程就是位移 C .物体的位移越大,平均速度一定越大 D .物体在某段时间内的平均速度越大,在其间任一时刻的瞬时速度也一定越大 2.关于速度的说法正确的是() A .速度与位移成正比 B .平均速率等于平均速度的大小 C .匀速直线运动任何一段时间内的平均速度等于任一点的瞬时速度 D .瞬时速度就是运动物体在一段较短时间内的平均速度 3.物体沿一条直线运动,下列说法正确的是() A .物体在某时刻的速度为3m/s ,则物体在1s 内一定走3m B .物体在某1s 内的平均速度是3m/s ,则物体在这1s 内的位移一定是3m C .物体在某段时间内的平均速度是3m/s ,则物体在1s 内的位移一定是3m D .物体在发生某段位移过程中的平均速度是3m/s ,则物体在这段位移的一半时的速度一定是3m/s 4.关于平均速度的下列说法中,物理含义正确的是() A .汽车在出发后10s 内的平均速度是5m/s B .汽车在某段时间内的平均速度是5m/s ,表示汽车在这段时间的每1s 内的位移都是5m C .汽车经过两路标之间的平均速度是5m/s D .汽车在某段时间内的平均速度都等于它的初速度与末速度之和的一半 5.火车以76km/h 的速度经过某一段路,子弹以600m /s 的速度从枪口射出,则() A .76km/h 是平均速度 B .76km/h 是瞬时速度 C .600m/s 是瞬时速度 D .600m/s 是平均速度 6.某人沿直线做单方向运动,由A 到B 的速度为1v ,由B 到C 的速度为2v ,若BC AB =,则这全过程的平均速度是() A .2/)(21v v - B .2/)(21v v + C .)/()(2121v v v v +- D .)/(22121v v v v + 7.如图是A 、B 两物体运动的速度图象,则下列说法正确的是() A .物体A 的运动是以10m/s 的速度匀速运动 B .物体B 的运动是先以5m /s 的速度与A 同方向 C .物体B 在最初3s 内位移是10m D .物体B 在最初3s 内路程是10m 8.有一质点从t =0开始由原点出发,其运动的速度—时间图象如图所示,则() A .1=t s 时,质点离原点的距离最大 B .2=t s 时,质点离原点的距离最大 C .2=t s 时,质点回到原点 D .4=t s 时,质点回到原点 9.如图所示,能正确表示物体做匀速直线运动的图象是() 10.质点做匀加速直线运动,加速度大小为2 m/s 2,在质点做匀加速运动的过程中,下列说法正确的是()

高中物理大题技巧

高考物理解答题规范化要求 物理计算题可以综合地考查学生的知识和能力,在高考物理试题中,计算题在物理部分中的所占的比分很大(60%),单题的分值也很高。一些考生考后感觉良好但考分并不理想,一个很重要的原因便是解题不规范导致失分过多。在高考的物理试卷上对论述计算题的解答有明确的要求:“解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。”具体地说,物理计算题的解答过程和书写表达的规范化要求,主要体现在以下几个方面。 一、文字说明要清楚 必要的文字说明是指以下几方面内容: ①说明研究的对象 ①对字母、符号的说明。题中物理量有给定符号的,必须严格按题给符号表示,无需另设符号; 题中物理量没有给定符号的,应该按课本习惯写法(课本原始公式)形式来设定。 ②对物理关系的说明和判断。如在光滑水平面上的两个物体用弹簧相连,"在两物体速度相等时弹簧的弹性势能最大","在弹簧为原长时物体的速度有极大值。" ③说明研究对象、所处状态、所描述物理过程或物理情境要点,关健的条件作必要的分析判断。题目中的隐含条件,临界条件等。即说明某个方程是关于"谁"的,是关于"哪个状态或过程"的。 ④说明所列方程的依据及名称,规定的正方向、零势点及所建立的坐标系. 这是展示考生思维逻辑严密性的重要步骤。 ⑤选择物理规律的列式形式;按课本公式的“原始形式”书写。 ⑥诠释结论:说明计算结果中负号的物理意义,说明矢量的方向。 ⑦对于题目所求、所问的答复,说明结论或者结果。 文字说明防止两个倾向:①过于简略而显得不完整,缺乏逻辑性。②罗嗦,分不清必要与必不要。 答题时表述的详略原则是物理方面要祥,数学方面要略.书写方面,字迹要清楚,能单独辨认.题解要分行写出,方程要单列一行,绝不能连续写下去,切忌将方程、答案淹没在文字之中. 二、主干方程要突出(在高考评卷中,主干方程是得分的重点) 主干方程是指物理规律、公式或数学的三角函数、几何关系式等 (1) 主干方程式要有依据,一般表述为:依xx 物理规律得;由图几何关系得,根据……得等。 (2) 主干方程列式形式得当,字母、符号的书写规范,严格按课本“原始公式”的形式列式,不能以变形的结果式代替方程式;(这是相当多考生所忽视的). 要全部用字母符号表示方程,不能字母、符号和数据混合,不要方程套方程;要用原始方程组联立求解,不要用连等式 如:带电粒子在磁场的运动应有R v m qvB 2 =,而不是其变形结果qB m v R =. (3) 列方程时,物理量的符号要用题目中所给符号,不能自己另用字母符号表示, 若题目中没有给定物理量符号,应该先设定,设定也有要求(按课本形式设定), 如:U 表示两点间的电压,?表示某点的电势,E 表示电动势,ε表示电势能 (4) 主干方程单独占一行,按首行格式放置;式子要编号,号码要对齐。 (5) 对所列方程式(组)进行文字(符号)运算,推导出最简形式的计算式,不是关键环节不计算结果。 具体推导过程只在草稿纸上演算而不必写在卷面上。如果题目有具体的数值运算,则只在最简形式的计算式中代入数值算出最后结果,切忌分步进行代数运算。 (6) 要用原始公式联立求解,分步列式,并用式别标明。不要用连等式,不断地用等号连等下去。 因为这样往往因某一步的计算错误会导致整个等式不成立而失分。 三、书写布局要规范 (1) 文字说明的字体要书写公整、版面布局合理整齐、段落清晰、美观整洁。详略得当、言简意赅、逻辑

