【題目】在科學(xué)研究中,可以通過(guò)施加適當(dāng)?shù)拇艌?chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)帶電粒子運(yùn)動(dòng)的控制.在如圖所示的平面坐標(biāo)系xOy內(nèi),矩形區(qū)域(-3d<x<d、-d<y<d)外存在范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng).一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子從P(0,d)點(diǎn)沿y軸正方向射入磁場(chǎng),當(dāng)入射速度為v0時(shí),粒子從(-2d,d)處進(jìn)入無(wú)場(chǎng)區(qū),不計(jì)粒子重力.
(1)求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大。
(2)求粒子離開P點(diǎn)后經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間第一次回到P點(diǎn);
(3)若僅將入射速度變?yōu)?/span>2v0,求粒子離開P點(diǎn)后運(yùn)動(dòng)多少路程經(jīng)過(guò)P點(diǎn).
【答案】(1)
(2)
(3),其中k=1、2、3…
或,其中k=0、1、2、3
【解析】
(1)找出半徑,根據(jù)洛倫茲力提供向心力進(jìn)行求解即可;
(2)畫出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡,求出在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間和在無(wú)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;
(3)畫出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡,注意討論粒子運(yùn)動(dòng)的方向不同;
(1)由題條件可判斷粒子做圓周運(yùn)動(dòng)半徑為:
粒子在磁場(chǎng)中,得到:;
(2)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示:
粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間:
粒子在無(wú)場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí)間:
粒子再次回到P點(diǎn)時(shí)間:
得到:
(3)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示:
粒子速度變?yōu)?/span>,則在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑為:
由P點(diǎn)沿圓弧運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)間:
由C點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)間:
①粒子以2v0沿y軸正向經(jīng)過(guò)P
則粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)間:,其中k=1、2、3…
粒子運(yùn)動(dòng)距離:
得到:,其中k=1、2、3…
②粒子以大小與-y方向成60°經(jīng)過(guò)P
則:,其中k=0、1、2、3…
粒子運(yùn)動(dòng)距離為:
得到:,其中k=0、1、2、3…
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】下列說(shuō)法正確的是 。
A. 在“用油膜法估測(cè)分子直徑”的實(shí)驗(yàn)中,公式中的V是一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積,S是單層分子油膜的面積
B. 氣體擴(kuò)散現(xiàn)象表明氣體分子間存在斥力
C. 熱量總是自發(fā)地從分子平均動(dòng)能大的物體傳遞到分子平均動(dòng)能小的物體
D. 空氣相對(duì)濕度越大時(shí),空氣中水蒸氣壓強(qiáng)越接近飽和汽壓,水蒸發(fā)越快
E. 液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離,所以液體表面存在表面張力
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量為m的物塊下方有一豎直的輕彈簧,彈簧的下端距離水平地面為h,將物塊和彈簧由靜止自由釋放,物塊下降了H時(shí),速度再次為零,重力加速度為g。下列說(shuō)法正確的是
A. 物塊從開始下落到速度再次為零,物塊克彈簧彈力做功為mgH
B. 物塊的速度再次為零時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能為mgh
C. 彈簧下端剛接觸地面時(shí),物塊的速度為
D. 物塊的速度最大時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能和物塊的重力勢(shì)能之和最小
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某同學(xué)用圖甲所示電路來(lái)測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線,器材如下:
A.小燈泡(額定電壓2.5V,額定電流0.25A)
B.電流表(0~0.6A)
C.電壓表(0~3V)
D.滑動(dòng)變阻器R1(0~10Ω)
E.滑動(dòng)變阻器R2(0~1000Ω)
F.干電池(電動(dòng)勢(shì)為1.5V)兩節(jié)
G.開關(guān),導(dǎo)線若干
(1)滑動(dòng)變阻器應(yīng)選_____(選填器材前的代號(hào));
(2)實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)如下表所示,根據(jù)表中數(shù)據(jù)在乙圖中作出小燈泡的U﹣I圖象_________,由圖象可知小燈泡的電阻隨溫度的升高而_____(選填“增大”、“減小”或“不變”)。
U/V | 0.20 | 0.40 | 0.60 | 1.00 | 1.40 | 1.80 | 2.00 | 2.20 |
I/A | 0.04 | 0.08 | 0.11 | 0.15 | 0.18 | 0.20 | 0.21 | 0.22 |
(3)某同學(xué)用一節(jié)干電池與阻值為5Ω的電阻R、小燈泡及電壓表連接成圖丙所示電路。閉合S后,電壓表測(cè)得燈泡兩端電壓為0.8V,結(jié)合圖乙圖中圖象求得小燈泡實(shí)際消耗的功率為_____W,干電池內(nèi)阻為_____Ω.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】為了探究在橡皮條彈力作用下小車的運(yùn)動(dòng),某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn),由靜止釋放小車,小車在處于伸長(zhǎng)狀態(tài)的橡皮條彈力的作用下向左運(yùn)動(dòng)。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶如圖乙所示,計(jì)數(shù)點(diǎn)0為打下的第一個(gè)點(diǎn),該同學(xué)在測(cè)出計(jì)數(shù)點(diǎn)2、3、4到計(jì)數(shù)點(diǎn)0的距離x1、x2、x3后,將紙帶由圖示位置剪斷,將毎段紙帶的下端對(duì)齊,依次并排粘貼在直角坐標(biāo)系中,連接各段紙帶上端的中點(diǎn)畫出平滑曲線如圖所示,對(duì)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果的研究可知:
(1)在有橡皮條彈力作用時(shí),小車做加速度______的直線運(yùn)動(dòng).
