【題目】如圖所示,在第一象限內有沿y軸負方向的電場強度大小為E的勻強電場.在第二象限中,半徑為R的圓形區(qū)域內存在垂直紙面向外的勻強磁場,圓形區(qū)域與x、y軸分別相切于A、C兩點.在A點正下方有一個粒子源P,P可以向x軸上方各個方向射出速度大小均為v0、質量為m、電荷量為+q的帶電粒子(重力不計,不計粒子間的相互作用),其中沿y軸正向射出的帶電粒子剛好從C點垂直于y軸進入電場.
(1)求勻強磁場的磁感應強度大小B.
(2)求帶電粒子到達x軸時的橫坐標范圍和帶電粒子到達x軸前運動時間的范圍.
(3)如果將第一象限內的電場方向改為沿x軸負方向,分析帶電粒子將從何處離開磁場,可以不寫出過程.
【答案】(1) (2)x的范圍,t的范圍 (3)從A點正上方的D點離開磁場
【解析】試題分析:由題設條件,從A點沿y軸正方向射出的帶電粒子剛好從C點垂直于y軸進入電場,由幾何關系知道它做勻速圓周運動的半徑為R,再由洛侖茲力提供向心力可以求得磁感應強度的大小;由于所有粒子做勻速圓周運動的半徑等于磁場圓的半徑,可以證明:沿不同方向進入磁場的帶電粒子離開磁場時方向均沿x軸正方向進入電場,之后做類平拋運動,顯然運動時間最長的帶電粒子是從D點水平射出的粒子,由類平拋運動運動規(guī)律就能求出打在x軸的最遠點;若將第一象限的電場改為沿x軸負方向,則粒子從磁場水平射出后做勻減速直線運動至速度為零,再沿x軸負方向做勻加速直線運動進入磁場做勻速圓周運動,由于速度方向反向,則粒子所受洛侖茲力反向,最后從D點射出磁場.
(1)帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動,從A點運動到C點的過程中帶電粒子的運動軌跡為個圓弧,軌跡半徑r=R
由,得
(2)沿不同方向進入磁場的帶電粒子離開磁場時的速度大小均為v0,方向均平行于x軸,其臨界狀態(tài)為粒子從D點沿x軸正方向離開磁場
分析粒子從D點離開磁場的情況,粒子在磁場中運動時間為,得
從D點平行于x軸運動至y軸的時間
在第一象限內運動過程中,粒子做類平拋運動,設運動時間為t3,則,,
解得,
則
帶電粒子到達x軸時的橫坐標范圍為
到達x軸前運動時間的范圍
(3)將第一象限內的電場方向改為沿x軸負向時,帶電粒子將從A點正上方的D點離開磁場。
【點睛】本題的關鍵點是帶電粒子做勻速圓周運動的半徑恰與磁場圓的半徑相等,可以證明兩圓心與兩交點構成菱形,所以兩對邊平行,從而離開磁場中速度方向水平向右.這也是磁聚焦的大原理。
【題型】解答題
【結束】
94
【題目】下列說法正確的是________.
