【題目】如圖所示,在xOy坐標系中,x軸上的N點到O點的距離是12cm,虛線NP與x軸負向的夾角是30°.第Ⅰ象限內(nèi)NP的上方有勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=1T,第Ⅳ象限內(nèi)有勻強電場,方向沿y軸正向.將一質(zhì)量m=8×10﹣10 kg、電荷量q=1×10﹣4 C帶正電粒子,從電場中M(12,﹣8)點由靜止釋放,經(jīng)電場加速后從N點進入磁場,又從y軸上P點穿出磁場.不計粒子重力,取π=3,求:
(1)粒子在磁場中運動的速度v;
(2)勻強電場的電場強度E;
(3)粒子從M點到P點運動的時間.
【答案】(1)104m/s.(2)5×103V/m(3)1.6×10﹣5s
【解析】
(1)粒子在電場中加速,獲得速度后進入磁場做勻速圓周運動,轉(zhuǎn)小半圈從P點穿出.由幾何關(guān)系得到做勻速圓周運動的半徑,再由半徑公式變形求得速度.
(2)直接根據(jù)動能定理就能求得電場強度.
(3)據(jù)粒子在磁場中轉(zhuǎn)過的角度,求出粒子在磁場中的時間.
(1)粒子在磁場中的軌跡如圖,設(shè)粒子做圓周運動的軌道半徑為R,由幾何關(guān)系,得
R+Rsin30°=ON ①
解得:R=0.08m
由:qBv= ②
得 代入解得 v=104m/s
(2)粒子從M到N,在電場力作用下加速,據(jù)動能定理:
qEd=mv2 ③
得:E==5×103V/m
(3)由幾何關(guān)系得:粒子在磁場中運動軌跡所對圓心角為120°,則有
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【題目】下列說法正確的是( )
A. 理想氣體等溫膨脹時,內(nèi)能不變
B. 擴散現(xiàn)象表明分子在永不停息地運動
C. 分子熱運動加劇,則物體內(nèi)每個分子的動能都變大
D. 在絕熱過程中,外界對物體做功,物體的內(nèi)能一定增加
E. 布朗運動反映了懸浮顆粒內(nèi)部的分子在不停地做無規(guī)則熱運動
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【題目】如圖所示,一足夠長的透氣圓筒豎直固定在地面上,筒中有一勁度系數(shù)為k的輕彈簧,其下端固定,上端連接一質(zhì)量為m的薄滑塊,圓筒內(nèi)壁涂有一層新型智能材料——ER流體,它對薄滑塊的阻力可調(diào)節(jié)。開始薄滑塊靜止,ER流體對其限力為0,彈簧的長度為L,現(xiàn)有一質(zhì)量也為m的物體從距地面2L處自由落下,與溥滑塊碰撞后粘在一起向下運動為使薄滑塊恰好做勻減速運動且下移距離為時其速度減為0,ER流體對薄滑塊的阻力必須隨薄滑塊下移而適當(dāng)變化,以薄滑塊初始位置處為原點,向下為正方向建立Ox軸,不計空氣阻力,重力加速度為g。
(1)求ER流體對薄滑塊的阻力Ff隨位置坐標x變化的函數(shù)關(guān)系式
(2)在薄滑塊速度第一次減為0的瞬間,通過調(diào)節(jié)使之后ER流體對運動的薄滑塊阻力大小恒為λmg,若此后薄滑塊仍能向上運動,求λ的取值范圍。
(3)在薄滑塊速度第一次減為0的瞬間,通過調(diào)節(jié)使之后ER流體對運動的薄滑塊阻力大小恒為λmg,若此后薄滑塊向上運動一段距離后停止運動不再下降,求A的最小值。
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【題目】如圖甲所示,MN和PQ是足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌,其間距為d,電阻忽略不計。導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為,在導(dǎo)軌的矩形區(qū)域內(nèi)有一垂直于導(dǎo)軌向下的勻強磁場,磁場的磁感應(yīng)強度大小為B。一根電阻為r且具有一定質(zhì)量的導(dǎo)體棒ef垂直放在導(dǎo)軌上,正方形金屬框abcd的質(zhì)量為m,邊長為L,每邊電阻均為r,用細線懸掛在豎直平面內(nèi),ab邊水平,線框的a、b兩點通過導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連,金屬框上半部分處在大小為B、方向垂直框面向里的勻強磁場中,金屬框下半部分處在大小也為B、方向垂直框面向外的勻強磁場中,不計其余電阻和細導(dǎo)線對a、b點的作用力。從導(dǎo)體棒ef自由下滑開始計時,懸掛線框的細線拉力FT隨時間的變化如圖乙所示。重力加速度用g表示。求:
(1)導(dǎo)體棒ef剛進入磁場時ab邊的電流;
(2)導(dǎo)體棒ef剛進入磁場時的速度以及所經(jīng)歷的時間;
(3)導(dǎo)體棒ef的質(zhì)量。
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【題目】對以下兩位同學(xué)的結(jié)論做出評價,并分析說明理由。
(1)如圖(1)所示,足夠長平行光滑軌道放置在水平面上,處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中。左側(cè)接額定功率為P的燈泡。一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒靜置于導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌電阻不計,F(xiàn)用一恒力F沿軌道方向拉金屬棒,最終燈泡剛好正常發(fā)光,說明整個運動過程中導(dǎo)體棒的速度變化和能量轉(zhuǎn)換關(guān)系。
甲同學(xué):①由于恒力F作用,導(dǎo)體棒先做勻加速運動,后做勻速運動;
②F做功轉(zhuǎn)換為燈的電能。
(2)如圖(2)所示,兩端封閉的豎直玻璃管用水銀柱隔開空氣柱A和B,初始溫度相同,若使A、B同時升高相同的溫度,水銀柱將如何移動?穩(wěn)定后A、B壓強變化量大小關(guān)系如何?