(完整版)高中物理解题技巧

物理快速解题技巧 技巧一、巧用合成法解题 【典例1】 一倾角为θ的斜面放一木块,木块上固定一支架,支架末端用丝线悬挂一小球,木块在斜面上下滑时,小球与木块相对静止共同运动,如图2-2-1所 示,当细线(1)与斜面方向垂直;(2)沿水平方向,求上述两种情况下木 块下滑的加速度. 解析:由题意可知小球与木块相对静止共同沿斜面运动,即小球与木块 有相同的加速度,方向必沿斜面方向.可以通过求小球的加速度来达到求解 木块加速度的目的. (1)以小球为研究对象,当细线与斜面方向垂直时,小球受重力mg 和细线的拉力T ,由题意可知,这两个力的合力必沿斜面向下,如图2-2-2 所示.由几何关系可知F 合=mgsin θ 根据牛顿第二定律有mgsin θ=ma 1 所以a 1=gsin (2)当细线沿水平方向时,小球受重力mg 和细线的拉力T ,由题意可知,这两个力的合力也必沿斜面向下,如图2-2-3所示.由几何关系可知F 合=mg /sin θ 根据牛顿第二定律有mg /sin θ=ma 2 所以a 2=g /sin θ. 【方法链接】 在本题中利用合成法的好处是相当于把三个力放在一个直角三角形中,则利用三角函数可直接把三个力联系在一起,从而很方便地进行力的定量计算或利用角边关系(大角对大边,直角三角形斜边最长,其代表的力最大)直接进行力的定性分析.在三力平衡中,尤其是有直角存在时,用力的合成法求解尤为简单;物体在两力作用下做匀变速直线运动,尤其合成后有直角存在时,用力的合成更为简单. 技巧二、巧用超、失重解题 【典例2】 如图2-2-4所示,A 为电磁铁,C 为胶木秤盘,A 和C (包括支架)的总质量为M ,B 为铁片,质量为m ,整个装置 用轻绳悬挂于O 点,当电磁铁通电,铁片被吸引上升的过程中,轻 绳上拉力F 的大小满足 A.F=Mg B.Mg <F <(M+m )g C .F=(M+m )g D.F >(M+m )g 解析:以系统为研究对象,系统中只有铁片在电磁铁吸引下向上做加速运动,有向上的 θ 图2-2-1 θ mg T F 合 图2-2-2 θ mg F 合 T 图2-2-3 图2-2-4

