【題目】如圖所示,粒子源O可以源源不斷地產(chǎn)生初速度為零的正離子同位素,即這些正離子帶相同的電量q,質(zhì)量卻不相同。所有的正離子先被一個(gè)電壓為U0的勻強(qiáng)加速電場(chǎng)加速,再?gòu)膬砂逯醒氪怪鄙淙胍粋(gè)勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),已知此偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)兩板間距為d,板間電壓為2U0,偏轉(zhuǎn)后通過(guò)下極板上的小孔P離開(kāi)電場(chǎng)。經(jīng)過(guò)一段勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)后,正離子從Q點(diǎn)垂直于邊界AB進(jìn)入一正方形的區(qū)域勻強(qiáng)磁場(chǎng)(磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向里),不計(jì)正離子的重力及離子之間的相互作用力,求:
(1)當(dāng)正離子從P點(diǎn)離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí),求P點(diǎn)和極板左端間的距離L以及此時(shí)的速度偏轉(zhuǎn)角;
(2)求質(zhì)量為m的離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R;
(3)若質(zhì)量為4m的離子垂直打在磁場(chǎng)邊界AD的中點(diǎn)處,求能打在邊界AD上的正離子的質(zhì)量范圍。
【答案】(1) 45°(2) (3)m~25m
【解析】(1)在加速電場(chǎng)中,由動(dòng)能定理得:
在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中,離子做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),L=v0t,
加速度:
速度偏角正切值:
解得: PM間的距離:L=d ,φ=45°
(2)在加速電場(chǎng)中,由動(dòng)能定理得: ,
離子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v,
離子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,
由牛頓第二定律得:
解得
(3)由題意可知,質(zhì)量為4m的正離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心恰好在A點(diǎn),設(shè)此時(shí)的軌道半徑為R0;
臨界狀態(tài)1:質(zhì)量為m1的正離子剛好打在A點(diǎn),如圖所示:
由幾何知識(shí)可得:
由可知:
解得:m1=m
臨界狀態(tài)2:質(zhì)量為m2的正離子剛好打在D點(diǎn),此時(shí)軌道半徑為R2, 由幾何知識(shí)得
解得:,
則, 得m2=25m
則能打在AD上的正離子質(zhì)量范圍為:m~25m;
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】將一橫截面為扇形的物體B放在水平面上,一小滑塊A放在物體B上,如圖所示,除了物體B與水平面間的摩擦力之外,其余接觸面的摩擦均可忽略不計(jì),已知物體B的質(zhì)量為M、滑塊A的質(zhì)量為m,重力加速度為g,當(dāng)整個(gè)裝置靜止時(shí),A、B接觸面的切線(xiàn)與豎直的擋板之間的夾角為θ.則下列選項(xiàng)正確的是
A. 物體B對(duì)水平面的壓力大小為(M+m)g
B. 物體B受到水平面的摩擦力大小為
C. 滑塊A與豎直擋板之間的彈力大小為mgtanθ
D. 滑塊A對(duì)物體B的壓力大小為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,用"碰撞實(shí)驗(yàn)器"可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,即研究?jī)蓚(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系。
(1)實(shí)驗(yàn)中,直接測(cè)定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是,可以通過(guò)僅測(cè)量______(填選項(xiàng)前的符號(hào)),間接地解決這個(gè)問(wèn)題。
A.小球開(kāi)始釋放高度h
B.小球拋出點(diǎn)距地面的高度H
C.小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移
(2)圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影。實(shí)驗(yàn)時(shí),先讓入射球ml多次從斜軌上S位置靜止釋放,找到其平均落地點(diǎn)的位置P,測(cè)量平拋水平位移OP。然后,把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分,再將入射球ml從斜軌上S位置靜止釋放,與小球m2相碰,并多次重復(fù)。接下來(lái)要完成的必要步驟是_________。(填選項(xiàng)前的符號(hào))
A.用天平測(cè)量?jī)蓚(gè)小球的質(zhì)量ml、m2
B.測(cè)量小球m1開(kāi)始釋放高度h
C.測(cè)量拋出點(diǎn)距地面的高度H
D.分別找到m1、m2相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、N
E.測(cè)量平拋水平位移OM、ON
(3)若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒,其表達(dá)式可表示為_________ (用中測(cè)量的量表示);
