【題目】如圖所示,紙面內(nèi)直線ab左側(cè)區(qū)域Ⅰ內(nèi)存在垂直ab向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),直線gh右側(cè)區(qū)域Ⅴ內(nèi)存在垂直gh向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)。 直線ab、cd之間區(qū)域Ⅱ、直線ef、gh之間區(qū)域Ⅳ內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),直線cd、ef之間區(qū)域Ⅲ內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),圖中磁場(chǎng)未畫出。區(qū)域Ⅰ、Ⅴ的電場(chǎng)強(qiáng)度大小均為E,區(qū)域Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的磁場(chǎng)強(qiáng)度大小均為B,F(xiàn)將質(zhì)量為m、電荷量為q的帶粒子從區(qū)域Ⅰ中的A點(diǎn)由靜止釋放,粒子按某一路徑經(jīng)過(guò)上述各區(qū)域能回到A點(diǎn)并重復(fù)前述過(guò)程。已知A點(diǎn)與直線ab間的距離為l,粒子重力不計(jì),各區(qū)域足夠大,磁場(chǎng)區(qū)域的寬度可調(diào)節(jié),求:
(1)粒子第一次離開(kāi)區(qū)域Ⅰ時(shí)的速度大;
(2)請(qǐng)?jiān)趫D中畫出粒子運(yùn)動(dòng)的一條可能軌跡的完整示意圖;
(3)直線ab、gh間的距離為多大時(shí),粒子往、返通過(guò)區(qū)域Ⅲ作圓周運(yùn)動(dòng)的圓心距離最?并求該條件下粒子從A點(diǎn)出發(fā)到再次回到A點(diǎn)的時(shí)間。
【答案】(1) (2) (3) ,
【解析】試題分析:粒子在電場(chǎng)中加速,由動(dòng)能定理可求粒子第一次離開(kāi)區(qū)域Ⅰ時(shí)的速度大;根據(jù)幾何關(guān)系,可求直線ab、gh間的距離d,粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間可由進(jìn)行求解,再結(jié)合運(yùn)動(dòng)對(duì)稱性可求粒子從A點(diǎn)出發(fā)到再次回到A點(diǎn)的時(shí)間。
(1)由題意可知,粒子在電場(chǎng)中加速過(guò)程:
(2)如圖所示
(3)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域:
粒子往、返通過(guò)區(qū)域Ⅲ作圓周運(yùn)動(dòng)的圓心距離最小為0,即圓心重合,如圖
由幾何關(guān)系得解得
直線ab、gh間的距離
解得:
設(shè)A點(diǎn)出發(fā)到ab的時(shí)間為,
由對(duì)稱性可得電場(chǎng)中的時(shí)間
設(shè)粒子在直線ab、cd之間時(shí)間為,
由于對(duì)稱性得粒子通過(guò)磁場(chǎng)的時(shí)間:
聯(lián)立解得:A點(diǎn)出發(fā)到再次回到A點(diǎn)的時(shí)間:
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】用如圖所示的裝置來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律;瑝K在氣墊導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)阻力不計(jì),其上方擋光條到達(dá)光電門D(或E),計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí);擋光條到達(dá)光電門C(或F),計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)。實(shí)驗(yàn)主要步驟如下:
a.用天平分別測(cè)出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB;
b.給氣墊導(dǎo)軌通氣并調(diào)整使其水平;
c.調(diào)節(jié)光電門,使其位置合適,測(cè)出光電門C、D間的水平距離L;
d.A、B之間緊壓一輕彈簧(與A、B不粘連),并用細(xì)線拴住,如圖靜置于氣墊導(dǎo)軌上;
e.燒斷細(xì)線,A、B各自運(yùn)動(dòng),彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)前A、B均未到達(dá)光電門,從計(jì)時(shí)器上分別讀取A、B在兩光電門之間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間tA、tB。
(1)實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測(cè)量的物理量x是______________________(用文字表達(dá))。