(完整)高中物理平抛运动经典例题

1. 利用平抛运动的推论求解 推论1:平抛运动的末速度的反向延长线交平抛运动水平位移的中点。 证明:设平抛运动的初速度为,经时间后的水平位移为,如图10所示,D为末速度反向延长线与水平分位移的交点。根据平抛运动规律有 水平方向位移 竖直方向和 由图可知,与相似,则 联立以上各式可得 该式表明平抛运动的末速度的反向延长线交平抛运动水平位移的中点。 图10 [例1] 如图11所示,与水平面的夹角为的直角三角形木块固定在地面上,有一质点以初速度从三角形木块的顶点上水平抛出,求在运动过程中该质点距斜面的最远距离。 图11 解析:当质点做平抛运动的末速度方向平行于斜面时,质点距斜面的距离最远,此时末速度的方向与初速度方向成角。如图12所示,图中A为末速度的反向延长线与水平位移的交点,AB即为所求的最远距离。根据平抛运动规律有 ,和 由上述推论3知 据图9中几何关系得 由以上各式解得 即质点距斜面的最远距离为

图12 推论2:平抛运动的物体经时间后,其速度与水平方向的夹角为,位移与水平方向的夹角为,则有 证明:如图13,设平抛运动的初速度为,经时间后到达A点的水平位移为、速度为,如图所示,根据平抛运动规律和几何关系: 在速度三角形中 在位移三角形中 由上面两式可得 图13 [例2] 如图1所示,某人骑摩托车在水平道路上行驶,要在A处越过的壕沟,沟面对面比A处低,摩托车的速度至少要有多大? 图1 解析:在竖直方向上,摩托车越过壕沟经历的时间 在水平方向上,摩托车能越过壕沟的速度至少为 2. 从分解速度的角度进行解题 对于一个做平抛运动的物体来说,如果知道了某一时刻的速度方向,则我们常常是“从分解速度”的角度来研究问题。

高中物理直线运动试题经典及解析

高中物理直线运动试题经典及解析 一、高中物理精讲专题测试直线运动 1.货车A 正在公路上以20 m/s 的速度匀速行驶,因疲劳驾驶,司机注意力不集中,当司机发现正前方有一辆静止的轿车B 时,两车距离仅有75 m . (1)若此时轿车B 立即以2 m/s 2的加速度启动,通过计算判断:如果货车A 司机没有刹车,是否会撞上轿车B ;若不相撞,求两车相距最近的距离;若相撞,求出从货车A 发现轿车B 开始到撞上轿车B 的时间. (2)若货车A 司机发现轿车B 时立即刹车(不计反应时间)做匀减速直线运动,加速度大小为2 m/s 2(两车均视为质点),为了避免碰撞,在货车A 刹车的同时,轿车B 立即做匀加速直线运动(不计反应时间),问:轿车B 加速度至少多大才能避免相撞. 【答案】(1)两车会相撞t 1=5 s ;(2)222 m/s 0.67m/s 3 B a =≈ 【解析】 【详解】 (1)当两车速度相等时,A 、B 两车相距最近或相撞. 设经过的时间为t ,则:v A =v B 对B 车v B =at 联立可得:t =10 s A 车的位移为:x A =v A t= 200 m B 车的位移为: x B = 2 12 at =100 m 因为x B +x 0=175 m

高中物理解题方法整体法和隔离法

高中物理解题方法---整体法和隔离法 选择研究对象是解决物理问题的首要环节.在很多物理问题中,研究对象的选择方案是多样的,研究对象的选取方法不同会影响求解的繁简程度。合理选择研究对象会使问题简化,反之,会使问题复杂化,甚至使问题无法解决。隔离法与整体法都是物理解题的基本方法。 隔离法就是将研究对象从其周围的环境中隔离出来单独进行研究,这个研究对象可以是一个物体,也可以是物体的一个部分,广义的隔离法还包括将一个物理过程从其全过程中隔离出来。 整体法是将几个物体看作一个整体,或将看上去具有明显不同性质和特点的几个物理过程作为一个整体过程来处理。隔离法和整体法看上去相互对立,但两者在本质上是统一的,因为将几个物体看作一个整体之后,还是要将它们与周围的环境隔离开来的。 这两种方法广泛地应用在受力分析、动量定理、动量守恒、动能定理、机械能守恒等问题中。 对于连结体问题,通常用隔离法,但有时也可采用整体法。如果能够运用整体法,我们应该优先采用整体法,这样涉及的研究对象少,未知量少,方程少,求解简便;不计物体间相互作用的内力,或物体系内的物体的运动状态相同,一般首先考虑整体法。对于大多数动力学问题,单纯采用整体法并不一定能解决,通常采用整体法与隔离法相结合的方法。 一、静力学中的整体与隔离 通常在分析外力对系统的作用时,用整体法;在分析系统内各物体(各部分)间相互作用时,用隔离法.解题中应遵循“先整体、后隔离”的原则。 【例1】在粗糙水平面上有一个三角形木块a ,在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个木块b 和c ,如图所示,已知m1>m2,三木块均处于静止,则粗糙地面对于三角形木块( ) A .有摩擦力作用,摩擦力的方向水平向右 B .有摩擦力作用,摩擦力的方向水平向左 C .有摩擦力作用,但摩擦力的方向不能确定 D .没有摩擦力的作用 【解析】由于三物体均静止,故可将三物体视为一个物体,它静止于水平面上,必无摩擦力作用,故选D . 【点评】本题若以三角形木块a 为研究对象,分析b 和c 对它的弹力和摩擦力,再求其合力来求解,则把问题复杂化了.此题可扩展为b 、c 两个物体均匀速下滑,想一想,应选什么? 【例2】有一个直角支架AOB ,AO 水平放置,表面粗糙,OB 竖直向下,表面光滑,AO 上套有小环P ,OB 上套有小环Q ,两环质量均为m ,两环间由一根质量可忽略、不可伸展的细绳相连,并在某一位置平衡,如图。现将P 环向左移一小段距离,两 环再次 A O B P Q

