【題目】如圖所示,A、B間存在與豎直方向成45°斜向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E1,B、C間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2,A、B的間距為1.25 m,B、C的間距為3 m,C為熒光屏.一質(zhì)量m=1.0×10-3 kg,電荷量q=+1.0×10-2 C的帶電粒子由a點(diǎn)靜止釋放,恰好沿水平方向經(jīng)過b點(diǎn)到達(dá)熒光屏上的O點(diǎn).若在B、C間再加方向垂直于紙面向外且大小B=0.1 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),粒子經(jīng)b點(diǎn)偏轉(zhuǎn)到達(dá)熒光屏的O′點(diǎn)(圖中未畫出).取g=10 m/s2.求:
(1)E1的大。
(2)加上磁場(chǎng)后,粒子由b點(diǎn)到O′點(diǎn)電勢(shì)能的變化量及偏轉(zhuǎn)角度.
【答案】(1)E1= N/C=1.4 N/C
(2)電勢(shì)能增加了1.0×10-2 J,粒子偏轉(zhuǎn)角度為37°
【解析】由平衡條件可以求出電場(chǎng)強(qiáng)度;根據(jù)動(dòng)能定理,可求出粒子經(jīng)b點(diǎn)的速度,再由平衡狀態(tài),與牛頓第二定律,及幾何關(guān)系可確定電勢(shì)能變化量.
(1)粒子在A、B間做勻加速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向受力平衡,則有
qE1cos45°=mg
解得E1= N/C=1.4 N/C
(2)粒子從a到b的過程中,由動(dòng)能定理,得
qE1dABsin45°=mv-0
解得vb=5 m/s
加磁場(chǎng)前粒子在B、C間必做勻速直線運(yùn)動(dòng),則有qE2=mg
加磁場(chǎng)后粒子在B、C間必做勻速圓周運(yùn)動(dòng),如圖所示,
由牛頓第二定律,得qvbB=m
解得R=5 m
設(shè)偏轉(zhuǎn)距離為y,由幾何知識(shí),得
R2=d+(R-y)2,
代入數(shù)據(jù)得y=1.0 m
粒子在B、C間運(yùn)動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力做的功為
W=-qE2y=-mgy=-1.0×10-2 J
由功能關(guān)系知,粒子的電勢(shì)能增加了1.0×10-2 J
偏轉(zhuǎn)角度為37°
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)利用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律。在氣墊導(dǎo)軌上安裝了兩光電門1、2,滑塊上固定一遮光條,滑塊用細(xì)線繞過定滑輪與鉤碼相連.
①實(shí)驗(yàn)時(shí)要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平.不掛鉤碼和細(xì)線,接通氣源,釋放滑塊,如果滑塊_______________則表示氣墊導(dǎo)軌已調(diào)整至水平狀態(tài).
②不掛鉤碼和細(xì)線,接通氣源,滑塊從軌道右端向左運(yùn)動(dòng)的過程中,發(fā)現(xiàn)滑塊通過光電門1的時(shí)間小于通過光電門2的時(shí)間.實(shí)施下列措施能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)調(diào)整目標(biāo)的是______
A.調(diào)節(jié)P使軌道左端升高一些
B.調(diào)節(jié)Q使軌道右端降低一些
C.遮光條的寬度應(yīng)適當(dāng)大一些
D.滑塊的質(zhì)量增大一些
③實(shí)驗(yàn)時(shí),測(cè)出光電門1、2間的距離L,遮光條的寬度d,滑塊和遮光條的總質(zhì)量M,鉤碼質(zhì)量m.由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門1、2的時(shí)間t1、t2,則系統(tǒng)機(jī)械能守恒成立的表達(dá)式是_________________________________________
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,有一臺(tái)交流發(fā)電機(jī)E,通過理想升壓變壓器T1和理想降壓變壓器T2向遠(yuǎn)處用戶供電,輸電線的總電阻為R.T1的輸入電壓和輸入功率分別為U1和P1,它的輸出電壓和輸出功率分別為U2和P2;T2的輸入電壓和輸入功率分別為U3和P3,它的輸出電壓和輸出功率分別為U4和P4.設(shè)T1的輸入電壓U1一定,當(dāng)用戶消耗的電功率變大時(shí),有( )
A.U2減小,U4變大
B.U2不變,U3變小
C.P1變小,P2變小
D.P2變大,P3變大
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】航空母艦上的飛機(jī)跑道長(zhǎng)度有限。飛機(jī)回艦時(shí),機(jī)尾有一個(gè)鉤爪,能鉤住艦上的一根彈性鋼索,利用彈性鋼索的彈力使飛機(jī)很快減速。若飛機(jī)的質(zhì)量為M =4.0×103kg,回艦時(shí)的速度為v =160m/s,在t =2.0s內(nèi)速度減為零。飛機(jī)與甲板間的摩擦阻力大小等于飛機(jī)重力的μ倍,μ=0.5 。求:
(1)飛機(jī)回艦時(shí)在艦上減速的加速度大。僭O(shè)飛機(jī)做勻減速運(yùn)動(dòng));
