【題目】如圖所示,在坐標系xOy的第一象限內(nèi)虛線OC的上方存在垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B0,第四象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強度大小未知、方向垂直紙面向里的勻強磁場,第三象限內(nèi)存在沿y軸負方向的勻強電場,在x軸負半軸上有一接收屏GD,GD=2OD=2d.現(xiàn)有一帶電粒子(不計重力)從y軸上的A點,以初速度v0水平向右垂直射入勻強磁場,恰好垂直OC射出,并從x軸上的P點(未畫出)進入第四象限內(nèi)的勻強磁場,粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后又垂直y軸進入勻強電場并被接收屏接收,已知OC與x軸的夾角為37°,OA=,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)粒子的帶電性質(zhì)及比荷;
(2)第四象限內(nèi)勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大;
(3)第三象限內(nèi)勻強電場的電場強度E的大小范圍.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】(1)粒子運動軌跡如圖所示,由左手定則可知粒子帶負電。
由圖知粒子在第一象限內(nèi)運動的軌道半徑R=d
由洛倫茲力提供向心力得Bqv0=m
聯(lián)立得
(2)由圖知OP=d,所以粒子在第四象限內(nèi)做圓周運動的半徑為
同理B′qv0=,聯(lián)立得B′=
(3)粒子在勻強電場中做類平拋運動,由圖知OQ=r+rsin 37°=2d
當電場強度E較大時,粒子擊中D點,由類平拋運動規(guī)律知
=v0t
聯(lián)立得Emax=
當電場強度E較小時,粒子擊中G點,由類平拋運動規(guī)律知
=v0t
聯(lián)立得Emin=
所以
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【題目】在如圖所示的電路中,電動勢為E、內(nèi)電阻為r,R1、R2為定值電阻,R3為滑動變阻器。讓R3的滑動頭P向下滑動到某位置,電壓表V和V1的示數(shù)變化分別為ΔU和ΔU1,電流表A的示數(shù)變化ΔI,則下列說法正確的是
A. 電壓表V1和電流表A1的示數(shù)均變大
B. 電壓表V和電流表A的示數(shù)均變小
C. 的絕對值一定大于
D. 電源的輸出功率一定增加
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【題目】某實驗小組用如圖所示的裝置探究質(zhì)量一定時加速度與力的關(guān)系。用鐵架臺將兩塊固定有定滑輪的木板架起,木板的右端固定了兩個打點計時器,將兩個質(zhì)量相等的小車A、B放置在木板右端,用細線繞過滑輪組后與兩小車相連。兩條紙帶穿過打點計時器后分別與小車連接在一起。將兩個打點計時器接在同一個電源上,確保可將它們同時打開或關(guān)閉。實驗時,甲同學將兩小車按住,乙同學先在動滑輪下方掛上一個鉤碼,再接通電源使打點計時器開始工作。打點穩(wěn)定后,甲將兩輛小車同時釋放。在小車撞到定滑輪前,乙斷開電源,兩打點計時器同時停止工作。取下兩條紙帶,通過分析處理紙帶記錄的信息,可以求出兩小車的加速度,進而完成實驗。
請回答以下問題:
(1)下圖為小車A后面的紙帶,紙帶上的0、1、2、3、4、5、6為每隔4個打印點選取的計數(shù)點,相鄰兩計數(shù)點間的距離如圖中標注,單位為cm。打點計時器所用電源的頻率為50Hz,則小車A的加速度a1= m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。同樣測出車B的加速度a2,若a1∶a2近似等于 ,就可說明質(zhì)量一定的情況下,物體的加速度與其質(zhì)量成正比。
(2)丙同學提出,不需測出兩小車加速度的數(shù)值,只量出兩條紙帶上從第一個打印點到最后一個打印點間的距離x1、x2,也能完成實驗探究。他的驗證方法是 ,理由是 。
(3)下列操作中,對減少實驗誤差有益的是
A.換用質(zhì)量大一些的鉤碼
B.換用質(zhì)量大一些的小車
C.調(diào)整定滑輪的高度,使牽引小車的細線與木板平行
D.平衡小車運動時受到的摩擦力時,將細線與小車連接起來
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【題目】速度相同的一束粒子(不計重力)經(jīng)速度選擇器射入質(zhì)譜儀后的運動軌跡如右圖所示,則下列相關(guān)說法中正確的是( )
A. 該束帶電粒子帶正電
B. 能通過狹縫S0的帶電粒子的速率等于
C. 速度選擇器的P1極板帶負電
D. 若粒子在磁場中運動半徑越大,則該粒子的比荷越小
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【題目】某同學利用打點計時器和氣墊導軌做驗證動量守恒定律的實驗,氣墊導軌裝置如下圖甲所示,所用的氣墊導軌裝置由導軌、滑塊、彈射架等組成.在空腔導軌的兩個工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔,向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通入壓縮空氣,空氣會從小孔中噴出,使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導軌上,這樣就大大減小了因滑塊和導軌之間的摩擦而引起的誤差.