A.在完全失重的情況下,氣體的壓強為零
B.液體表面張力產生的原因是液體表面層分子較稀疏,分子間的引力大于斥力
C.當兩分子間距離大于平衡位置的間距時,分子間的距離越大,分子勢能越小
D.水中氣泡上浮過程中,氣泡中的氣體在單位時間內與氣泡壁單位面積碰撞的分子數(shù)減小
E.不可能利用高科技手段將散失在環(huán)境中的內能重新收集起來加以利用而不引起其他變化
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,真空中某一點電荷Q產生的電場中存在A、B兩點,其中A點的電場強度大小為EA,方向與AB連線成90°角;B點的電場強度大小為EB,方向與AB連線成150°角,一帶負電的檢驗電荷q在場中由A運動到B,則有
A. 點電荷Q是負電荷
B. A、B兩點電勢相比較φA<φB
C. A、B兩點的電場強度大小之比4:1
D. 由于EA的方向與AB連線垂直,檢驗電荷q由A運動到B的過程中不做功
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】無限長通電直導線在周圍某一點產生的磁場的磁感應強度B的大小與電流成正比,與導線到這一點的距離成反比,即(式中k為常數(shù)).如圖所示,兩根相距L的無限長直導線分別通有電流I和3I.在兩根導線的連線上有a、b兩點,a點為兩根直導線連線的中點,b點距導線I的距離為L.下列說法正確的是( )
A. a點和b點的磁感應強度方向相同
B. a點和b點的磁感應強度方向相反
C. a點和b點的磁感應強度大小之比為8:1
D. a點和b點的磁感應強度大小之比為16:1
【答案】AD
【解析】解:AB、根據(jù)右手螺旋法則,導線周圍的磁場的磁感線,是圍繞導線形成的同心圓,3I導線與I導線在a處的磁感應強度方向都向下,則合磁感應強度方向向下的;根據(jù)B=K,3I導線在b處的磁感應強度方向向下,而I導線在b處的磁感應強度方向向上,因3I導線產生的磁場較大,則合磁感應強度方向向下,因此a點和b點的磁感應強度方向相同,故A正確,B錯誤;
CD、3I導線與I導線在a處的磁感應強度大小Ba=K+K=K,
而3I導線與I導線在b處的磁感應強度大小Bb=K﹣K=K,則a點和b點的磁感應強度大小之比為16:1,故C錯誤,D正確.
故選:AD.
【點評】磁感應強度為矢量,合成時要用平行四邊形定則,因此要正確根據(jù)安培定則判斷導線周圍磁場方向是解題的前提.
【題型】單選題
【結束】
121
【題目】制造納米薄膜裝置的工作電極可簡化為真空中間距為d的兩平行金屬板,如圖甲所示,加在A、B間的電壓UAB做周期性變化,其正向電壓為U0,反向電壓為-kU0(k≥1),電壓變化的周期為2T,如圖乙所示.在t=0時,有一個質量為m、電荷量為e的電子以初速度v0垂直電場方向從兩極板正中間射入電場,在運動過程中未與極板相撞,且不考慮重力的作用,則下列說法中正確的是( )
A. 若且電子恰好在2T時刻射出電場,則應滿足的條件是
B. 若k=1且電子恰好在4T時刻從A板邊緣射出電場,則其動能增加
C. 若且電子恰好在2T時刻射出電場,則射出時的速度為
D. 若k=1且電子恰好在2T時刻射出電場,則射出時的速度為v0
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,A、B兩處為在同一均勻介質中且振動頻率均為f的振源,兩振源的振動步調完全相同,O點為兩振源連線的中點。已知兩振源在該介質中形成的機械波的振幅均為A0、波速均為v,AB=a,兩振源的振動方向與初相位均相同。則下列說法中正確的是________(填正確答案的標號。選對1個得2分,選對2個得4分,選對3個得5分。每錯選1個扣3分,最低得分為0分)。
A.當O點開始振動后其振動頻率等于振源的振動頻率f
B.當O點開始振動后其振動頻率等于振源的振動頻率2f
C.當O點開始振動后其振幅等于2A0
D.當兩振源間的距離a=n(n=1、2、3…)時,O點開始振動后其振幅一定小于2A0
E.當O點開始振動后,其振動不一定與兩振源的振動步調相同
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,10匝矩形線框,在磁感應強度為0.4 T的勻強磁場中,繞垂直磁場的軸OO′以角速度為100 rad/s勻速轉動,線框電阻不計,面積為0.5m2,線框通過滑環(huán)與一理想變壓器的原線圈相連,副線圈接有兩只燈泡L1和L2.已知變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10:1,開關斷開時L1正常發(fā)光,且電流表示數(shù)為0.01A,則( )
A. 若從圖示位置開始計時,線框中感應電動勢的瞬時值為200sin100t V
B. 燈泡L1的額定功率為2W
C. 若開關S閉合,燈泡L1將更亮
D. 若開關S閉合,電流表示數(shù)將增大
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示為光電效應中光電流隨入射光的強度、入射光的頻率和外加電壓變化的圖象,在橫軸上的截距表示加上反向電壓達到一定值時光電流為零,這個電壓稱為遏止電壓Uc,加上正向電壓,電壓達到一定值時,對于某一頻率的光,在光的強度一定的情況下,光電流也趨于一定,這個電流稱為飽和光電流,根據(jù)圖中提供的信息可以判斷出,在光電效應中,遏止電壓與________有關,與________無關,飽和光電流與________和________有關,與________無關.(填“入射光的頻率”、“入射光的強度”或“外加電壓”)
【答案】 入射光的頻率 入射光的強度 入射光的頻率 入射光的強度 外加電壓
【解析】由題圖可知,黃光與藍光的頻率不同,遏止電壓不同,說明遏止電壓與入射光的頻率有關,而黃光的強弱不同,但遏止電壓相同,說明遏止電壓與入射光的強度無關;加上正向電壓,電壓達到一定值時,對于某一頻率的光,在入射光的強度一定的情況下,光電流也趨于一定,說明飽和光電流與外加電壓無關,而入射光的頻率不同,光強不同,飽和光電流都不同,說明飽和光電流與入射光的頻率和強度都有關.
