【題目】如圖所示一束帶電粒子(不計重力),垂直電場線方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場,試討論在以下情況中,粒子應(yīng)具備什么條件,才能得到相同的偏轉(zhuǎn)距離y和偏轉(zhuǎn)角θ.(U、d、l保持不變)
(1)進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的速度相同;
(2)進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的動能相同;
(3)先靜止由同一加速電場加速后,再進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場.
【答案】(1)當(dāng) 相同,y、tanθ也相同;(2)當(dāng)q相同,則y、tanθ也相同;(3)在(3)的條件下,不論帶電粒子的m、q如何,只要經(jīng)過同一加速電場加速,再垂直進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場,它們飛出電場的偏轉(zhuǎn)距離y和偏轉(zhuǎn)角度θ都是相同的。
【解析】
水平方向可分解為速度為 的勻速直線運動,沿電場力方向為初速為零的勻加速直線運動,設(shè)粒子帶電量為q,質(zhì)量為m,兩平行金屬板間的電壓為U,板長為L,板間距離為d,當(dāng)粒子以初速平行于兩板而進(jìn)入電場時,由E=U/d; , ,
討論:
(1)因為相同,當(dāng) 相同,y、tanθ也相同;
(2)因為 相同,當(dāng)q相同,則y、tanθ也相同;
(3)設(shè)加速電場的電壓為 ,由 ,有: 可見,在(3)的條件下,不論帶電粒子的m、q如何,只要經(jīng)過同一加速電場加速,再垂直進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場,它們飛出電場的偏轉(zhuǎn)距離y和偏轉(zhuǎn)角度θ都是相同的。
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【題目】以下說法正確的是( 。
A.核力是一種存在于原子核內(nèi)的強相互吸引力,是短程力,與電荷無關(guān)
B.結(jié)合能越大,表示原子核中核子結(jié)合得越牢固,原子核越穩(wěn)定
C.核反應(yīng)方程屬于裂變反應(yīng),需要滿足超高溫條件
D.釷經(jīng)、衰變生成氡,其中經(jīng)過了3次衰變和2次衰變
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【題目】利用電磁場可以控制帶電粒子的速度大小與方向。在圖示坐標(biāo)系的第Ⅱ象限,存在一個圓心為坐標(biāo)原點的圓環(huán)狀的均勻輻向電場,圓環(huán)在y軸上的截面長度為R,電場中各點電勢為,式中k為正的已知常量,r為該點到圓心O的距離。在y軸右側(cè),圓心為(R,0)、半徑為R的虛線圓內(nèi)分布著方向垂直于圓面的勻強磁場,在處有一豎直放置的足夠長的探測屏。今在圓弧的點放置一個離子源,能不斷釋放質(zhì)量為m、電荷量為的帶電離子。當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強度大小為時,這些經(jīng)電場加速的離子剛好能從磁場區(qū)域最高點射出。忽略離子初速度,不計離子重力及相互作用力,不考慮空氣阻力。
(1)求離子在磁場中的速率v;
(2)若磁場的磁感應(yīng)強度大小可調(diào),求離子打在屏上的縱坐標(biāo)y與磁感應(yīng)強度大小B、原磁感應(yīng)強度大小的關(guān)系式;
(3)若將離子源沿環(huán)形電場外邊界緩慢移動,使所有離子均沿豎直方向射出磁場,求磁場區(qū)域的最小面積,畫出磁場形狀并標(biāo)明磁感應(yīng)強度的大小與方向。
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【題目】2019年國際雪聯(lián)單板滑雪U型池世錦賽在美國猶他州帕克城進(jìn)行,女子組中國選手蔡雪桐以84分獲得亞軍。如圖所示,單板滑雪U形池場地可簡化為固定在豎直面內(nèi)的半圓形軌道場地,雪面不同曲面處的動摩擦因數(shù)不同,因摩擦作用,滑雪運動員從半圓形場地的坡頂下滑到坡底的過程中速率不變,則以下說法錯誤的是( 。