(2)彈性鋼索對(duì)飛機(jī)的平均拉力F的大小(g取10m/s2)。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)中,有少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn),其原因是
A. 原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核上
B. 正電荷在原子中是均勻分布的
C. 原子中存在帶負(fù)電的電子
D. 原子只能處在一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,兩個(gè)圓形光滑細(xì)管在豎直平面內(nèi)交疊,組成“8”字形通道,在“8”字形通道底端B處連接一內(nèi)徑相同的粗糙水平直管AB.已知E處距地面的高度h=3.2m,一質(zhì)量m=1kg的小球a從A點(diǎn)以速度v0=12m/s的速度向右進(jìn)入直管道,到達(dá)B點(diǎn)后沿“8”字形軌道向上運(yùn)動(dòng),到達(dá)D點(diǎn)時(shí)恰好與軌道無作用力,直接進(jìn)入DE管(DE管光滑),并與原來靜止于E處的質(zhì)量為M=4kg的小球b發(fā)生正碰(a、b均可視為質(zhì)點(diǎn)).已知碰撞后a球沿原路返回,速度大小為碰撞前速度大小的,而b球從E點(diǎn)水平拋出,其水平射程s=0.8m.(g=10m/s2)
(1)求碰后b球的速度大。
(2)求“8”字形管道上下兩圓的半徑r和R;
(3)若小球a在管道AB中運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力為定值,請(qǐng)判斷a球返回到BA管道時(shí),能否從A端穿出?
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【題目】用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源,輸出電壓有交流電和直流電兩種。重錘從高處由靜止開始下落,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在重錘拖著的紙帶上打出一系列的點(diǎn),對(duì)圖中紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。
(1)下列幾個(gè)操作步驟中:
A.按照?qǐng)D示,安裝好實(shí)驗(yàn)裝置;
B.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的“交流輸出”上;
C.用天平測(cè)出重錘的質(zhì)量;
D.先釋放重錘,后接通電源,紙帶隨著重錘運(yùn)動(dòng),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn);
E.測(cè)量紙帶上某些點(diǎn)間的距離;
F.根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過程中減少的重力勢(shì)是否等于增加的動(dòng)能。
沒有必要的是 ,操作錯(cuò)誤的是 。(填步驟前相應(yīng)的字母)
(2)實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖所示,其中0為第一個(gè)點(diǎn),A、B、C為另外3個(gè)連續(xù)點(diǎn),若使用的重錘質(zhì)量為m=0.1kg,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>g=9.8m/s2,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一次點(diǎn),根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可知,紙帶的 端(填“左”或“右”)與重物相連.重物由0點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),重力勢(shì)能減少量△EP= _________J;動(dòng)能增加量_________J,產(chǎn)生誤差的主要原因是___________________.
(結(jié)果保留三位有效數(shù)字,圖中長(zhǎng)度單位:cm)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】x軸上O點(diǎn)右側(cè)各點(diǎn)的電場(chǎng)方向與x軸方向一致,O點(diǎn)左側(cè)各點(diǎn)的電場(chǎng)方向與x軸方向相反,若規(guī)定向右的方向?yàn)檎较颍瑇軸上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x變化的圖像如圖所示,該圖像關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱,x1和-x1為x軸上的兩點(diǎn).下列說法正確的是( )
A.O點(diǎn)的電勢(shì)最低
B.x1和-x1兩點(diǎn)的電勢(shì)相等
C.電子在x1處的電勢(shì)能大于在-x1處的電勢(shì)能
D.電子從x1處由靜止釋放后,若向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng),則到達(dá)O點(diǎn)時(shí)速度最大
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