【題目】空間中有一直角坐標系,其第一象限中在圓心為O1、半徑為R、邊界與x軸和y軸相切的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場(圖中未畫出),磁感應(yīng)強度大小為B,第二象限中存在方向豎直向下的勻強電場。現(xiàn)有一群質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從圓形區(qū)域邊界與x軸的切點A處沿紙面上的不同方向射入磁場中,如圖所示。已知粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑均為R,其中沿AO1方向射入的粒子恰好到達x軸上與O點距離為2R的N點。不計粒子的重力和它們之間的相互作用。求:
(1)粒子射入磁場時的速度大小及電場強度的大。
(2)速度方向與AO1夾角為60°(斜向右上方)的粒子到達x軸所用的時間。
【答案】(1)、(2)
【解析】
試題分析:(1)設(shè)粒子射入磁場時的速度大小為v,因在磁場中做勻速圓周運動的半徑為R,由牛頓第二定律得,得
如圖甲所示,因粒子的軌跡半徑是R,故沿AO1方向射入的粒子一定從與圓心等高的D點沿x軸負方向射入電場,則粒子在電場中從D點到N點做類平拋運動,有
又因為
解得(2分)
(2)軌跡如圖所示
對于速度v(斜向右上方)的粒子,軌跡如圖乙所示,軌跡圓心為C,從M點射出磁場,連接O1M,四邊形O1MCA是菱形,故CM垂直于x軸,速度方向偏轉(zhuǎn)角度等于圓心角θ=150°,
速度為v的粒子在磁場中運動的時間為
粒子離開磁場到y軸的距離MH=,在無場區(qū)運動的時間
設(shè)粒子在電場中到達x軸運動的時間為t3,,,
故粒子到達x軸的時間為
t=t1+t2+t3=
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【題目】有重力不計的A、B、C、D四種帶電粒子,它們的質(zhì)量之比是mA∶mB∶mC∶mD=11∶21∶31∶41,它們的電荷量之比是qA∶qB∶qC∶qD=1∶3∶5∶7,現(xiàn)讓這四種帶電粒子的混合物經(jīng)過同一加速電場由靜止開始加速,然后在同一偏轉(zhuǎn)電場里偏轉(zhuǎn),如圖所示。則屏上亮斑(帶電粒子打到屏上某位置,就會在屏上該位置形成一個亮斑)的個數(shù)是
A.1 B.2 C.3 D.4
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【題目】如圖所示為氫原子能級示意圖,現(xiàn)有大量的氫原子處于n=4 的激發(fā)態(tài),當向低能級躍遷時輻射出若干種不同頻率的光子,下列說法正確的是
A. 這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光子
B. 由n=2能級躍遷到n=1能級產(chǎn)生的光頻率最小
C. 由n=4能級躍遷到n=1能級產(chǎn)生的光波長最長
D. 用n=2能級躍遷到n=1能級輻射出的光照射逸出功為6.34 eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng)
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【題目】水平力F方向確定,大小隨時間的變化如圖a所示,用力F拉靜止在水平桌面上的小物塊,在F從0開始逐漸增大的過程中,物塊的加速度n隨時間變化的圖象如圖b所示。重力加速度大小為l0m/s2,最大靜摩擦力大于滑動摩擦力。由圖示可知( )
A. 物塊與水平桌面間的最大靜摩擦力為3N
B. 物塊與水平桌面間的動摩擦因數(shù)為0.1
C. 物塊的質(zhì)量m=2kg
D. 在0~4s時間內(nèi),合外力的沖量為12N·S
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【題目】在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,下列說法正確的是( )
A. 感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流原磁場的磁通量的變化
B. 感應(yīng)電流的磁場方向總是與引起感應(yīng)電流的磁場方向相反
C. 感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流原磁場的磁通量
D. 感應(yīng)電流的磁場阻止了引起感應(yīng)電流原磁場磁通量的變化
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【題目】某小組同學用簡易裝置驗證機械能守恒定律,他們找來一塊平整且比較光滑的木板,從實驗室借來打點計時器、刻度尺、小車和紙帶.他們把木板搭在臺階上.如圖甲安裝好實驗器材,得到如圖乙所示的一條紙帶.
(1)在驗證機械能是否守恒時,還需要測量臺階的高度h和木板的長度L,已知紙帶上相鄰兩計數(shù)點之間的時間間隔為T,根據(jù)紙帶上MN兩點間的數(shù)據(jù),該組同學需要驗證的機械能守恒的表達式為______________________(用題中所給物理量的字母表示).
(2)(多選)在該實驗中下列說法正確的是__________________.
A.該實驗中先接通電源,后釋放小車
B.由于摩擦力對實驗結(jié)果有影響,所以把木板搭在臺階上是為了平衡摩擦
C.由于阻力的存在,該實驗中小車增加的動能一定小于小車減少的重力勢能
D.在該實驗中還需要用天平測量小車的質(zhì)量
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【題目】如圖甲所示是一個彈簧振子的示意圖,O是它的平衡位置,在B、C之間做簡諧運動,規(guī)定以向右為正方向.圖乙是它的速度v隨時間t變化的圖象.下面的說法中正確的是( )
A. t=2 s時刻,振子的位置在O點左側(cè)4 cm處
B. t=3 s時刻,振子的速度方向向左
C. t=4 s時刻,振子的加速度方向向右且為最大值
D. 振子的周期為8 s
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【題目】我國新發(fā)明的J20隱形戰(zhàn)機,2012年8月進一步試飛.由于地磁場的存在,飛機在我國上空一定高度水平飛行時,其機翼就會切割磁感線,機翼的兩端之間會有一定的電勢差.則當飛機自東向西飛行和自西向東飛行時,從飛行員的角度看機翼左端的電勢比右端的電勢的大小關(guān)系分別為( )
A. 低 高 B. 高 低
C. 低 低 D. 高 高
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