【題目】如圖,在xOy平面直角坐標(biāo)系中,直角三角形MPN區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于xOy平面向外。直角邊MP與x軸重合,已知OM=L,OP=3L,∠MPN=30°。在直角坐標(biāo)系xOy的第四象限區(qū)域內(nèi),存在方向沿x軸負(fù)方向、場(chǎng)強(qiáng)大小為E=Bv0的勻強(qiáng)電場(chǎng),在y=-3L處垂直于y軸放置一足夠長(zhǎng)的平面熒光屏,與y軸交點(diǎn)為Q。一束帶正電的同種粒子以相同的速度v0,從MO邊上的各點(diǎn)沿y軸正方向射入磁場(chǎng),已知從O點(diǎn)射入的粒子恰好不能從PN邊射出磁場(chǎng)。忽略粒子間的相互作用,不計(jì)粒子的重力。
(1)求粒子的比荷;
(2)通過計(jì)算說明是否所有的粒子都從OQ之間射出電場(chǎng)打到熒光屏上;
(3)求粒子打到熒光屏上的點(diǎn)距Q點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離。
【答案】(1);(2)所有的粒子都從OQ之間射出電場(chǎng)打到熒光屏上;(3)
【解析】
(1)由題意可知從O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡與PN相切,如圖所示:
運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心為點(diǎn),設(shè)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑為r,由牛頓第二定律得
由幾何關(guān)系有
聯(lián)立解得粒子的比荷
(2)對(duì)從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)的粒子,在磁場(chǎng)中經(jīng)過半圓垂直進(jìn)入電場(chǎng),粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)。假設(shè)該粒子從OQ之間射出電場(chǎng)打到熒光屏上,則該粒子在水平方向的位移為2L。設(shè)該粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1,豎直方向位移為y1,有
又
再根據(jù)求出的粒子的比荷聯(lián)立解得
故假設(shè)成立,即從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)的粒子從OQ之間射出電場(chǎng)打到熒光屏上,而其他粒子進(jìn)入電場(chǎng)的位置在該粒子左側(cè),故所有的粒子都從OQ之間射出電場(chǎng)打到熒光屏上。
(3)粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,豎直方向的位移為y,水平方向的位移為x,有
聯(lián)立解得
設(shè)粒子最終打在熒光屏上的點(diǎn)距Q點(diǎn)的距離為d,粒子射出電場(chǎng)時(shí)與OQ的夾角為,有
聯(lián)立解得
當(dāng)時(shí),即
此時(shí)d有最大值。
由于,所以
即為所求最遠(yuǎn)距離。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖(a)所示,直線AB是某點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線.圖(b)是放在電場(chǎng)線上a、b兩點(diǎn)的電荷量與所受電場(chǎng)力大小的函數(shù)圖象.由此可以判定( )
A. 場(chǎng)源可能是正電荷,位置在點(diǎn)A左側(cè)
B. 場(chǎng)源可能是正電荷,位置在點(diǎn)B右側(cè)
C. 場(chǎng)源可能是負(fù)電荷,位置在點(diǎn)A左側(cè)
D. 場(chǎng)源可能是負(fù)電筒,位置在點(diǎn)B右側(cè)
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【題目】光滑圓弧軌道質(zhì)量為M的滑車靜置于光滑水平面上,如圖所示.一質(zhì)量為m的小球以速度v0水平?jīng)_上滑車,當(dāng)小球上行再返回并脫離滑車時(shí),以下說法正確的是
A. 小球一定水平向左作平拋運(yùn)動(dòng)
B. 小球可能水平向左作平拋運(yùn)動(dòng)
C. 小球可能作自由落體運(yùn)動(dòng)
D. 小球可能向右作平拋運(yùn)動(dòng)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在豎直放置的光滑半圓弧絕緣細(xì)管的圓心O處固定一點(diǎn)電荷,將質(zhì)量為m,帶電量為+q的小球從圓弧管的水平直徑端點(diǎn)A由靜止釋放,小球沿細(xì)管滑到最低點(diǎn)B時(shí),對(duì)管壁恰好無壓力,則固定于圓心處的點(diǎn)電荷在A B弧中點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為 ( )
A. 3mg/q B. mg/q
C. 2mg/q D. 4mg/q
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某實(shí)驗(yàn)小組自制歐姆表來測(cè)量一個(gè)電阻的阻值,可供選擇的器材如下:
A.待測(cè)電阻Rx(約為200Ω);
B.電源(電動(dòng)勢(shì)E約為1.5V,內(nèi)阻r約為10Ω);
C.靈敏電流計(jì)G(量程1mA,內(nèi)阻Rg=200Ω);
D.定值電阻a(阻值Ra=50Ω);
E.定值電阻b(阻值Rb=72Ω);
