【題目】如圖所示,半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)有平行于紙面的勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場,電場與水平方向成60°角,同心大圓半徑為,兩圓間有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(圓的邊界上有磁場),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。質(zhì)量為m,帶電量為+q的粒子經(jīng)電場加速后恰好沿磁場邊界進(jìn)入磁場,經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)恰好從內(nèi)圓的最高點(diǎn)A處進(jìn)入電場,并從最低點(diǎn)C處離開電場。不計(jì)粒子的重力。求:(1)該粒子從A處進(jìn)入電場時(shí)的速率;
(2)偏轉(zhuǎn)電場的場強(qiáng)大;
(3)使該粒子不進(jìn)入電場并在磁場中做完整的圓周運(yùn)動(dòng),進(jìn)入磁場的速度范圍。
【答案】(1);(2);(3)和
【解析】(1)粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示:
由幾何知識(shí)得:r2+(r-R)2=R2,解得:R=r,
洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律得:qvB=m
解得:v=;
(2)由幾何知識(shí)得:cosθ=,則:θ=30°,
由題意可知,電場與水平方向成60°角,則粒子進(jìn)入電場時(shí)速度方向與電場方向垂直,帶電粒子進(jìn)入電場后做類平拋運(yùn)動(dòng),垂直與電場方向:2rcos60°=υt,
沿電場方向:2rsin60°=t2,
解得:E=;
(3)粒子在電場中加速,由動(dòng)能定理得:U加q=mυ2-0,
粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得:Bqυ=m,
解得:U加=;
粒子不進(jìn)入電場并在磁場中做完整的圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示:
①粒子軌道半徑:R1=r,則:υ1= ,U加1=,
②粒子軌道半徑:R2=r,υ2=,U加2=,
③粒子軌道半徑:R3=,υ3=,U加3=,
加速電壓的取值范圍:U加∈(0, ]和U加∈[, ]
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一點(diǎn)狀的放射源,它向xOy平面內(nèi)的x軸上各個(gè)方向發(fā)射粒子, 粒子的速度大小都是,在0<y<d的區(qū)域內(nèi)分布有指向y軸正方向的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小為,其中q與m分別為粒子的電荷量和質(zhì)量;在d<y<2d的區(qū)域內(nèi)分布有垂直于xOy平面的勻強(qiáng)磁場. ab為一塊很大的平面感光板,放置于y=2d處,如圖所示. 觀察發(fā)現(xiàn)此時(shí)恰無粒子打到ab板上. (不考慮粒子的重力)
(1)求粒子剛進(jìn)入磁場時(shí)的動(dòng)能;
(2)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大;
(3)將ab板平移到什么位置時(shí)所有粒子均能打到板上?并求出此時(shí)ab板上被粒子打中的區(qū)域的長度.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,傳送帶水平部分的長度=4.5m,在電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下勻速運(yùn)行。質(zhì)量M=0.49kg的木塊(可視為質(zhì)點(diǎn))靜止在傳送帶左端的光滑平臺(tái)上.質(zhì)量為m=10g的子彈以v0=50m/s的速度水平向右打入木塊并留在其中,之后木塊滑到傳送帶上,最后從右輪軸正上方的P點(diǎn)離開傳送帶做平拋運(yùn)動(dòng),正好落入車廂中心點(diǎn)Q。已知木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5,P點(diǎn)與車底板間的豎直記度H=1.8m,與車廂底板中心點(diǎn)Q的水平距離x=1.2m,取g=10m/s2,求:
(1)木塊從傳送帶左端到達(dá)右端的時(shí)間;
(2)由于傳送木塊,電動(dòng)機(jī)多消耗的電能.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】科學(xué)家發(fā)現(xiàn)太陽系外某一恒星有一行星,并測得它圍繞該恒星運(yùn)行一周所用的時(shí)間為1200 年,它與該恒星的距離為地球到太陽距離的100 倍。假定該行星繞恒星運(yùn)行的軌道和地球繞太陽運(yùn)行的軌道都是圓周,僅利用以上兩個(gè)數(shù)據(jù)可以求出的量是
A. 恒星與太陽質(zhì)量之比
B. 恒星與太陽密度之比
C. 行星與地球質(zhì)量之比
D. 行星與地球表面的重力加速度之比
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】以下是有關(guān)近代物理內(nèi)容的若干敘述,其中正確的是__________.