【題型】填空題
【結束】
92
【題目】如圖所示,半徑分別為R=1 m和r=0.5 m的甲、乙兩光滑圓軌道置于同一豎直平面內,兩軌道之間由一段光滑水平軌道CD相連,在水平軌道CD上一輕彈簧被a、b兩小球夾住,現(xiàn)同時由靜止釋放兩小球,重力加速度取g=10 m/s2.
①如果a、b小球都恰好能夠通過各自圓軌道的最高點,求兩小球的質量之比;
②如果a、b小球的質量均為0.5 kg,為保證兩小球都能夠通過各自圓軌道的最高點,求釋放兩小球前彈簧彈性勢能的最小值.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,絕熱汽缸內封閉一定質量的理想氣體,汽缸內壁光滑,有一絕熱活塞可在汽缸內自由滑動,活塞的重力為500N、橫截面積為100cm2.當兩部分氣體的溫度都為27℃時,活塞剛好將缸內氣體分成體積相等的A、B上下兩部分,此時A氣體的壓強為p0=1.0×105Pa.現(xiàn)把汽缸倒置,仍要使兩部分體積相等,則需要把A部分的氣體加熱到多少攝氏度?
【答案】t=327℃
【解析】初始狀態(tài):氣體A的壓強為:pA= p0
溫度為:T1=(273+23)K=300K
氣體B的壓強為:pB =p0+p
末狀態(tài):對于B氣體:由于溫度和體積都未變化,所以B氣體的壓強不變化;
對于A氣體:pA’ =pB+p
對于A氣體,依據(jù)查理定律得:
解得:T2=600K=327 ℃
【題型】解答題
【結束】
80
【題目】如圖所示,位于坐標原點O處的振源由t=0時刻開始向上起振,在沿x軸的正方向上形成一列簡諧橫波,質點A、B、C、D是其傳播方向上的四點,且滿足OA=AB=BC=CD,經時間t=0.3s的時間該波剛好傳播到質點C處,此刻振源O第一次處于波谷位置.則下列說法正確的是______.
A.該振源的振動周期為T=0.4s
B.在t=0.3s時質點A處在平衡位置且向上振動
C.在t=0.3s時質點B處在波谷位置
D.當該波剛傳到質點D時,質點D的振動方向向上
E.在t=0.5s時質點C處在平衡位置且向下振動
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,一個三棱柱形玻璃磚的橫截面為直角三角形,其中∠ABC為直角,∠ACB = 30°,BC邊長為L。t=0時,一細光束從AB邊中點D射入玻璃磚,光的入射方向垂直于玻璃磚的表面。已知 (c為光在真空中的傳播速度)開始,有光從玻璃磚內射出。求玻璃磚的折射率n。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示,有一個等腰直角三角形的勻強磁場區(qū)域,其直角邊長為L,磁場方向垂直紙面向外,磁感應強度大小為B。一邊長為L、總電阻為R的正方形導線框abcd,從圖示位置開始沿x軸正方向以速度v勻速穿過磁場區(qū)域。取沿a→b→c→d→a的感應電流為正,則下圖中表示線框中電流i 隨bc邊的位置坐標 x 變化的圖象正確的是( )
A.
B.
C.
D.
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