【題目】如圖為近代物理實驗室中研究帶電粒子的一種裝置。帶正電的粒子從容器A下方的小孔S不斷飄入電壓為U的加速電場,經(jīng)過S正下方的小孔O后,沿SO方向垂直進入磁感應(yīng)強度為B、方向垂直紙面向外的勻強磁場中,最后打在相機底片D上并被吸收。已知D與O在同一平面內(nèi),粒子在D上的落點到O的距離為x,不考慮粒子重力和粒子在小孔S處的速度。
(1)求粒子的比荷;
(2)由于粒子間存在相互作用,從O進入磁場的粒子在紙面內(nèi)將發(fā)生不同程度的微小偏轉(zhuǎn),其方向與豎直方向的最大偏角為α,若粒子速度大小相同,求粒子在D上的落點到O的距離最大值和最小值;
(3)實際上,加速電場的電壓也會發(fā)生微小變化(設(shè)電壓變化范圍為U±ΔU),從而導(dǎo)致進入磁場的粒子的速度大小也有所不同,F(xiàn)從容器A中飄入的粒子電荷量相同但質(zhì)量分別為m1、m2 (m1>m2),最終均能打在D上,若要使這兩種粒子的落點區(qū)域不重疊,則ΔU應(yīng)滿足什么條件?(粒子進入磁場時的速度方向與豎直方向的最大偏角仍為α)
【答案】(1) (2)最大值 最小值 (3)
【解析】(1)沿SO方向垂直進入磁場的粒子,最后打在照相底片D的粒子;
粒子經(jīng)過加速電場:qU=mv2
洛倫茲力提供向心力:qvB=m
落點到O的距離等于圓運動直徑:x=2R
所以粒子的比荷為:
(2)粒子在磁場中圓運動半徑
由圖象可知:粒子左偏θ角(軌跡圓心為O1)或右偏θ角(軌跡圓心為O2)
落點到O的距離相等,均為L=2Rcosθ
故落點到O的距離
最大:Lmax=2R=x
最。Lmin=2Rcosα=xcosα
(3)①考慮同種粒子的落點到O的距離;
當(dāng)加速電壓為U+△U、偏角θ=0時,距離最大,
Lmax=2Rmax=
當(dāng)加速電壓為U-△U、偏角θ=α時,距離最小
Lmin=2Rmincosα=
cosα
②考慮質(zhì)量不同但電荷量相同的兩種粒子
由R=和m1>m2,知:R1>R2
要使落點區(qū)域不重疊,則應(yīng)滿足:L1min>L2max
cosα>
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【題目】我國某同步衛(wèi)星在發(fā)射過程中經(jīng)過四次變軌進入同步軌道.如圖為第四次變軌的示意圖,衛(wèi)星先沿橢圓軌道Ⅰ飛行,后在遠地點P處實現(xiàn)變軌,由橢圓軌道Ⅰ進入同步軌道Ⅱ,則該衛(wèi)星( )
A. 在軌道Ⅱ上的周期比地球自轉(zhuǎn)周期大
B. 在軌道Ⅱ上的加速度比在軌道Ⅰ上任意一點的加速度大
C. 在軌道Ⅰ上經(jīng)過P點的速度比在軌道Ⅱ上經(jīng)過P點的速度小
D. 在軌道Ⅱ上的速度比在軌道Ⅰ上任意一點的速度大
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【題目】如圖甲是某景點的山坡滑道圖片,技術(shù)人員通過測量繪制出如圖乙所示的示意圖。 AC 是滑道的豎 直高度,D 點是 AC 豎直線上的一點,且有 AD=DE=20 m,滑道 AE 可視為光滑,滑行者從坡頂 A 點 由靜止開始沿滑道 AE 向下做直線滑動,則滑行者在滑道 AE上滑行的時間為( )
A. s
B. 2 s
C. s
D. 2s
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【題目】電動自行車是生活中重要的交通工 具,某品牌電動自行車的銘牌如下:當(dāng)蓄電池充滿電量后,根 據(jù)此銘牌中相關(guān)數(shù)據(jù),下列說法不正確的是
A. 該車的額定時速約為 20km/h
B. 該車的額定功率約為4.32×102W
C. 該車約能行駛 2.4h
D. 該車一次充滿電所儲存的電能約為1.56×106J
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【題目】(1)某次做實驗的時候,實驗員準(zhǔn)備了以下器材,用以下器材可以做下列哪些實驗____________
A.探究小車速度隨時間變化規(guī)律
B.探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系
C.探究求合力的方法
D.探究做功與速度變化的關(guān)系
(2)在驗證機械能守恒實驗時,提供了鐵架臺、夾子、導(dǎo)線、紙帶等器材。為完成此實驗,除 了所給的器材,從下圖還必須選取的實驗器材是________,可選擇的實驗器材是___________。(填字母代號)
A.B.C.D.E.F.G.
(3)下列方法有助于減小實驗誤差的是__________________
A.在重錘的正下方地面鋪海綿
B.必須從紙帶上第一個點開始計算驗證機械能是否守恒
C.重復(fù)多次實驗,重物必須從同一位置開始下落
D.重物的密度盡量大一些。
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【題目】在“研究勻變速直線運動”的實驗中,某同學(xué)選出了一條清晰的紙帶研究,如圖示每個計數(shù)點間有四個點還沒有畫出。其中打點計時器電源頻率為50Hz。其中S1=7.05cm,S2=7.68cm,S3=8.33cm,S4=8.95cm,S5=9.61cm,S6=10.26cm,
(1)紙帶中相鄰兩個計數(shù)的時間間隔是__________s;
(2)打點計時器打下A點時小車的瞬時速度為______m/s,小車的加速度為_______m/s2(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)。
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【題目】質(zhì)量為m=0.02 kg的通電細桿ab置于傾角為θ=37°的平行放置的導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌的寬度d=0.2 m,桿ab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.4,磁感應(yīng)強度B=2 T 的勻強磁場與導(dǎo)軌平面垂直且方向向下,如圖所示.現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動變阻器的觸頭,試求出為使桿ab靜止不動,通過ab桿的電流范圍為多少?
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【題目】如圖所示,細繩跨過定滑輪懸掛兩物體M和m,且M>m,不計摩擦,系統(tǒng)由靜止開始運動的過程中( )
A. M、m各自的機械能分別守恒
B. M減少的機械能大于m增加的機械能
C. M減少的重力勢能等于m增加的重力勢能
D. M和m組成的系統(tǒng)機械能守恒
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【題目】汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛,發(fā)動機功率為P快進入市區(qū)時,司機減小了油門,使汽車的功率立即減小一半并保持該功率繼續(xù)行駛.下面四個圖象中,哪個圖象正確表示了從司機減小油門開始,汽車的速度與時間的關(guān)系( )
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