【題目】如圖所示,在坐標系xOy的第一象限內存在垂直紙面向外的勻強磁場Ⅰ,第三象限存在垂直紙面向外、磁感應強度大小為B0的勻強磁場Ⅱ,第二象限內存在沿x軸正方向的勻強電場,第四象限內存在沿y軸正方向的勻強電場,且第二象限和第四象限內的電場強度大小相等。一質量為m、電荷量為+q的粒子,從y軸上的A點(0,-R)沿x軸負方向射入第三象限,隨后從C點垂直于x軸進入第二象限,然后從y軸上D點沿與y軸成45°角的方向離開電場,在磁場Ⅰ中運動一段時間后,從x軸上F點進入第四象限,恰好又能從A點垂直y軸射入磁場Ⅱ,以后做周期性運動。不計粒子重力,求:
(1)電場強度E的大;
(2)磁場Ⅰ的磁感應強度B1的大小;
(3)粒子的運動周期T。
【答案】(1) (2)B1=B0 (3)
【解析】
結合運動學公式及電場、磁場方面的內容可以把答案求解出來
(1)根據題意可知,帶電粒子在第三象限做半徑為R的勻速圓周運動。
由
可得
在第二象限的電場中,粒子沿電場方向做勻加速直線運動,有
粒子的加速度大小
由于粒子從D點射出時與y軸的夾角為45°,所以有
綜合以上解得
(2)粒子進入磁場Ⅰ時的速度大小為
OD間的距離大小為
根據運動軌跡可知,粒子在磁場Ⅰ中做半徑為的勻速圓周運動,然后從F點射出時速度方向與x軸負方向的夾角大小也為45°
根據
聯(lián)立以上可解得
B1=B0
(3)粒子在磁場Ⅱ中做周期的圓周運動,所以運動時間
在磁場Ⅰ做周期的圓周運動,所以運動時間
由于粒子從x軸上的F點進入第四象限,恰好乂能從A點垂直y軸射入磁場Ⅱ,因此可知粒子在兩個電場中的運動時間相同,均為
故粒子運動的周期為
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【題目】兩質點A、B從同一地點、同時開始運動的v-t圖象如圖所示,下列說法正確的是
A.A質點一直做勻加速運動;B質點先加速后減速,B質點8 s末速度為零
B.A、B兩質點在4 s末相遇
C.在0~4s內,A在B前面運動,且兩質點間的距離越來越大
D.在4s~8 s內,A質點的位移小于B質點的位移
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【題目】在勻強磁場中,一個靜止的原子核發(fā)生了一次α衰變,生成新的原子核Th,新原子核Th和α粒子的運動方向與磁場垂直。若不計衰變后粒子間的作用力,關于新原子核Th和α粒子在磁場中的運動,下列說法正確的是( )
A.運動的速率之比為2 :119
B.運動的半徑之比為2 :117
C.運動的周期之比為2 :117
D.衰變過程中發(fā)生了質量虧損
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【題目】一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,t=0時刻的波形圖如圖所示,已知此時A質點偏離平衡位置的位移為30 cm,B質點剛要開始振動,質點振動的周期T=0.4 s。下列說法正確的是( )
A.此時質點B將沿y軸負方向運動
B.波的傳播速度為10 m/s
C.質點A的振動方程表達式為
D.質點A再次回到平衡位置的時刻是
E.從質點A開始振動到質點B開始振動經歷的時間為s
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【題目】一列簡諧橫波某時刻的波形如圖甲所示,從該時刻開始計時,圖中質點A的振動圖象如圖乙所示.則下列說法中錯誤的是( 。
A.這列波的波速是25m/s
B.這列波沿x軸負方向傳播
C.質點A在任意的1s內所通過的路程都是0.4m
D.若此波遇到另一列波并發(fā)生穩(wěn)定干涉現象,則另一列波的頻率為1.25Hz