高中物理平抛运动经典大题

1如图1所示,某人骑摩托车在水平道路上行驶,要在A处越过的壕沟,沟面对面比A处低,摩托车的速度至少要有多大? 图1 2 如图2甲所示,以9.8m/s的初速度水平抛出的物体,飞行一段时间后,垂直地撞在倾角 为的斜面上。可知物体完成这段飞行的时间是() A. B. C. D. 图2 3 在倾角为的斜面上的P点,以水平速度向斜面下方抛出一个物体,落在斜面上的Q 点,证明落在Q点物体速度。 4 如图3所示,在坡度一定的斜面顶点以大小相同的速度同时水平向左与水平向右抛出两个小球A和B,两侧斜坡的倾角分别为和,小球均落在坡面上,若不计空气阻力,则A和B两小球的运动时间之比为多少? 图3 5 某一平抛的部分轨迹如图4所示,已知,,,求。

6从高为H的A点平抛一物体,其水平射程为,在A点正上方高为2H的B点,向同一方向平抛另一物体,其水平射程为。两物体轨迹在同一竖直平面内且都恰好从同一屏的顶端擦过,求屏的高度。(提示:从平抛运动的轨迹入手求解问题) 图5 7 如图6所示,在倾角为的斜面上以速度水平抛出一小球,该斜面足够长,则从抛出开始计时,经过多长时间小球离开斜面的距离的达到最大,最大距离为多少?(提示:灵活分解求解平抛运动的最值问题) 图6 8 从空中同一点沿水平方向同时抛出两个小球,它们的初速度大小分别为和,初速度方向相反,求经过多长时间两小球速度之间的夹角为?(提示:利用平抛运动的推论求解分速度和合速度构成一个直角矢量三角形) 图7 9宇航员站在一星球表面上的某高度处,沿水平方向抛出一个小球,经过时间,小球落到星球表面,测得抛出点与落地点之间的距离为,若抛出时初速度增大到两倍,则抛出点与落地点之间的距离为。已知两落地点在同一水平面上,该星球的半径为R,万有引力常数为G,求该星球的质量M。(提示:利用推论,分位移和合位移构成直角矢量三角形)10如图11所示,与水平面的夹角为的直角三角形木块固定在地面上,有一质点以初速度从三角形木块的顶点上水平抛出,求在运动过程中该质点距斜面的最远距离。(提示:平抛运动的末速度的反向延长线交平抛运动水平位移的中点。)

