【題目】如圖所示,在真空中xOy平面的第一象限內(nèi),分布有沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng),第二、三象限內(nèi)分布有垂直紙面向里且磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場,第四象限內(nèi)分布有垂直紙面向里且磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場。在x軸上有一個垂直于y軸的平板OM,平板上開有一個小孔P,在y軸負(fù)方向上距O點為的粒子源S可以向第四象限平面內(nèi)各個方向發(fā)射粒子,且。設(shè)發(fā)射的粒子速度大小v均為,除了垂直x軸通過P點的粒子可以進(jìn)入電場,其余打到平板上的粒子均被吸收。已知粒子的比荷為,重力不計,試問:
(1)P點距O點的距離為多少?
(2)粒子經(jīng)過P點第一次進(jìn)入電場,運動后到達(dá)y軸的位置與O點的距離為多少?
(3)要使離開電場的粒子能回到粒子源S處,磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)為多大?
【答案】(1) (2) (3)
【解析】【分析】由洛侖茲力提供向心力,從而得到在和四象限做勻速圓周運動的軌道半徑,求出P點距O點的距離,從P點進(jìn)入電場的粒子做類平拋運動,由類平拋運動相應(yīng)規(guī)律就能求出類平拋運動的勻速位移;粒子離開電場后進(jìn)入B2磁場做勻速圓周運動,先求出離開電場磁場的速度方向,當(dāng)再次回到y軸時根據(jù)圓周運動的對稱性與y軸的夾角相等,但要注意的是可以是直接回到S點,也可能是在B1中偏轉(zhuǎn)后回到S處,所以要分兩種情況進(jìn)行考慮.由出發(fā)點和S點的距離求出做圓周運動的半徑,再由洛侖茲力提供向心力從而求出B2.
解:(1)粒子從S射出經(jīng)過磁場后,能從P點垂直x軸通過的運動軌跡如圖甲所示,由公式可知,
粒子的軌道半徑,
由幾何關(guān)系可知: ,則,
由此可知點距O點的距離;
(2)
粒子進(jìn)入電場后做類平拋運動,
x軸方向位移為: ,
y軸方向位移為: ,
加速度為: ,
則粒子到達(dá)y軸位置與O點的距離為: ;
(3)
設(shè)粒子在y軸射出電場的位置到粒子源S的距離為H,則,
設(shè)粒子在y軸射出電場的速度方向與y軸正方向夾角為,
由,可知: ,
則粒子射入磁場的速度大小,
粒子能回到粒子源S處可分以下兩種情況處理:
粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后直接回到粒子源S處,如圖乙所示。
設(shè)粒子在磁場中做圓周運動的半徑為R,由幾何關(guān)系可知, ,
則,
由公式,得到;
②粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后進(jìn)入磁場偏轉(zhuǎn)再回到離子源S處,如圖丙所示。
則粒子進(jìn)入磁場的偏轉(zhuǎn)半徑,
由幾何關(guān)系可知, ,
則,
由公式,
得到
【題型】解答題
【結(jié)束】
13
【題目】(1)下列說法正確的是_________。(填正確答案標(biāo)號。選對1個得2分,選對2個得4分,選對3個得5分。每選錯1個扣3分,最低得分為0分)
A.當(dāng)分子間的引力和斥力平衡時,分子勢能最小
B.兩個分子間距離減小時,它們之間的分子勢能一定減小
C.溫度總是從分子平均動能大的物體向分子平均動能小的物體轉(zhuǎn)移
D.一定量的水蒸發(fā)為同溫度的水蒸氣,吸收的熱量大于其增加的內(nèi)能
E.干濕泡溫度計的干泡與濕泡的示數(shù)差越小,則相對濕度越大,人感覺潮濕
【答案】ADE
【解析】A、當(dāng)分子間的引力和斥力平衡時,分子力最小,如果要分子間距再變化,則要克服分子力做功,故分子勢能要變大,故平衡位置的分子勢能最小,故A正確;
B、當(dāng)分子間的距離小于平衡距離,分子力是斥力,間距增大分子力做正功,分子勢能減小,當(dāng)分子間的距離大于平衡距離,分子力是引力,間距增大分子力做負(fù)功,分子勢能增大,故B錯誤;
C、熱量總是從溫度高的物體傳給溫度低的物體,而溫度是分子平均動能的標(biāo)志,溫度越高,分子平均動能越大,所以熱量總是從分子平均動能大的物體傳給分子平均運能小的物體,故C錯誤;
D、根據(jù)能量守恒定律,一定量的水蒸發(fā)為同溫度的水蒸氣,吸收的熱量等于其增加的內(nèi)能,故D正確;
E、干泡溫度計和濕泡溫度計組成,由于蒸發(fā)吸熱,濕泡所示的溫度小于干泡所示的溫度.干濕泡溫度計溫差的大小與空氣濕度有關(guān),溫度相差越小,說明相對濕度越大,人感覺潮濕,故E正確;
故選ADE。
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量為 m 的木塊靜止地放在半徑為 R 的半球體上,半球體與木塊均處于靜止?fàn)顟B(tài),已知木塊與半球體間的動摩擦因數(shù)為 μ,木塊與球心的連線與水平地面的夾角為 θ,則下列說法正確的是
A. 地面對半球體的摩擦力方向水平向左
B. 木塊對半球體的壓力大小為 mg cosθ
C. 木塊所受摩擦力大小為mg cosθ
D. 木塊所受摩擦力大小為 μmg cosθ
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在同一平面內(nèi)邊長均為l的正方形區(qū)域abcd和cdef中.分別存在平行于ab方向的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場.質(zhì)量為m電荷量為q的帶電粒子,以速度υ0沿ad方向從a點射入電場,并從dc邊的中點O射出,不計重力.