A.不斷減小 B.不斷增大
C.先增大后減小 D.先減小后增大
(2)設(shè)打點(diǎn)周期為T,則由紙帶測(cè)量數(shù)據(jù)可估算小車的最大速度vm=______,該估算值______(選填“等于”、“大于”或“小于”)小車最大速度的實(shí)際值。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)分布著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,半圓的左邊垂直x軸放置一粒子發(fā)射裝置,在-R≤y≤R的區(qū)間內(nèi)各處均沿x軸正方向同時(shí)發(fā)射出一個(gè)帶正電粒子,粒子質(zhì)量均為m、電荷量均為q、初速度均為v,重力忽略不計(jì),所有粒子均能穿過(guò)磁場(chǎng)到達(dá)y軸,其中最后到達(dá)y軸的粒子比最先到達(dá)y軸的粒子晚Δt時(shí)間,則( )
A. 粒子到達(dá)y軸的位置一定各不相同
B. 磁場(chǎng)區(qū)域半徑R應(yīng)滿足
C. 從x軸入射的粒子最先到達(dá)y軸
D. ,其中角度θ的弧度值滿足
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,超市為了方便顧客上樓安裝了智能化的自動(dòng)扶梯(無(wú)臺(tái)階).為了節(jié)約能源,在沒有顧客乘行時(shí),自動(dòng)扶梯以較小的速度勻速運(yùn)行,當(dāng)有顧客乘行時(shí)自動(dòng)扶梯經(jīng)過(guò)先加速再勻速兩個(gè)階段運(yùn)行.則電梯在運(yùn)送顧客上樓的整個(gè)過(guò)程中( )
A. 顧客始終受摩擦力作用
B. 摩擦力對(duì)顧客先做正功后不做功
C. 顧客對(duì)扶梯的作用力始終豎直向下
D. 顧客的機(jī)械能先增大后保持不變
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,兩個(gè)帶電小球A、B穿在一根水平固定的絕緣細(xì)桿上,并通過(guò)一根不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)繩跨接在定滑輪兩端,整個(gè)裝置處在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,當(dāng)兩個(gè)小球靜止時(shí),細(xì)繩與豎直方向的夾角分別為α=30°和β=60°,不計(jì)裝置中的一切摩擦及兩個(gè)小球間的靜電力,則A、B球的帶電量q1與q2大小之比為
A. q1:q2=
B. q1:q2=
C. q1:q2=
D. q1:q2=
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】利用如圖所示的電路測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,要求盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差。供選擇的器材有:
A.電流表A(0~0.6A)
B.電壓表V1(0~3V)
C.電壓表V2(0~15V)
D.滑動(dòng)變阻器R1(0~20Ω)
E.滑動(dòng)變阻器R2(0~200Ω)
F.定值電阻R0=1Ω
G.開關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干
(1)實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用______,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用______(選填相應(yīng)器材前的字母)。
(2)某位同學(xué)記錄了6組數(shù)據(jù),對(duì)應(yīng)的點(diǎn)已經(jīng)標(biāo)在坐標(biāo)紙上.在答題卡中的坐標(biāo)紙上畫出U-I圖線______,并根據(jù)所畫圖線可得出干電池的電動(dòng)勢(shì)E=______V,內(nèi)電阻r=______Ω.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
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