【題目】如圖甲所示,xOy平面處于勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示,周期均為,y軸正方向?yàn)?/span>E的正方向,垂直紙面向里為B的正方向.t=0時(shí)刻,一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O開(kāi)始運(yùn)動(dòng),此時(shí)速度大小為,方向?yàn)椋?/span>x軸方向.已知電場(chǎng)強(qiáng)度大小為,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小,不計(jì)粒子所受重力.求:
(1)時(shí)刻粒子的速度大小及對(duì)應(yīng)的位置坐標(biāo)();
(2) 為使粒子第一次運(yùn)動(dòng)到y軸時(shí)速度沿-x方向,與應(yīng)滿足的關(guān)系;
(3) (n為正整數(shù))時(shí)刻粒子所在位置的橫坐標(biāo)x.
【答案】(1) ,( )(2) (3)
【解析】試題分析:(1)粒子在電場(chǎng)中做類似平拋運(yùn)動(dòng),采用正交分解法,根據(jù)分運(yùn)動(dòng)規(guī)律列式求解即可;(2)使粒子第一次運(yùn)動(dòng)到y軸時(shí)速度沿-x方向,則圓心在y軸上,結(jié)合幾何關(guān)系得到軌道半徑,然后根據(jù)牛頓第二定律列式求解;(3)有電場(chǎng)時(shí)粒子做類似平拋運(yùn)動(dòng),只有磁場(chǎng)時(shí)粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng),畫出軌跡,結(jié)合幾何關(guān)系列式分析。
(1)在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),沿著x軸正方向有:
沿著y軸正方向,有:
由牛頓第二定律,有:
運(yùn)動(dòng)的速度大小
聯(lián)立解得:,粒子的位置坐標(biāo)為
(2)設(shè)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T,則:
解得:
則粒子第一次運(yùn)動(dòng)到y軸前的軌跡如圖所示:
粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),有:
圓心在y周期上,結(jié)合幾何關(guān)系得到:
且
聯(lián)立解得:
(3)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為,即在時(shí)間內(nèi)粒子轉(zhuǎn)了半圈,在x方向向左移動(dòng),時(shí)刻速度大小仍為,方向與時(shí)刻速度方向相反,在時(shí)間內(nèi)粒子做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),根據(jù)對(duì)稱性可知,粒子運(yùn)動(dòng)軌跡與時(shí)間內(nèi)相同,時(shí)刻速度大小為,方向沿著x軸負(fù)方向,在時(shí)間內(nèi)粒子轉(zhuǎn)動(dòng)半圈,時(shí)刻速度大小為,方向沿著x正方向,如圖所示
則時(shí)間內(nèi)粒子在x方向向左移動(dòng)的距離為
由幾何關(guān)系得:
則粒子的橫坐標(biāo)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量小物塊與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù).彈簧左端固定在擋板上,帶有遮光條的小物塊將彈簧壓縮至C處由靜止釋放,小物塊運(yùn)動(dòng)一段距離后與彈簧分離,接著通過(guò)P處光電計(jì)時(shí)器的光電門,最后停在水平面上的B處.已知重力加速度為g.
(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d,其讀數(shù)刻度如圖乙所示,則d=________mm.
(2)為了測(cè)量動(dòng)摩擦因數(shù),還需要測(cè)量的物理量(寫出需要測(cè)量的物理量及其符號(hào))是:①________;②________.由此可得動(dòng)摩擦因數(shù)μ=________.(用測(cè)量的量表示)
(3)若已經(jīng)測(cè)得物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,物塊質(zhì)量為m,只需再測(cè)出物塊釋放處到最終停止處的距離s,即可測(cè)出物塊釋放時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能,試寫出彈性勢(shì)能Ep的表達(dá)式________________.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,圓柱形容器由粗細(xì)兩部分構(gòu)成,它們的橫截面積之比為2.5:1,細(xì)的部分長(zhǎng)=25cm,下端封閉,上端與粗的部分連通,內(nèi)有h=15cm的水銀柱封閉一定質(zhì)量的氣體A,水銀上表面位于粗、細(xì)分界處。粗的部分上部有一可自由滑動(dòng)的輕質(zhì)活塞,活塞到分界面處的距離為=10cm,其內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的氣體B,F(xiàn)將活塞豎直向上緩慢提起,直到水銀全部進(jìn)入粗圓柱形容器內(nèi),已知初始時(shí)氣體A的壓強(qiáng)=75cmHg,整個(gè)過(guò)程溫度不變,所有氣體視為理想氣體。
①求水銀全部進(jìn)入粗圓柱形容器中時(shí)氣體A的壓強(qiáng);
②活塞移動(dòng)的距離。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,氣缸開(kāi)口向下豎直放置,氣缸的總長(zhǎng)度為L=0.4m,開(kāi)始時(shí),厚度不計(jì)的活塞處于處,現(xiàn)將氣缸緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)(轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中氣缸不漏氣),直到開(kāi)口向上豎直放置,穩(wěn)定時(shí)活塞離氣缸底部的距離為,已知?dú)飧椎臋M截面積S=10cm2,環(huán)境溫度為T0=270K保持不變,大氣壓強(qiáng)p0=1.02×105Pa,重力加速度g取10m/s2.