A.原子核發(fā)生一次β衰變,該原子外層就失去一個(gè)電子
B.按照玻爾理論,氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí),電子的動(dòng)能減小,但原子的能量增大
C.太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的裂變反應(yīng)
D.比結(jié)合能越大,原子核中核子結(jié)合得越牢固,原子核越穩(wěn)定。
E.一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng),可能是因?yàn)檫@束光的光強(qiáng)太小
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,水平桌面上的輕質(zhì)彈簧一端固定,另一端與小物塊相連。彈簧處于自然長度時(shí)物塊位于O點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)。物塊的質(zhì)量為m,AB=a,物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,F(xiàn)用水平向右的力將物塊從O點(diǎn)拉至A點(diǎn),拉力做的功為W。撒去拉力后物塊由靜止向左運(yùn)動(dòng),經(jīng)O點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零。重力加速度為g。則上述過程中( )
A. 經(jīng)O點(diǎn)時(shí),物塊的動(dòng)能小于W-μmga
B. 物塊在A點(diǎn)時(shí),彈簧的彈性勢能等于W-μmga
C. 物塊在B點(diǎn)時(shí),彈簧的彈性勢能小于W-μmga
D. 物塊動(dòng)能最大時(shí)彈簣的彈性勢能小于物塊在B點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢能
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究,是科學(xué)實(shí)驗(yàn)和邏輯思維的完美結(jié)合,下圖可大致表示其實(shí)驗(yàn)和思維的過程。讓小球由傾角為的光滑斜面滑下,然后在不同的時(shí)分別進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),最后推理出自由落體運(yùn)動(dòng)是一種勻加速直線運(yùn)動(dòng)。對(duì)這一過程的分析,下列說法中不正確的是
A. 采用圖甲的斜面實(shí)驗(yàn),可“沖淡”重力的作用,使時(shí)間更容易測量
B. 讓不同質(zhì)量的球沿相同斜面下滑,可證實(shí)小球均做加速度相同的勻變速運(yùn)動(dòng)
C. 伽利略通過實(shí)驗(yàn)直接測量了物體自由下落的位移與時(shí)間的平方的關(guān)系
D. 圖甲是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,圖丁的情景是經(jīng)過合理的外推得到的結(jié)論
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如下圖所示,長為l的細(xì)繩一端固定在O點(diǎn),另一端拴住一個(gè)小球,在O點(diǎn)的正下方與O點(diǎn)相距的地方有一枚與豎直平面垂直的釘子;把小球拉起使細(xì)繩在水平方向伸直,由靜止開始釋放,當(dāng)細(xì)繩碰到釘子的瞬間,下列說法正確的是( )
A.小球的線速度不發(fā)生突變
B.小球的角速度突然增大到原來的2倍
C.小球的向心加速度突然增大到原來的2倍
D.繩子對(duì)小球的拉力突然增大到原來的2倍
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,在一足夠長的平直軌道上,某時(shí)刻質(zhì)量m1=0.12 kg的滑塊甲以v1=2.1 m/s的速度向右滑動(dòng),此時(shí)在甲正前方s0=3.3 m處,質(zhì)量為m2=0.08 kg的滑塊乙以v2=1.5 m/s向左滑來,經(jīng)過一段時(shí)間兩滑塊發(fā)生碰撞,碰后兩滑塊粘在一起,繼續(xù)滑動(dòng)一段距離靜止在軌道上.兩滑塊與軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.03,g=10 m/s2.如果兩滑塊相互作用的時(shí)間為t0=0.02 s,甲、乙都可視為質(zhì)點(diǎn),則該過程產(chǎn)生的平均作用力分別為兩滑塊重力的多少倍?
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