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【題目】如圖所示,內壁光滑的氣缸固定在水平地面上,活塞的質量為m=1kg、面積為S=10 cm2,一勁度系數為k=200 N/m的彈簧一端連接在活塞下表面的中心,另一端連接在地面上水平放置的力傳感器上,彈簧處于豎直狀態(tài)。已知活塞上方被封閉的理想氣體壓強為p1=8×104Pa,長度為L=15cm,溫度為T=300 K,活塞下方的氣體和外界大氣是連通的,外界大氣壓強p0=1.0×105Pa,重力加速度g取10 m/s2。
(1)求彈簧的形變量;
(2)通過給電阻絲通電,緩慢升高封閉氣體的溫度,當傳感器的示數大小和未加熱氣體時的示數大小相同時,求此時封閉氣體的溫度。
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【題目】如圖所示,O點為簡諧橫波的波源.振幅為5 cm的波從O點分別沿x軸向正方向和負方向傳播,Oa=3 m,Ob=4 m,Oc=6 m.t=0時,波源O由平衡位置開始豎直向下振動;t=6s時,質點a第一次到達最高點,同時質點c剛好開始振動.則下列說法中正確的是
A.該波的周期為4 s
B.0~10 s內,質點b走過的路程是0.3 m
C.該波的波速為0.75 m/s
D.t =6 s時質點b經過平衡位置向上運動
E.當質點c向下運動時,質點a一定向上運動
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【題目】如圖所示,重物通過滑輪牽引小車,使它在長木板上運動,打點計時器在紙帶上記錄小車的運動情況,利用該裝置可以完成“探究動能定理”的實驗,重物質量m,小車質量M已通過實驗測得。
(1)打點計時器使用的電源是________(填選項前的字母)。
A.交流電源B.直流電源
(2)實驗中,需要平衡摩擦力和其他阻力,正確操作方法是________(填選項前的字母)。
A.不掛重物,小車靜止放在木板上,把長木板右端逐漸墊高,直到小車開始運動,不再改變右端高度,即認為平衡了摩擦力和其他阻力
B.小車靜止放在木板上,掛上重物,給重物下邊再逐漸添加鉤碼,觀察小車能否運動,小車能向下運動時,即認為平衡了摩擦力和其他阻力
C.不掛重物,把長木板右端逐漸墊高,打開電源,輕推小車,通過觀察小車運動后打點計時器打點是否均勻,如果均勻,則認為平衡了摩擦力和其他阻力
(3)接通電源,釋放小車,打點計時器在紙帶上打下一系列點,將打下的第一個點標為O.在紙帶上依次取A、B、C……若干個計數點,已知相鄰計數點間的時間間隔為T。測得A、B、C……各點到O點的距離分別為x1、x2、x3……,如圖所示,實驗中,重物質量遠小于小車質量,可認為小車所受的拉力大小為mg,從打O點到打B點的過程中,拉力對小車做的功WOB=________,打B點時小車的動能為EkB=________。
(4)選取紙帶上不同點,可以通過作Ek-W來探究動能定理。
假設已經完全消除了摩擦力和其他阻力的影響,若重物質量不滿足遠小于小車質量的條件,該同學仍然認為小車所受拉力大小為mg,則從理論上分析,小車的動能Ek與拉力對小車做功W的圖像可能圖中的_______。
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【題目】如圖所示,一細U型管兩端均開口,用兩段水銀柱封閉了一段空氣柱在管的底部,初始狀態(tài)氣體溫度為T1=280K,各段的長度分別為L1=20cm,L2=15 cm,L3=10 cm,h1=4 cm,h2=20 cm。現使氣體溫度緩慢升高,大氣壓強為P0=76 cm不變。
(1)若當氣體溫度升高到T2時,右側水銀柱開始全部進入豎直管,求此時的溫度T2;
(2)在T2的基礎上繼續(xù)升溫至T3時,右側水銀柱變成與管口相平,求溫度T3。
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