【題目】如圖,在半徑為和的同心圓環(huán)內(nèi),存在垂直環(huán)面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。某時(shí)刻一質(zhì)量為、電荷量為的帶電粒子從點(diǎn)沿半徑方向以速度進(jìn)入磁場(chǎng)。不計(jì)粒子重力。
(1)若使粒子不能從大圓邊界射出,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)滿(mǎn)足什么條件?
(2)若,則至少再過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間粒子才能再次經(jīng)過(guò)點(diǎn)?并畫(huà)出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡。
【答案】(1);(2);
【解析】
(1)如圖所示,當(dāng)帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡與磁場(chǎng)的外邊界相切時(shí)為臨界情況,由幾何關(guān)系可知
根據(jù)牛頓定律,得
整理得
即當(dāng)時(shí),粒子才不會(huì)從磁場(chǎng)的外邊界射出
(2),所以粒子不會(huì)從外邊界射出磁場(chǎng),在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑
根據(jù)幾何關(guān)系知,與的夾角
解得
由對(duì)稱(chēng)性知,粒子回到磁場(chǎng)內(nèi)邊界時(shí),速度方向指向圓心,所以軌跡圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角為
粒子從到經(jīng)歷的時(shí)間
粒子在無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)沿直徑運(yùn)動(dòng)一次的時(shí)間
再次進(jìn)入磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后回到內(nèi)邊界,情形與前相似;粒子經(jīng)三次磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后沿方向通過(guò)點(diǎn),軌跡如圖,經(jīng)歷的總時(shí)間
整理得
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一圓柱形茶杯用杯蓋蓋緊,水平放在高溫消毒柜里進(jìn)行高溫消毒。開(kāi)始時(shí)茶杯內(nèi)部封閉氣體的溫度為室內(nèi)溫度℃、壓強(qiáng)為外界大氣壓強(qiáng)cmHg,隨著柜內(nèi)溫度的升高,杯子逐漸漏氣,當(dāng)達(dá)到最高溫度℃時(shí)杯內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)仍然為,消毒完成后,經(jīng)足夠長(zhǎng)時(shí)間,茶杯內(nèi)氣體的溫度降為℃。已知茶杯用杯蓋蓋緊后杯內(nèi)氣體的體積為V,假設(shè)溫度達(dá)到t2后茶杯不再發(fā)生漏氣。求:
(1)消毒后杯內(nèi)氣體的最終壓強(qiáng);
(2)高溫消毒后杯內(nèi)氣體的質(zhì)量與消毒前杯內(nèi)氣體質(zhì)量之比。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,A、B兩小球由繞過(guò)輕質(zhì)定滑輪的細(xì)線(xiàn)相連,A放在固定的光滑斜面上,B、C兩小球在豎直方向上通過(guò)勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連,C放在水平地面上,F(xiàn)用手控制住A,并使細(xì)線(xiàn)剛剛拉直但無(wú)拉力作用,同時(shí)保證滑輪左側(cè)細(xì)線(xiàn)豎直、右側(cè)細(xì)線(xiàn)與斜面平行。已知A的質(zhì)量為4m,B、C的質(zhì)量均為m,重力加速度為g,細(xì)線(xiàn)與滑輪之間的摩擦不計(jì)。開(kāi)始時(shí)整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài);釋放A后,A沿斜面下滑至速度最大時(shí),C恰好離開(kāi)地面,在此過(guò)程中,求:
(1)斜面的傾角α;
(2)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí),細(xì)線(xiàn)中的拉力大小F0;
(3)A沿斜面下滑的速度最大值vm。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,質(zhì)量為的物體自空間點(diǎn)以水平初速度拋出,落在地面上的點(diǎn),其軌跡為一拋物線(xiàn),F(xiàn)仿此拋物線(xiàn)制作一個(gè)光滑滑道并固定在與完全重合的位置上,然后將此物體從點(diǎn)由靜止釋放,受微小擾動(dòng)而沿此滑道滑下,在下滑過(guò)程中物體未脫離滑道。為滑道上一點(diǎn),連線(xiàn)與豎直成45°角,此時(shí)物體的速度是,取,下列說(shuō)法正確的是( )
A.的長(zhǎng)度為
B.物體做平拋運(yùn)動(dòng)的水平初速度為