A.運動員下滑過程中加速度一直變化
B.運動員下滑過程中的合力一直變化
C.運動員下滑過程中所受的摩擦力大小不變
D.運動員滑到最低點時對軌道的壓力大于物體的重力
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【題目】運動員駕駛摩托車做騰躍特技表演是一種刺激性很強的運動項目。如圖所示,AB是水平路面,BC是半徑為20m的圓弧,CDE是一段曲面。運動員駕駛功率始終是P=1.8kW的摩托車在AB段加速,到B點時速度達(dá)到最大vm=20m/s,再經(jīng)t=13s的時間通過坡面到達(dá)E點時,關(guān)閉發(fā)動機后水平飛出。已知人和車的總質(zhì)量m=180kg,坡頂高度h=5m,落地點與E點的水平距離s=16m,重力加速度g=10m/s2。如果在AB段摩托車所受的阻力恒定,求:
(1)AB段摩托車所受阻力的大。
(2)摩托車過B點時受到地面支持力的大;
(3)摩托車在沖上坡頂?shù)倪^程中克服阻力做的功。
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【題目】某物理實驗小組采用如圖甲所示的裝置研究平拋運動。讓小球多次沿同一軌道運動,通過描點法畫出小球做平拋運動的軌跡。
(1)為了能較準(zhǔn)確地描繪運動軌跡,下面列出了一些操作要求,你認(rèn)為正確的是_____(填選項前的字母)。
A.斜槽軌道必須光滑
B.斜槽軌道末端的切線必須調(diào)至水平
C.應(yīng)使小球每次都從斜槽上的不同位置由靜止開始滑下
D.要使描出的軌跡更好地反映真實運動,記錄的點應(yīng)適當(dāng)多一些
(2)該小組通過正確的實驗步驟及操作,在坐標(biāo)紙上描出了小球水平拋出后的運動軌跡.部分運動軌跡如圖乙所示,圖中小格在水平方向與豎直方向上的長度均為L,P1、P2和P3是軌跡圖線上的3個點,重力加速度為g,則小球從P1運動到P2所用的時間為____,小球到達(dá)斜槽末端時的水平速度為______。
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【題目】跳傘員常常采用“加速自由降落”(即AFF)的方法跳傘。如圖所示,一個質(zhì)量為m=50kg的運動員在H=3600m的高度從飛機上跳出,從靜止開始降落t=40s時,豎直向下的速度達(dá)到v=50m/s,假設(shè)這一運動是勻加速直線運動。此后其立即打開降落傘(開傘時間不計),g=10m/s2.求:
(1)運動員在打開降落傘前運動中的加速度a為多大;
(2)運動員在打開降落傘前運動中所受的空氣阻力f為多大;
(3)運動員在開傘時離地面的高度h是多少。
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【題目】2017年4月,我國第一艘貨運飛船天舟一號順利升空,隨后與天宮二號交會對接。假設(shè)天舟一號從B點發(fā)射經(jīng)過橢圓軌道運動到天宮二號的圓軌道上完成交會,如圖所示,A、B兩點分別為橢圓軌道的遠(yuǎn)地點和近地點。則( 。
A.天宮二號的運行速度大于7.9km/s
B.天舟一號在A點的速度大于天宮二號的運行速度
C.天舟一號運行周期小于天宮二號的運行周期
D.天舟一號在A點的加速度大于天宮二號在A點加速度
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【題目】如圖所示,斜面AB與水平面的夾角θ=37o。一質(zhì)量為m=1kg的小滑塊(可視為質(zhì)點)在沿斜面向上的恒力F=2N的作用下,以v0=16m/s的初速度從斜面底端A沿斜面向上運動,已知小滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,取g=10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8。求:
(1)小滑塊向上運動過程中的加速度大小a1;
(2)小滑塊沿斜面上升到最高點時距A的距離;
(3)若小滑塊沿斜面上升到最高點時撤去恒力F,求小滑塊從A點出發(fā)到再次回到A點需要的時間。
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