F.滑動(dòng)變阻器R1(阻值范圍為0~50Ω);
G.滑動(dòng)變阻器R2(阻值范圍為0~500Ω);
H.開關(guān),導(dǎo)線若干。
(1)小組同學(xué)首先設(shè)計(jì)了如圖(a)所示的電路,來測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)。實(shí)驗(yàn)部分步驟如下:先閉合開關(guān)S1、S2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R,使靈敏電流計(jì)指針滿偏;保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不動(dòng),斷開開關(guān)S2,讀出靈敏電流計(jì)的示數(shù)。
①靈敏電流計(jì)滿偏時(shí)流過電源的電流為______mA,實(shí)驗(yàn)時(shí)滑動(dòng)變阻器R應(yīng)選_____(填“R1”或“R2”)。
②若實(shí)驗(yàn)中斷開開關(guān)S2時(shí),靈敏電流計(jì)的示數(shù)為0.80mA,則電源電動(dòng)勢(shì)為______ V。
(2)該小組同學(xué)測(cè)出電動(dòng)勢(shì)后,在圖(a)的基礎(chǔ)上制作歐姆表。他們?nèi)サ魞砷_關(guān),增加兩支表筆M、N,其余器材不變,改裝成一個(gè)歐姆表,如圖(b)所示。緊接著他們用改裝后的歐姆表去測(cè)量待測(cè)電阻Rx的阻值,正確操作后,靈敏電流計(jì)讀數(shù)如圖(c)所示,則待測(cè)電阻Rx的阻值為__________Ω。
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【題目】中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)是中國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),是繼美國(guó)全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GLONASS)之后第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。預(yù)計(jì) 2020 年左右,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將形成全球覆蓋能力。如圖所示是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中部分衛(wèi)星的軌道示意圖,已知 a、b、c 三顆衛(wèi)星均做圓周運(yùn)動(dòng),a 是地球同步衛(wèi)星,則( 。
A.衛(wèi)星 c 的運(yùn)行速度大于 7.9km/s
B.衛(wèi)星 b 的運(yùn)行速度大于 a 的運(yùn)行速度
C.衛(wèi)星 b 的運(yùn)行速度大于赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)的線速度
D.衛(wèi)星 a 可以通過北京正上空
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【題目】如圖是氫原子能級(jí)圖,大量處在激發(fā)態(tài) n=5 能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷,a是從 n=4 能級(jí)躍遷到 n=2 能級(jí)產(chǎn)生的光,b 是從 n=5 能級(jí)躍遷到 n=3 能級(jí)產(chǎn)生的光。則( 。
A.在相同的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置中,a 光產(chǎn)生的干涉條紋比 b 光更寬
B.在同樣的玻璃中,a 光的傳播速度大于 b 光的傳播速度
C.用 a 光和 b 光分別照射逸出功為 1.36eV 的某金屬時(shí),都能發(fā)生光電效應(yīng)
D.a 光和 b 光的光子動(dòng)量之比為 255∶97
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【題目】如圖所示,半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一個(gè)帶電粒子以速度v從A點(diǎn)沿直徑AOB方向射入磁場(chǎng),經(jīng)過時(shí)間t從C點(diǎn)射出磁場(chǎng),∠AOC為120°。現(xiàn)將帶電粒子的速度變?yōu)?/span>,仍從A沿直徑射入磁場(chǎng),不計(jì)重力,則( )
A. 運(yùn)動(dòng)半徑為
B. 運(yùn)動(dòng)半徑為
C. 粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間變?yōu)?/span>
D. 粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間變?yōu)?/span>2t
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【題目】一輛汽車的質(zhì)量為m,額定功率為P,在保持額定功率不變的情況下,汽車啟動(dòng)時(shí)的v-t圖象如圖所示。已知時(shí)刻的速度為,時(shí)刻的速度為,且時(shí)刻的加速度為時(shí)刻的加速度的2倍。若汽車所受阻力大小恒定,則下列說法正確的是( )
A.汽車在時(shí)刻的加速度為
B.汽車在時(shí)間內(nèi)的平均速率等于
C.汽車能達(dá)到的最大速度為
D.汽車所受的恒定阻力為
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