①求活塞質(zhì)量;
②緩慢加熱氣缸內(nèi)的氣體,至活塞離氣缸底部的距離為,求此時(shí)氣體的溫度及此過(guò)程中氣體對(duì)外做的功。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖甲所示是家用臺(tái)燈亮度調(diào)節(jié)原理圖,理想自耦變壓器的a、b間接入如圖乙所示正弦交流電壓.交流電流表A為理想電表,燈泡額定電壓為15V、額定功率30W(設(shè)燈泡的電阻值保持不變),當(dāng)P在c處時(shí)燈泡正常發(fā)光.下列描述正確的有
A. 燈泡正常發(fā)光時(shí)變壓器線圈的總匝數(shù)與c點(diǎn)下方的匝數(shù)之比為44∶3
B. 當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)電流表的讀數(shù)為2A
C. 將調(diào)壓端的滑動(dòng)觸頭P向下移動(dòng)時(shí),變壓器的輸入功率變小
D. 將調(diào)壓端的滑動(dòng)觸頭P向下移動(dòng)時(shí),變壓器的輸入電壓變小
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,傾角為θ的斜面體c置于水平地面上,物塊b置于斜面上,通過(guò)跨過(guò)光滑定滑輪的細(xì)繩與小盒a連接,連接b的一段細(xì)繩與斜面平行,連接a的一段細(xì)繩豎直,a連接在豎直固定在地面的彈簧上,F(xiàn)向盒內(nèi)緩慢加入適量砂粒,a、b、c始終處于靜止?fàn)顟B(tài),下列說(shuō)法正確的是
A. c對(duì)b的摩擦力可能先減小后增大
B. 地面對(duì)c的支持力可能增大
C. 地面對(duì)c的摩擦力可能不變
D. 彈簧的彈力可能增大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在如圖所示的坐標(biāo)系中,弧AC是以B點(diǎn)為圓心、BA為半徑的一段圓弧,OB=L,OC=2L.D為OC的中點(diǎn),在D點(diǎn)固定一電荷量為Q的帶正電的點(diǎn)電荷。已知靜電力常量為k,下列說(shuō)法正確的是
A. 弧AC上電勢(shì)最高的一點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為
B. 弧AC上還有一點(diǎn)與C點(diǎn)的電勢(shì)相同
C. 弧AC上還有一點(diǎn)與C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同
D. 電子從A點(diǎn)沿著圓弧運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),電勢(shì)能先減小后增大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)靜止的鐳核()發(fā)生了α衰變,產(chǎn)生新核氧()。放射出的α粒子在與磁場(chǎng)垂直的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是
A. 衰變過(guò)程電荷量和質(zhì)量均守恒
B. 衰變后氧核的動(dòng)量大小與α粒子的動(dòng)量大小相等
C. 氡核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道與α粒子做勻速圖周運(yùn)動(dòng)的軌道內(nèi)切
D. 氡核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑與α粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑相等
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】為測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r,實(shí)驗(yàn)室提供有以下器材:一個(gè)滿偏電流為1mA、內(nèi)阻為250Ω的電流表G;一個(gè)開(kāi)關(guān);兩個(gè)電阻箱(0~99.99Ω)和若干導(dǎo)線。某同學(xué)設(shè)計(jì)了圖甲的電路進(jìn)行測(cè)量:
(1)由于電流表G的量程較小,首先將G改裝成量程為100mA的電流表,則電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)為____Ω。
(2)改變電阻箱R的值,讀出R與對(duì)應(yīng)表頭的示數(shù)。當(dāng)R的值為26.10Ω時(shí),G的示數(shù)為0.50mA;當(dāng)R的值為14.70Ω時(shí),G的示數(shù)為0.80mA;可求得電池的電動(dòng)勢(shì)E=_____V,內(nèi)阻r=____Ω。
(3)如圖乙所示,用一量程為0.1A,內(nèi)阻為5.0Ω的標(biāo)準(zhǔn)電流表A對(duì)改裝的100mA電表進(jìn)行校準(zhǔn),校準(zhǔn)時(shí)需選取的刻度為20mA~100mA。用該干電池供電,則定值電阻應(yīng)選用下列的________;滑動(dòng)變器R′應(yīng)選用下列的_________。(填選項(xiàng)前字母)
A.5Ω B.10Ω C.50Ω D.100Ω
(4)若校對(duì)中發(fā)現(xiàn)改裝的電表的示數(shù)總略小于標(biāo)準(zhǔn)電流表A的示數(shù),可采用的校正措施是________(選填“減小”或“增大”)的阻值。
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