乙同學(xué):①設(shè)兩段空氣柱體積不變,由查理定律推出Δp= p,當(dāng)T、ΔT相同時,由pB>pA,得ΔpB>ΔpA,所以水銀柱向上移動;
②升溫前后B的壓強變化量比A大。
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【題目】2019年1月3日,嫦娥四號探測器成功實現(xiàn)人類首次月球背面(始終背對地球)著陸,并開展科學(xué)探測。著陸前,嫦娥四號探測器在通過月球正面和背面的近月軌道上做圓周運動。已知月球半徑約為地球的,月球表面重力加速度約為,地面的天宮二號(可近似認為處于近地軌道)內(nèi)的航天員每天經(jīng)歷16次日出日落。根據(jù)以上信息,下列判斷正確的是
A. 月球的自轉(zhuǎn)周期和地球繞太陽的公轉(zhuǎn)周期相同
B. 月球的自轉(zhuǎn)周期和地球的自轉(zhuǎn)周期相同
C. 嫦娥四號在近月軌道做圓周運動的周期約為110分鐘
D. 嫦娥四號在近月軌道做圓周運動的周期約為90分鐘
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【題目】2018年5月4日中國成功發(fā)射“亞太6C”通訊衛(wèi)星。如圖所示為發(fā)射時的簡易軌道示意圖,先將衛(wèi)星送入近地圓軌道Ⅰ,當(dāng)衛(wèi)星進入赤道上空P點時,控制火箭點火,進入橢圓軌道Ⅱ,衛(wèi)星到達遠地點Q時,再次點火,衛(wèi)星進入相對地球靜止的軌道Ⅲ,已知P點到地心的距離為h,Q點到地心的距離為H,地球的半徑為R,地球表面的重力加速度為g,規(guī)定無窮遠處引力勢能為零,質(zhì)量為m的物體在距地心r處的引力勢能Ep=I(r>R),下列說法正確的是( 。
A. 軌道Ⅱ上衛(wèi)星在P點的速度與衛(wèi)星在Q點的速度之比為
B. 衛(wèi)星在軌道Ⅰ上的速度與在軌道Ⅲ上速度之比為
C. 衛(wèi)星在軌道Ⅲ上的機械能為
D. 衛(wèi)星在軌道Ⅰ上的運動周期為
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【題目】小型手搖發(fā)電機線圈共N匝,每匝可簡化為矩形線圈abcd,磁極間的磁場視為勻強磁場,方向垂直于線圈中心軸OO′,線圈繞OO′勻速轉(zhuǎn)動,如圖所示.矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值都為e0,不計線圈電阻,則發(fā)電機輸出電壓( )
A. 峰值是e0 B. 峰值是2e0
C. 有效值是Ne0 D. 有效值是Ne0
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【題目】如圖所示,粗糙水平面上靜止放置一質(zhì)量為2m的木板,在木板上右端靜置一質(zhì)量為m的小滑塊。一可視為質(zhì)點、質(zhì)量為2m的小朋友蕩秋千,從A點由靜止出發(fā)繞O點下擺,當(dāng)擺到最低點B時,小朋友在極短時間內(nèi)用腳水平蹬踏木板的左端,然后自己剛好能回到A點。已知秋千的擺繩長為L,質(zhì)量不計,AO與豎直方向的夾角為60°。小滑塊與木板之間、木板與水平面間的動摩擦因數(shù)都是,重力加速度為g。求:
(1)秋千擺到最低點B,小朋友未蹬踏木板時秋干擺繩的拉力大;
(2)小朋友蹬踏木板過程中,小朋友做功大小;
(3)若小滑塊不從木板上滑下,木板至少應(yīng)為多長。
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