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】關(guān)于功,下列說(shuō)法中正確的是( 。
A. 力越大,做功越多B. 位移越大,做功越多
C. 功的單位是焦耳D. 功是矢量
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】甲、乙兩車(chē)相距40.5 m,同時(shí)沿平直公路做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),甲車(chē)在前,以初速度v1=16 m/s,加速度a1=2 m/s2做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),乙車(chē)在后,以初速度v2=4 m/s,加速度a2=1 m/s2,與甲同向做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。求:
(1)甲、乙兩車(chē)相遇前相距的最大距離。
(2)乙車(chē)追上甲車(chē)經(jīng)歷的時(shí)間。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,一根細(xì)線(xiàn)下端拴一個(gè)金屬小球P,細(xì)線(xiàn)的上端固定在金屬塊Q上,Q放在帶小孔(小孔光滑)的水平桌面上,小球在某一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)使小球在一個(gè)更高的水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),而金屬塊Q始終靜止在桌面上的同一位置,則改變高度后與原來(lái)相比較,下面的判斷中正確的是
A.細(xì)線(xiàn)所受的拉力變小
B.小球P運(yùn)動(dòng)的角速度變大
C.Q受到桌面的靜摩擦力變小
D.Q受到桌面的支持力變大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】下列實(shí)例(均不計(jì)空氣阻力)中的運(yùn)動(dòng)物體,機(jī)械能守恒的是( 。
A. 吊車(chē)將物體向上勻速吊起
B. 拉著物體沿光滑斜面勻速上升
C. 做平拋運(yùn)動(dòng)的物體
D. 在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的小球
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】(5分)(1)在“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中,可以描繪平拋物體運(yùn)動(dòng)軌跡和求物體的平拋初速度。實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)要步驟如下:
A.讓小球多次從斜槽上同一位置上由靜止?jié)L下,記下小球落在接球凹槽的一系列位置;
B.安裝好器材,注意斜槽末端水平和平板豎直,記下斜槽末端O點(diǎn)和過(guò)O點(diǎn)的豎直線(xiàn);
C.測(cè)出曲線(xiàn)上某點(diǎn)的坐標(biāo)x、y,算出該小球的平拋初速度,實(shí)驗(yàn)需要對(duì)多個(gè)點(diǎn)求v0的值,然后求它們的平均值。
D.取下白紙,以O(shè)為原點(diǎn),以豎直線(xiàn)為軸建立坐標(biāo)系,用平滑曲線(xiàn)畫(huà)平拋軌跡。上述實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是______(只排列序號(hào)即可);步驟C中計(jì)算小球平拋運(yùn)動(dòng)的初速度的表達(dá)式為_________;
(2)在探究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)誤差的的說(shuō)法,正確的是________。
A.若斜槽軌道末端沒(méi)有調(diào)整水平,會(huì)導(dǎo)致誤差
B.斜槽軌道的不光滑會(huì)產(chǎn)生誤差
C.為減小實(shí)驗(yàn)誤差,實(shí)驗(yàn)小球應(yīng)選用質(zhì)量較大、體積較小的金屬球
D.小球在斜槽軌道上釋放點(diǎn)的高度越高,實(shí)驗(yàn)誤差越小
(3)某同學(xué)在做平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí)得到了如圖所示的物體運(yùn)動(dòng)軌跡,因?yàn)橛涗涇壍滥┒宋恢,在軌跡上任取一點(diǎn)a為坐標(biāo)原點(diǎn)建立如圖的坐標(biāo)系(y軸豎直,x軸水平),又在軌跡上另取b、c兩點(diǎn)的位置(如圖)。(g取10 m/s2)則
①小球平拋的初速度為 m/s。
②小球開(kāi)始做平拋運(yùn)動(dòng)的位置坐標(biāo)為x= cm。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為 m 的圓環(huán)套在一根固定的水平直桿 上,桿足夠長(zhǎng),環(huán)與桿的動(dòng)摩擦因數(shù)為 μ,F(xiàn)給環(huán)一個(gè)向右的初速度v0,如果在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中還受到一個(gè)方向始終豎直向上的力 F, F=kv (k 為常數(shù), v 為環(huán)的速率),則環(huán)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力所 做的功可能為()
A. B.
C. D.
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