(2)利用上述測(cè)量的數(shù)據(jù),驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是:
____________________________________________(用題中所給的字母表示)。
(3)利用上述數(shù)據(jù)還能測(cè)出燒斷細(xì)線前彈簧的彈性勢(shì)能Ep=__________________(用題中所給的字母表示)。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,兩個(gè)水平放置的平行板電容器,A板用導(dǎo)線與M板相連,B板和N板都接地.讓A板帶電后,在兩個(gè)電容器間分別有P、Q兩個(gè)帶電油滴都處于靜止?fàn)顟B(tài).A、B間電容為C1,電壓為U1,帶電量為Q1;M、N間電容為C2,電壓為U2,帶電量為Q2.若將B板稍向下移,下列說(shuō)法正確的( )
A. P向下動(dòng),Q向上動(dòng)
B. U1減小,U2增大
C. Q1減小,Q2增大
D. C1減小,C2增大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】有一根長(zhǎng)陶瓷管,其表面均勻地鍍有一層很薄的電阻膜,管的兩端有導(dǎo)電箍M和N,如圖(a)所示。用多用電表電阻擋測(cè)得MN間的電阻膜的電阻約為100。陶瓷管的直徑遠(yuǎn)大于電阻膜的厚度。
某同學(xué)利用下列器材設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量該電阻膜厚度d的實(shí)驗(yàn)。
A.毫米刻度尺
B.游標(biāo)卡尺(20分度)
C.電流表A1(量程0一50 mA,內(nèi)阻約10)
D.電流表A2(量程O~0.6A,內(nèi)阻約0.6)
E.電壓表V1(量程3V,內(nèi)阻約5 k)
F.電壓表V2(量程15V,內(nèi)阻約15 k)
G.滑動(dòng)變阻器R1(阻值范圍0一20,額定電流1.5A)
H.滑動(dòng)變阻器R2(阻值范圍0一100,額定電流1A)
I.電源E(電動(dòng)勢(shì)6V,內(nèi)阻可不計(jì))
J.開(kāi)關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干
他用毫米刻度尺測(cè)出電阻膜的長(zhǎng)度為l,用游標(biāo)卡尺測(cè)量該陶瓷管的外徑,其示數(shù)如圖(b)所示,該陶瓷管的外徑D= cm;
為了比較準(zhǔn)確地測(cè)量電阻膜的電阻,且調(diào)節(jié)方便,實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表 ,電壓表 ,滑動(dòng)變阻器 ;(填寫器材前面的字母代號(hào))
在方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖;
連接好電路后移動(dòng)滑片,閉合開(kāi)關(guān)。改變滑動(dòng)變阻器接人電路的電阻,記錄多組電壓表的讀數(shù)和電流表的讀數(shù),根據(jù)數(shù)據(jù)做出電壓—電流圖像(題圖線為一條直線),并計(jì)算出圖線的斜率為k。若鍍膜材料的電阻率為,計(jì)算電阻膜厚度d的數(shù)學(xué)表達(dá)式為d= (用題目給出的已知量符號(hào)或數(shù)學(xué)常數(shù)的符號(hào)表示)。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,邊長(zhǎng)為l1、l2的單匝矩形線框abcd處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線框可繞軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng),軸OO′與磁場(chǎng)垂直,線框通過(guò)連接裝置與理想變壓器、小燈泡連接為如圖所示的電路。已知小燈泡L1、 L2額定功率均為P,正常發(fā)光時(shí)電阻均為R。當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合,線框以一定的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),燈泡L1正常發(fā)光,電流表A示數(shù)為I;當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),線框以另一恒定的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),燈泡L1仍正常發(fā)光,線框電阻、電流表A內(nèi)阻不計(jì),以下說(shuō)法正確的是
A. 斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí),電流表示數(shù)為2I