(1)求電場強(qiáng)度的大;
(2)若粒子垂直于ef邊界射出磁場,求它在電、磁場中運動的總時間;
(3)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小在什么范圍內(nèi)時,粒子才能從de邊界射出磁場?
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【題目】如右圖所示.一束截面為圓形,半徑R=0.2m的平行光垂直射向一玻璃半球的平面.經(jīng)折射后在屏幕S上形成一個圓形亮區(qū).已知玻璃半球的半徑為R=0.2m.屏幕S至球心的距離為m.不考慮光的干涉和衍射,試問:
(1)若入射光是白光,在屏幕S上形成的圓形亮區(qū)的最外側(cè)是什么顏色
(2)若入射光是紫光,玻璃半球?qū)ψ瞎獾恼凵渎蕿?/span>.求屏幕上圓形亮區(qū)的面積。
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【題目】如圖所示,半徑為R的豎直光滑圓軌道與光滑水平面相切,質(zhì)量均為m的小球A、B與輕桿連接,置于圓軌道上,A與圓心O等高,B位于O的正下方,它們由靜止釋放,最終在水平面上運動。下列說法正確的是( )
A. 下滑過程中A的機(jī)械能守恒
B. 當(dāng)A滑到圓軌道最低點時,軌道對A的支持力大小為2mg
C. 下滑過程中重力對A做功的功率一直增加
D. 整個過程中輕桿對B做的功為
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【題目】人在平地上靜止站立時,受到的支持力等于人的重力。做原地縱跳時,在快速下蹲后立即蹬伸的過程中,人受到的地面支持力會發(fā)生變化(如圖,G為重力,F為支持力)。下列曲線能正確反映從下蹲開始到離地過程中地面支持力變化的是( )
A. B. C. D.
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【題目】如圖,固定的粗糙直桿ABC與水平地面成θ=37°角,其中AB長度S1=2m,是BC長度的2倍。質(zhì)量m=1kg的小環(huán)套在直桿上,在與直桿成θ角的恒力F作用下,環(huán)與直桿的下表面發(fā)生擠壓形變,環(huán)與桿之間的μ=0.5。環(huán)從桿的底端由靜止開始運動,當(dāng)小環(huán)到達(dá)B時撤去F,恰能運動到C(不計空氣阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)。
(1)求小環(huán)在BC段運動的加速度a及B點的速度大小vB;
(2)作出AB段運動時小環(huán)的受力圖,并求出F的大;
(3)若在桿上不同位置撤去外力F,則小環(huán)飛離軌道后,落地時動能的范圍是多大? (以地面為零勢能面)
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【題目】如圖所示,矩形線圈abcd與理想變壓器原線圈組成閉合電路,線圈在有界勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的bc邊勻速轉(zhuǎn)動,磁場只分布在bc邊的左側(cè),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,線圈面積為S,轉(zhuǎn)動角速度為ω,匝數(shù)為N,線圈電阻不計.下列說法正確的是
A. 將原線圈抽頭P向上滑動時,燈泡變亮
B. 線圈abcd轉(zhuǎn)動加速時,燈泡亮度變暗
C. 圖示位置時,矩形線圈中電流最大
D. 若線圈abcd轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)?/span>2ω,則變壓器原線圈電壓的有效值為NBSω
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【題目】如圖所示,質(zhì)量為M的斜面體放在水平面上,質(zhì)量為m的滑塊沿斜面向下運動,斜面體始終保持靜止?fàn)顟B(tài),下列說法中正確的是
A. 若滑塊勻速向下運動,滑塊對斜面的摩擦力沿斜面向上
B. 若滑塊在勻速向下運動時,給滑塊施加一豎直向下的力,滑塊將加速沿斜面向下運動
C. 若滑塊加速向下運動,地面給斜面的支持力大于(M+m)g
D. 若在滑塊加速向下運動時,給滑塊沿斜面向下的恒力F,地面對斜面的摩擦力保持不變
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