C.物體沿滑道經(jīng)過(guò)點(diǎn)時(shí)速度的豎直分量為
D.物體做平拋運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)點(diǎn)時(shí)的速度為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,高速公路收費(fèi)站都設(shè)有“ETC”通道(即不停車(chē)收 費(fèi)通道),設(shè)ETC車(chē)道是筆直的,由于有限速,汽車(chē)通過(guò)時(shí)一般是先減速至某一限定速度,然后勻速通過(guò)電子收費(fèi)區(qū),再加速駛離(將減速和加速過(guò)程都看作加速度大小相等的勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng))。設(shè)汽車(chē)開(kāi)始減速的時(shí)刻t=0,下列四幅圖能與汽車(chē)通過(guò)ETC的運(yùn)動(dòng)情況大致吻合的是:
A. B. C. D.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一個(gè)帶正電的微粒,從A點(diǎn)射入水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,微粒沿直線(xiàn)AB運(yùn)動(dòng),如圖所示,AB與電場(chǎng)線(xiàn)夾角θ=30°.已知帶電微粒的質(zhì)量m=1.0×10﹣7kg,電量q=1.0×10﹣10C,A、B相距L=20cm.(取g=10m/s2,結(jié)果要求二位有效數(shù)字)求:
(1)試說(shuō)明微粒在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的性質(zhì),要求說(shuō)明理由。
(2)電場(chǎng)強(qiáng)度大小、方向?
(3)要使微粒從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),微粒射入電場(chǎng)時(shí)的最小速度是多少?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】2019年10月1日,中華人民共和國(guó)成立70周年閱兵在北京隆重舉行,共有45輛東風(fēng)猛士首次在閱兵活動(dòng)中亮相。EQ2050型1.5噸高機(jī)動(dòng)越野車(chē),它機(jī)動(dòng)性、適應(yīng)性、安全性、耐用性十分優(yōu)秀,是我國(guó)自主研發(fā)的多用途,高技術(shù)軍用越野車(chē)。該車(chē)型既能高速行駛于鋪裝路面,又能快速行駛于急造軍路、鄉(xiāng)村土路。若該型車(chē)從靜止開(kāi)始,在水平路面上做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),加速到72km/h大約需要時(shí)間10秒。
(1)該車(chē)此過(guò)程的加速度大?
(2)在加速的這10s內(nèi)的位移大?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,內(nèi)表面光滑絕緣的半徑為的圓形軌道處于豎直平面內(nèi),有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為有一質(zhì)量為、帶負(fù)電的小球,電荷量大小為,小球在圓軌道內(nèi)壁做圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)A時(shí),小球與軌道壓力恰好為零,g取,求:
小球在A點(diǎn)處的速度大。
小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)B時(shí)對(duì)軌道的壓力.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】兩個(gè)同軸(軸線(xiàn)水平)網(wǎng)狀金屬圓筒的截面如圖所示,P的半徑為、Q的半徑為,在P圓筒內(nèi)有沿軸線(xiàn)方向向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為,在P、Q兩圓筒間加恒定電壓U后,P、Q兩圓筒之間有圖示輻射狀的電場(chǎng),A、C是Q圓筒截面水平直徑的端點(diǎn),現(xiàn)將一電子從A點(diǎn)由靜止釋放,電子質(zhì)量為m,電荷量為e,假設(shè)電子不會(huì)與P圓筒的金屬網(wǎng)發(fā)生碰撞。求:
(1)電子進(jìn)入P圓筒時(shí)的速度大;
(2)欲使電子在最短時(shí)間回到A點(diǎn),電壓U的大;
(3)在電壓U符合(2)問(wèn)要求下,仍將電子從A點(diǎn)由靜止釋放,要求電子能夠到達(dá)C點(diǎn),并且在第一次到達(dá)C點(diǎn)之前,電子只能在AC直徑及以下區(qū)域運(yùn)動(dòng),需將P圓筒內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)?/span>,請(qǐng)你推導(dǎo)應(yīng)滿(mǎn)足的表達(dá)式。
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