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8.如圖所示,abcdef為圓形磁場區(qū)域的圓周上的6個等分點,比荷相同的粒子先后從f沿fd方向射入磁場區(qū)域.從a點離開磁場的粒子,速度大小為va,在磁場中運動的時間為ta,從c點離開磁場的粒子,速度大小為vc,在磁場中運動的時間為tc,不計粒子重力,則(  )
A.vavc=14,tatc=31B.vavc=14tatc=21
C.vavc=12,tatc=21D.vavc=12,tatc=31

分析 畫出從f點出發(fā)沿fd方向射入磁場的比荷相同的粒子從a、c點射出磁場的運動軌跡,由幾何關(guān)系求出半徑之比,由半徑公式得到速度之比.由幾何關(guān)系求出粒子的偏轉(zhuǎn)角之比,也就是粒子在磁場中的運動時間之比.

解答 解:畫出從a、c兩點射出磁場的比荷相同的粒子的運動軌跡如圖所示,從a點射出的粒子的圓心位于Oa,從C點射出的粒子的軌跡為Oc,由幾何關(guān)系得:從a點射出的粒子的半徑ra=12R(R為磁場區(qū)域的半徑),從c點射出的粒子的半徑rc=2R.由洛侖茲力提供向心力qvB=mv2r可得v=qBrm,周期T=2πrv=2πmqB,在磁場中運動時間t=θ360°T.所以vavc=rarc=12R2R=14,tatc=θaθc=180°60°=31,則選項BCD錯誤,選項A正確.
故選:A

點評 本題考察的帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑及運動時間問題,把速度不同、比荷相等的粒子從同一點沿同一方向射入圓形磁場,這樣兩種情況下粒子射出點不同,由幾何關(guān)系求出各自半徑和偏轉(zhuǎn)角,從而求出兩種情況下的速度之比和時間之比.

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

2.在眾多比賽項目中,跳臺滑雪是非常好看刺激的項目.如一運動員以10m/s的初速度從傾角為30°的斜坡頂端水平滑出,如圖所示,該運動員再次落到斜面上時飛行的時間為(已知g=10m/s2)( �。�
A.33 sB.233 sC.23 sD.3 s

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

3.向心力是指做勻速圓周運動的物體受到的指向圓心的合力,由牛頓第二定律F=ma,可推出向心力的公式(分別用r、T、f、n表示)F=m4π2rT2=4π2mf2r=4π2mn2r.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

20.如圖甲所示,乙圖是截面圖,-透明半圓柱體玻璃磚折射率為n=2,半徑為R,長為L.平行光束從半圓柱體的矩形表面垂直射入,部分柱面有光線射出.經(jīng)玻璃磚折射后在下方的光屏MN上得到一個寬為2R,長為L的矩形光斑,試求光屏MN到玻璃磚的直徑AB的距離.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

3.物理學對電場和磁場的研究促進了現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展,提高了人們的生活水平.
(1)現(xiàn)代技術(shù)設(shè)備中常常利用電場或磁場來改變或控制帶電粒子的運動.現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為e的電子由靜止經(jīng)電壓為U的加速電場加速后射出(忽略電子所受重力).
a.如圖甲所示,若電子從加速電場射出后沿平行極板的方向射入偏轉(zhuǎn)電場,偏轉(zhuǎn)電場可看作勻強電場,板間電壓為U′,極板長度為L,板間距為d,求電子射入偏轉(zhuǎn)電場時速度的大小v以及射出偏轉(zhuǎn)電場時速度偏轉(zhuǎn)角θ的正切值;
b.如圖乙所示,若電子從加速電場射出后沿直徑方向進入半徑為r的圓形磁場區(qū)域,該磁場的磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直紙面向里.設(shè)電子射出磁場時的速度方向與射入時相比偏轉(zhuǎn)了θ′角,請推導說明增大偏轉(zhuǎn)角θ′的方法(至少說出兩種).
(2)磁場與電場有諸多相似之處.電場強度的定義式E=Fq,請你由此類比,從運動電荷所受的洛倫茲力F出發(fā),寫出磁感應(yīng)強度B的定義式;并從宏觀與微觀統(tǒng)一的思想出發(fā)構(gòu)建一個合適的模型,推理論證該定義式與B=FIL這一定義式的一致性.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.以下說法正確的是(  )
A.布朗運動證明,組成固體小顆粒的分子在做無規(guī)則運動
B.溫度相同的氫氣和氧氣,氧氣的分子平均動能比氫氣的分子平均動能大
C.氣體的壓強是由大量的分子對容器壁的碰撞引起的
D.在分子相互靠近的過程中,分子勢能一定增大

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

20.如圖所示,倒置的光滑圓錐面內(nèi)側(cè)有兩個完全相同的玻璃小球 A、B 沿錐面在水平面 做勻速圓周運動,則下列關(guān)系式正確的是(  )
A.它們的線速度 vA>vBB.它們的角速度ωA>ωB
C.它們的向心加速度 aA=aBD.它們的向心力 FA=FB

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

17.下列說法正確的是( �。�
A.功率越大的機械,機械效率一定越高
B.做有用功越多的機械,機械效率一定越高
C.越省力的機械,機械效率一定越高
D.有用功一定,額外功越小的機械,機械效率一定越高

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

18.如圖所示,是《用圓錐擺粗略驗證向心力的表達式》的實驗,細線下面懸掛一個鋼球,細線上端固定.將畫著幾個同心圓的白紙置于水平桌面上,使鋼球靜止時恰好位于圓心.現(xiàn)設(shè)法使鋼球沿紙上的某個圓周運動.實驗步驟如下:
(1)用秒表記下鋼球運動n圈的時間t.
(2)通過紙上的圓測出鋼球做勻速圓周運動的半徑r,并用天平測出鋼球質(zhì)量m.
(3)測出懸點到球心的豎直高度h,用上述測得的量分別表示鋼球所需要向心力的表達式F1=4mπ2n2rt2,鋼球所受合力的表達式F2=mgrh.下面是一次實驗得到的數(shù)據(jù),代入上式計算結(jié)果F1=0.173N,F(xiàn)2=0.172N.(g取10m/s2,π2≈10,保留三位有效數(shù)字)
m
(kg)
r
(m)
n
(轉(zhuǎn))
t
(s)
h
(m)
0.10.0254030.20.145

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