【題目】如圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一粒子源,離子源從O點(diǎn)在紙面內(nèi)均勻地向各個(gè)方向同時(shí)發(fā)射速率為v、比荷為k的帶正電的粒子,PQ是在紙面內(nèi)垂直磁場(chǎng)放置的厚度不計(jì)的擋板,擋板的P端與O點(diǎn)的連線與擋板垂直,距離為,且粒子打在擋板上會(huì)被吸收;不計(jì)帶電粒子的重力與粒子間的相互作用,磁場(chǎng)分布足夠大,求:
(1)為使最多的粒子打在板上,則擋板至少多長(zhǎng);
(2)若擋板足夠長(zhǎng),則打在板上的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間與最短時(shí)間的差值是多少;
(3)若擋板足夠長(zhǎng),在打在擋板上的粒子占所有粒子的比率是多少.
【答案】(1)(2)(3)
【解析】(1)設(shè)帶電粒子的質(zhì)量為m,帶電量為q,粒子在磁場(chǎng)中受到洛倫茲力提供做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,設(shè)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r,則有 解得:
在擋板左側(cè)能打在擋板上部最遠(yuǎn)點(diǎn)的粒子恰好與擋板相切,如圖所示,由題意,由幾何知識(shí)可得:
設(shè)粒子初速度方向與OP夾角為θ,隨著θ從0開始逐漸增大,粒子打在擋板上的點(diǎn)從N點(diǎn)逐漸下移;當(dāng)粒子剛好通過(guò)P點(diǎn)時(shí),粒子開始打在擋板的右側(cè),設(shè)此時(shí)打在擋板上的點(diǎn)為M,如圖1所示,在OPM中,由幾何關(guān)系可得: 所以 ;
當(dāng)夾角θ繼續(xù)增大,則粒子打在擋板上的點(diǎn)從M點(diǎn)逐漸下移至P點(diǎn),由以上分析知道,擋板長(zhǎng)度至少等于時(shí),擋板吸收的粒子數(shù)最多;
(2)由以上分析知,當(dāng)粒子恰好從左側(cè)打在P點(diǎn)時(shí),時(shí)間最短,如圖2軌跡1所示,由幾何知識(shí)得粒子轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角為 ;當(dāng)粒子從右側(cè)恰好打在P點(diǎn)時(shí),時(shí)間最長(zhǎng),如軌跡2所示,由幾何知識(shí)得粒子轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角為
粒子的運(yùn)動(dòng)周期
沿軌跡1的時(shí)間
沿軌跡2的時(shí)間
最長(zhǎng)的時(shí)間差
(3)粒子出射方向水平向右的粒子和沿軌跡2的粒子速度方向之間都能打在板上粒子方向的夾角為 打到板上的粒子占所有粒子的比率為: 解得:
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量為m=5kg的物體放在水平面上,物體與水平面間的摩擦因數(shù)μ=0.5。物體受到與水平面成=37斜向上的拉力F=50N作用,從A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng),到B點(diǎn)時(shí)撤去拉力F,物體最終到達(dá)C點(diǎn),已知AC間距離為L=165m,(重力加速度g=10m/s2)求:
(1)物體在AB段的加速度大小a;
(2)物體運(yùn)動(dòng)的最大速度大小vm;
(3)拉力F所做的功。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實(shí)驗(yàn)儀器,它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊,使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上,滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)可視為無(wú)摩擦的.在實(shí)驗(yàn)室中我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌和質(zhì)量均為M的滑塊A和B做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn),如圖所示實(shí)驗(yàn)步驟如下:
(1)在A上固定一質(zhì)量為m的砝碼,在A和B間放入一個(gè)壓縮狀態(tài)的彈簧,用電動(dòng)卡銷置于氣墊導(dǎo)軌上;
(2)按下電鈕放開卡銷,同時(shí)分別記錄滑塊A、B運(yùn)動(dòng)時(shí)間的計(jì)時(shí)器開始工作,當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時(shí)記時(shí)結(jié)束,記下A、B分別到達(dá)C、D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1、t2
(3)重復(fù)幾次;
①在調(diào)整氣墊導(dǎo)軌時(shí)應(yīng)注意______________;
