【題目】(22分)如圖甲所示,在空間存在垂直紙面向里的場(chǎng)強(qiáng)為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),其邊界AB、CD相距為d,在左邊界的Q點(diǎn)處有一個(gè)質(zhì)量為m、帶電量大小為q的負(fù)電粒子,沿著與左邊界成30°的方向射入磁場(chǎng),粒子重力不計(jì),求:
(1)帶電粒子能從AB邊界飛出的最大速度;
(2)若帶電粒子能垂直于CD邊界飛出磁場(chǎng),穿過小孔進(jìn)入如圖乙所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中減速至零且不碰到負(fù)極板,則極板間電壓以及整個(gè)過程中粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為多少?
(3)若帶電粒子的速度為(2)中速度的倍,并可以從Q點(diǎn)沿紙面各個(gè)方向射入磁場(chǎng),則粒子能打到CD邊界的長(zhǎng)度為多少?
【答案】(1) (2); (3)
【解析】
試題分析:(1)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),設(shè)半徑為R1,運(yùn)動(dòng)速度為v0。粒子能從左邊界射出,臨界情況如圖甲,有R1+R1cos30°=d,qv0B=m v02/R1。
聯(lián)立解得:v0= =
所以,粒子能從左邊界射出的速度應(yīng)滿足
(2)粒子能從右邊界垂直射出,軌跡如圖乙,R2=d/cos30°,q v2B=m v22/R2,
解得。
即粒子不碰負(fù)極所加的電壓應(yīng)滿足。
粒子轉(zhuǎn)過的圓心角為60°所用時(shí)間為T/6,而,加上返回磁場(chǎng)所用的時(shí)間得:
(3)當(dāng)粒子速度為(2)中的倍時(shí),解得R3=2d, 3分
由幾何關(guān)系可得粒子能打到CD邊界的范圍如圖丙所示,有:
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】火車轉(zhuǎn)彎時(shí),如果鐵路彎道的內(nèi)外軌一樣高,外軌對(duì)輪緣(如圖a所示)擠壓的彈力F提供了火車轉(zhuǎn)彎的向心力(如圖b所示),但是靠這種辦法得到向心力,鐵軌和車輪極易受損。在修筑鐵路時(shí),彎道處的外軌會(huì)略高于內(nèi)軌(如圖c所示),當(dāng)火車以規(guī)定的行駛速度轉(zhuǎn)彎時(shí),內(nèi)、外軌均不會(huì)受到輪緣的擠壓,設(shè)此時(shí)的速度大小為v,以下說法中正確的是
圖a 圖b 圖c
A. 該彎道的半徑
B. 當(dāng)火車質(zhì)量改變時(shí),規(guī)定的行駛速度也將改變
C. 當(dāng)火車速率大于v時(shí),外軌將受到輪緣的擠壓
D. 當(dāng)火車速率小于v時(shí),外軌將受到輪緣的擠壓
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】兩個(gè)等量正點(diǎn)電荷固定于光滑水平面上,其連線中垂線上有A、B、C三點(diǎn),如圖甲所示.一個(gè)電荷量為2 C、質(zhì)量為1 kg的小物塊從C點(diǎn)由靜止釋放,其運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖乙所示,其中B點(diǎn)處為整條圖線切線斜率最大的位置(圖中標(biāo)出了該切線).則下列說法正確的是( )
A. 從C到A電勢(shì)逐漸升高
B. 由C到A的過程中物塊的電勢(shì)能先減小后變大
C. B點(diǎn)為中垂線上電場(chǎng)強(qiáng)度最大的點(diǎn),場(chǎng)強(qiáng)E=6V/m
D. A、B兩點(diǎn)電勢(shì)差UBA=5 V
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】(多選)溜索是一中古老的渡河工具,現(xiàn)已演變?yōu)橛螛讽?xiàng)目,如圖所示,滑輪、保險(xiǎn)、繩索與人體連接,粗鋼索兩端連接在固定樁上。人從高處平臺(tái)的A點(diǎn)出發(fā),借助幾十米的落差,沿鋼索順勢(shì)而下,滑過最低點(diǎn)C,到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零。下列說法中正確的有
A. 人滑到C點(diǎn)時(shí)速度最大
B. 人從A滑到C的過程中,重力的功率先增大后減小
C. 鋼索對(duì)右側(cè)固定樁的拉力等于左側(cè)固定樁的拉力
D. 人滑到C點(diǎn)時(shí)的加速度方向斜向右上方
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】中國(guó)女排在2016年奧運(yùn)會(huì)上奪得冠軍。如圖為排球場(chǎng)地示意圖,排球場(chǎng)長(zhǎng)18.0m,寬9.0m。某運(yùn)動(dòng)員跳起將球垂直網(wǎng)面水平扣出,扣球點(diǎn)離地面的高度為2.45m,離球場(chǎng)中線的水平距離為1.0m,排球直接落到距端線3.0m處的界內(nèi)。排球的質(zhì)量為260g,可視為質(zhì)點(diǎn),空氣阻力不計(jì)。取地面為零勢(shì)能面,重力加速度。求:
(1)扣球時(shí),排球的重力勢(shì)能;
(2)扣球時(shí),排球水平飛出的速度大小 ;
(3)排球落地前瞬間重力的功率P。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】2013年12月2日1時(shí)30分,嫦娥三號(hào)探測(cè)器由長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射,首次實(shí)現(xiàn)月球軟著陸和月面巡視勘察,嫦娥三號(hào)的飛行軌道示意圖如圖所示。假設(shè)嫦娥三號(hào)在環(huán)月段圓軌道和橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí),只受到月球的萬(wàn)有引力,則以下說法正確的是
A. 若已知嫦娥三號(hào)環(huán)月段圓軌道的半徑、運(yùn)動(dòng)周期和引力常量,則可以計(jì)算出月球的密度
B. 嫦娥三號(hào)由環(huán)月段圓軌道變軌進(jìn)入環(huán)月段橢圓軌道時(shí),應(yīng)讓發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火使其減速
C. 嫦娥三號(hào)在從遠(yuǎn)月點(diǎn)P向近月點(diǎn)Q運(yùn)動(dòng)的過程中,加速度變大
D. 嫦娥三號(hào)在環(huán)月段橢圓軌道上P點(diǎn)的速度大于Q點(diǎn)的速度
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖長(zhǎng)L、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab,被兩輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛,靜置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中;當(dāng)ab中通過如圖的恒定電流I時(shí),ab棒擺離原豎直面,在細(xì)繩與豎直方向成角的位置再次處于靜止?fàn)顟B(tài);已知ab棒始終與磁場(chǎng)方向垂直,則磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可能是( )
A. B. C. D.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,在真空中,和為固定在軸上的兩個(gè)點(diǎn)電荷,且,,、、為兩側(cè)的三個(gè)點(diǎn),則下列說法中正確的是
A. 點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零,電勢(shì)也為零
B. 、兩點(diǎn)處,一定有電勢(shì),
C. 若將一試探電荷從點(diǎn)沿軸移至點(diǎn),則其電勢(shì)能增加
D. 若將一試探電荷從點(diǎn)靜止釋放,則其經(jīng)過點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置,間距為L,與水平面成θ角,導(dǎo)軌與定值電阻R1和R2相連,且R1=R2=R,R1支路串聯(lián)開關(guān)S,原來(lái)S閉合。勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向上,有一質(zhì)量為m、有效電阻也為R的導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌垂直放置,它與導(dǎo)軌始終接觸良好,受到的摩擦力為.現(xiàn)將導(dǎo)體棒ab從靜止釋放,沿導(dǎo)軌下滑,當(dāng)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)速率為v,已知重力加速度為g,導(dǎo)軌電阻不計(jì),求:
(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;
(2)如果導(dǎo)體棒ab從靜止釋放沿導(dǎo)軌下滑x距離后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),這一過程回路中產(chǎn)生的電熱是多少?
(3)導(dǎo)體棒ab達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后,斷開開關(guān)S,將做怎樣的運(yùn)動(dòng)?若從這時(shí)開始導(dǎo)體棒ab下滑一段距離后,通過導(dǎo)體棒ab橫截面的電荷量為q,求這段距離是多少?
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