高中物理总复习 15种快速解题技巧

技巧一、巧用合成法解题 【典例1】 一倾角为θ的斜面放一木块,木块上固定一支架,支架末端用丝线悬挂一小球,木块在斜面上下滑时,小球与木块相对静止共同运动,如图2-2-1所示,当细线(1)与斜面方向垂直;(2)沿水平方向,求上述两种情况下木块下滑的加速度. 解析:由题意可知小球与木块相对静止共同沿斜面运动,即小球与木块有相同的加速度,方向必沿斜面方向.可以通过求小球的加速度来达到求解木块加速度的目的. (1)以小球为研究对象,当细线与斜面方向垂直时,小球受重力mg 和细线的拉力T ,由题意可知,这两个力的合力必沿斜面向下,如图2-2-2所示.由几何关系可知F 合=mgsin θ 根据牛顿第二定律有mgsin θ=ma 1 所以a 1=gsin θ (2)当细线沿水平方向时,小球受重力mg 和细线的拉力T ,由题意可知,这两个力的合力也必沿斜面向下,如图2-2-3所示.由几何关系可知F 合=mg /sin θ 根据牛顿第二定律有mg /sin θ=ma 2 所以a 2=g /sin θ. 【方法链接】 在本题中利用合成法的好处是相当于把三个力放在一个直角三角形中,则利用三角函数可直接把三个力联系在一起,从而很方便地进行力的定量计算或利用角边关系(大角对大边,直角三角形斜边最长,其代表的力最大)直接进行力的定性分析.在三力平衡中,尤其是有直角存在时,用力的合成法求解尤为简单;物体在两力作用下做匀变速直线运动,尤其合成后有直角存在时,用力的合成更为简单. 技巧二、巧用超、失重解题 【典例2】 如图2-2-4所示,A 为电磁铁,C 为胶木秤盘,A 和C (包括支架)的总质量为M ,B 为铁片,质量为m ,整个装置用轻绳悬挂于O 点,当电磁铁通电,铁片被吸引上升的过程中,轻绳上拉力F 的大小满足 A.F=Mg B.Mg <F <(M+m )g C .F=(M+m )g D.F >(M+m )g 解析:以系统为研究对象,系统中只有铁片在电磁铁吸引下向上做加速运动,有向上的加速度(其它部分都无加速度),所以系统有竖直向上的加速度,系统处于超重状态,所以轻绳对系统的拉力F 与系统的重力(M+m )g 满足关系式:F >(M+m )g ,正确答案为D. 【方法链接】对于超、失重现象大致可分为以下几种情况: θ 图2-2-1 θ mg T F 合 图2-2-2 θ mg F 合 T 图2-2-3 图2-2-4

高中物理牛顿运动定律经典练习题

牛顿运动定律 一、基础知识回顾: 1、牛顿第一定律 一切物体总保持,直到有外力迫使它改变这种状态为止。 注意:(1)牛顿第一定律进一步揭示了力不是维持物体运动(物体速度)的原因,而是物体运动状态(物体速度)的原因,换言之,力是产生的原因。(2)牛顿第一定律不是实验定律,它是以伽利略的“理想实验“为基础,经过科学抽象,归纳推理而总结出来的。 2、惯性 物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。 3、对牛顿第一运动定律的理解 (1)运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持。 (2)它定性地揭示了运动与力的关系,力是改变物体运动状态的原因,是使物体产生加速度的原因。 (3)定律说明了任何物体都有一个极其重要的性质——惯性。 (4)牛顿第一定律揭示了静止状态和匀速直线运动状态的等价性。 4、对物体的惯性的理解 (1)惯性是物体总有保持自己原来状态(速度)的本性,是物体的固有属性,不能克服和避免。 (2)惯性只与物体本身有关而与物体是否运动,是否受力无关。任何物体无论它运动还是静止,无论运动状态是改变还是不改变,物体都有惯性,且物体质量不变惯性不变。质量是物体惯性的唯一量度。 (3)物体惯性的大小是描述物体保持原来运动状态的本领强弱。物体惯性(质量)大,保持原来的运动状态的本领强,物体的运动状态难改变,反之物体的运动状态易改变。(4)惯性不是力。 5、牛顿第二定律的内容和公式 物体的加速度跟成正比,跟成反比,加速度的方向跟合外力方向相同。公式是:a=F合/ m 或F合 =ma 6、对牛顿第二定律的理解 (1)牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系,即知道了力,可根据牛顿第二定律得出物体的运动规律。反过来,知道运动规律可以根据牛顿第二运动定律得出物体的受力情况,在牛顿第二运动定律的数学表达式F合=ma中,F合是力,ma是力的作用效果,特别要注意不能把ma看作是力。 (2)牛顿第二定律揭示的是力的瞬时效果,即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系,力变加速度就变,力撤除加速度就为零,注意力的瞬时效果是加速度而不是速度。(3)牛顿第二定律公式:F合=ma是矢量式,F、a都是矢量且方向相同。 (4)牛顿第二定律F合=ma定义了力的单位:“牛顿”。 7、牛顿第三定律的内容 两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反,作用在同一条直线上 8、对牛顿第三定律的理解 (1)作用力和反作用力的同时性。它们是同时产生同时变化,同时消失,不是先有作用力后有反作用力。

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