下面是實驗的主要步驟:
①安裝好氣墊導軌,調(diào)節(jié)氣墊導軌的調(diào)節(jié)旋鈕,使導軌水平;
②向氣墊導軌通入壓縮空氣;
③把打點計時器固定在緊靠氣墊導軌左端彈射架的外側(cè),將紙帶穿過打點計時器和彈射架并固定在滑塊1的左端,調(diào)節(jié)打點計時器的高度,直至滑塊拖著紙帶移動時,紙帶始終在水平方向;
④使滑塊1擠壓導軌左端彈射架上的橡皮繩;
⑤把滑塊2放在氣墊導軌的中間;已知碰后兩滑塊一起運動;
⑥先接通電源,后放開滑塊1.讓滑塊帶動紙帶一起運動;
⑦取下紙帶,重復步驟④⑤⑥,選出較理想的紙帶如圖乙所示;
⑧測得滑塊1(包括撞針)的質(zhì)量為310 g,滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為205 g.
(1)已知打點計時器每隔0.02 s打一個點,計算可知兩滑塊相互作用前質(zhì)量與速度的乘積之和為_________kg·m/s;兩滑塊相互作用以后質(zhì)量與速度的乘積之和為________kg·m/s.(保留3位有效數(shù)字)
(2)試說明(1)問中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是_______________________
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【題目】如圖所示,有一個截面是半徑為R的1/4圓形玻璃磚,當一束光從D處垂直于半徑OB射人時恰能在弧面上發(fā)生全反射,此時OD =R。現(xiàn)改變?nèi)肷涔獾姆较蚴怪c直線0C平行,在O點上方平行于OC射向OA邊,當人射光線與OC的距離OE= R時,經(jīng)玻璃磚作用后投射到右側(cè)的光屏MN上形成亮點,已知∠AOC=300,光屏距離玻璃磚上C點的距離為R,試求:
(1)玻璃磚的折射率;(2)光屏上的亮點到OC的垂直距離.
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【題目】如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一個半徑為R的圓弧軌道。半徑OA水平、OB豎直,一個質(zhì)量為m的小球自A正上方P點由靜止開始自由下落,小球沿軌道達到最高點B時恰好對軌道沒有壓力,已知AP=2R,重力加速度為g,則小球從P到B的運動過程中
A. 重力做功2mgR B. 合外力做功mgR
C. 克服摩擦力力做功 D. 機械能減少mgR
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【題目】如圖所示,水平虛線X下方區(qū)域分布著方向水平、垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,整個空間存在勻強電場(圖中未畫出).質(zhì)量為m,電荷量為+q的小球P靜止于虛線X上方A點,在某一瞬間受到方向豎直向下、大小為I的沖量作用而做勻速直線運動.在A點右下方的磁場中有定點O,長為l的絕緣輕繩一端固定于O點,另一端連接不帶電的質(zhì)量同為m的小球Q,自然下垂.保持輕繩伸直,向右拉起Q,直到繩與豎直方向有一小于5°的夾角,在P開始運動的同時自由釋放Q,Q到達O點正下方W點時速率為v0.P、Q兩小球在W點發(fā)生正碰,碰后電場、磁場消失,兩小球粘在一起運動.P、Q兩小球均視為質(zhì)點,P小球的電荷量保持不變,繩不可伸長,不計空氣阻力,重力加速度為g.
(1)求勻強電場場強E的大小和P進入磁場時的速率v;
(2)若繩能承受的最大拉力為F,要使繩不斷,F至少為多大?
(3)求A點距虛線X的距離s.
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【題目】如圖所示,從豎直面上大圓的最高點A,引出兩條不同的光滑軌道AB和AC,端點都在大圓上.相同物體由靜止開始,從A點分別沿兩條軌道滑到底端,則下列說法中正確的是
A. 物體到達底端的速度大小都相等
B. 物體重力的沖量都相同
C. 物體沿AB運動所用的時間小于沿AC運動所用的時間
D. 物體動量的變化率都相同
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