②還應(yīng)測(cè)量的數(shù)據(jù)有____________________;
③只要關(guān)系式___________________________成立即可驗(yàn)證該過(guò)程動(dòng)量守恒.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某物理興趣小組利用圖示裝置做“探究加速度與合力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)
(1)對(duì)于實(shí)驗(yàn)操作,下列說(shuō)法正確的是_____
A.平衡摩擦力時(shí),鉤碼不能掛在與小車相連的細(xì)線上
B.實(shí)驗(yàn)前,需調(diào)節(jié)滑輪的高度使細(xì)線與木板平行
C.實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器由靜止釋放
D.為減小系統(tǒng)誤差,應(yīng)使鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車質(zhì)量
(2)平衡摩擦力后,按照正確的操作方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù),然后通過(guò)處理所得數(shù)據(jù)得到小車的加速度大小為a,已知小車的質(zhì)量為m,實(shí)驗(yàn)中,可把鉤碼受到的重力看做小車所受的拉力,重力加速度為g,鉤碼質(zhì)量=_____(用題中已知物理量的符號(hào)表示)。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】下列有關(guān)電阻率的敘述中錯(cuò)誤的是( )
A. 材料的電阻率取決于導(dǎo)體的電阻、橫截面積和長(zhǎng)度
B. 材料的電阻率會(huì)隨著溫度的變化而變化
C. 當(dāng)溫度極低時(shí)超導(dǎo)材料的電阻率會(huì)突然減小到零
D. 常用的導(dǎo)線一般由電阻率較小的鋁、銅材料制成
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖甲所示,質(zhì)量為M=0.5kg的木板靜止在光滑水平面上,質(zhì)量為m=1kg的物塊以初速度v0=4m/s滑上木板的左端,物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2,在物塊滑上木板的同時(shí),給木板施加一個(gè)水平向右的恒力F。當(dāng)恒力F取某一值時(shí),物塊在木板上相對(duì)于木板滑動(dòng)的路程為s,給木板施加不同大小的恒力F,得到的關(guān)系如圖乙所示,其中AB與橫軸平行,且AB段的縱坐標(biāo)為1m-1。將物塊視為質(zhì)點(diǎn),最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度g=10m/s2。
(1)若恒力F=0,則物塊會(huì)從木板的右端滑下,求物塊在木板上滑行的時(shí)間是多少?
(2)圖乙中BC為直線段,求該段恒力F的取值范圍及函數(shù)關(guān)系式。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】下列對(duì)公式的理解正確的是
A. F=Eq中,q為場(chǎng)源電荷,電場(chǎng)強(qiáng)度E與q無(wú)關(guān)
B. U=IR中,導(dǎo)體的電阻與該導(dǎo)體兩端的電壓無(wú)關(guān)
C. 根據(jù)安培力的公式F=BIL,若F=0則B為0
D. 根據(jù)Φ=BS,S越大,Φ越大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】(18分)如圖所示,MN是水平軌道,NP是傾角θ=45°的無(wú)限長(zhǎng)斜軌道,長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.8m的細(xì)線一端固定在O點(diǎn),另一端系著質(zhì)量為mB=2kg小球B,當(dāng)細(xì)線伸直時(shí)B球剛好與MN軌道接觸但沒(méi)有擠壓。開始時(shí)細(xì)線伸直,B球靜止在MN軌道上,在MN軌道上另一個(gè)質(zhì)量為mA=3kg小球A以速度v0向右運(yùn)動(dòng)。(不計(jì)一切摩擦及空氣阻力,重力加速度g=10m/s2)
(1)若A、B球發(fā)生彈性碰撞后B能在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),求v0的取值范圍。
(2)在滿足(1)的條件下,軌道NP上有多長(zhǎng)的距離不會(huì)被A球擊中?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】以下對(duì)于加速度的認(rèn)識(shí)中,哪些是對(duì)的?
A. 物體的加速度很大,速度必然也大
B. 物體的速度為零,加速度可以不為零
C. 加速度表示增加的速度
D. 加速度為零時(shí),速度必然為零
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