B. 變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為
C. 當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為
D. 當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,即研究?jī)蓚(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系。
(1)下列說(shuō)法中符合本實(shí)驗(yàn)要求的是___________。
A.安裝軌道時(shí),軌道末端必須水平
B.必要的測(cè)量?jī)x器有天平、刻度尺和秒表
C.入射球必須比靶球質(zhì)量大,且二者的直徑必須相同
D.在同一組實(shí)驗(yàn)的不同碰撞中,每次入射球必須從同一位置由靜止釋放
(2)圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的豎直投影。實(shí)驗(yàn)時(shí),先讓入射小球多次從S位置由靜止釋放,找到其平均落地點(diǎn)的位置。然后把靶球靜置于軌道的末端,再將入射小球從同一位置由靜止釋放,多次重復(fù),并找到碰撞后兩球各自落地點(diǎn)的平均位置。用刻度尺分別測(cè)量三個(gè)落地點(diǎn)的平均位置與O點(diǎn)的距離(線段OM、OP、ON的長(zhǎng)度),分別用x1、x2、x3表示。入射小球的質(zhì)量m1,靶球的質(zhì)量為m2,若滿足關(guān)系式__________,則兩球碰撞前后系統(tǒng)動(dòng)量守恒。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,在光滑的水平桌面上有體積相同的兩個(gè)小球A、B,質(zhì)量分別為m=0.1kg和M=0.3kg,兩球中間夾著一根壓縮的輕彈簧,原來(lái)處于靜止?fàn)顟B(tài),同時(shí)放開(kāi)A、B球和彈簧,已知A球脫離彈簧的速度為6m/s,接著A球進(jìn)入與水平面相切,半徑為0.5m的豎直面內(nèi)的光滑半圓形軌道運(yùn)動(dòng),PQ為半圓形軌道豎直的直徑,,下列說(shuō)法正確的是
A. 彈簧彈開(kāi)過(guò)程,彈力對(duì)A的沖量大于對(duì)B的沖量
B. A球脫離彈簧時(shí)B球獲得的速度大小為2m/s
C. A球從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)過(guò)程中所受合外力的沖量大小為1N·s
D. 若半圓軌道半徑改為0.9m,則A球不能到達(dá)Q點(diǎn)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量分別為1.0kg和2.0kg的物體A和B放置在水平地面上,兩者與地面間的摩擦力因數(shù)均為0.4,物體B的右側(cè)與一輕質(zhì)滑輪相連,現(xiàn)將一根輕繩的一端固定在水平地面上離B足夠遠(yuǎn)的位置,另一端跨過(guò)輕質(zhì)滑輪相連,F(xiàn)將一根輕繩的一端固定在水平地面上離B足夠遠(yuǎn)的位置,另一端跨過(guò)輕質(zhì)滑輪連接在物體A上,輕繩保持水平方向,初始時(shí)刻,物體A在水平力F=20N作用下由靜止向右運(yùn)動(dòng)。(重力加速度),求:
(1)輕繩上拉力的大小;
(2)t=2s時(shí)滑輪對(duì)物體B做功的瞬間功率為多少?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,兩根平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在傾角θ=30°的絕緣斜面上,頂部連接由電流表、電源、滑動(dòng)變阻器和開(kāi)關(guān)組成的電路,下端開(kāi)口,導(dǎo)軌間距為10cm .整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度0.1T,方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.金屬棒ab沿垂直導(dǎo)軌方向放置在導(dǎo)軌上。開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),沿導(dǎo)軌向下輕推導(dǎo)體棒,導(dǎo)體棒可以勻速下滑;閉合開(kāi)關(guān)時(shí),不斷減小滑動(dòng)變阻器的阻值,當(dāng)電流表示數(shù)為3.0A時(shí),導(dǎo)體棒恰好可沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)。判斷開(kāi)關(guān)閉合后金屬棒所受安培力的方向,并求出金屬棒的質(zhì)量(重力加速度為10m/s2,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)。
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