【題目】如圖所示,邊界PQ以上和MN以下空間存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度均為4B,PQ、MN間距離為2d,絕緣板EF、GH厚度不計(jì),間距為d,板長(zhǎng)略小于PQ、MN間距離,EF、GH之間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。有一個(gè)質(zhì)量為m的帶正電的粒子,電量為q,從EF的中點(diǎn)S射出,速度與水平方向成30°角,直接到達(dá)PQ邊界并垂直于邊界射入上部場(chǎng)區(qū),軌跡如圖所示,以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與絕緣板相碰時(shí)無(wú)能量損失且遵循反射定律,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后該粒子能再回到S點(diǎn)。(粒子重力不計(jì)) 求:
(1)粒子從S點(diǎn)出發(fā)的初速度v;
(2)粒子從S點(diǎn)出發(fā)第一次再回到S點(diǎn)的時(shí)間;
(3)若其他條件均不變,EF板不動(dòng),將GH板從原位置起向右平移,且保證EFGH區(qū)域內(nèi)始終存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,若仍需讓粒子回到S點(diǎn)(回到S點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與板只碰撞一次),則GH到EF的垂直距離x應(yīng)滿(mǎn)足什么關(guān)系?(用d來(lái)表示x)
【答案】(1)v= (2) (3)x=(3n+1)d,(n=0,1,2…)或x=3nd,(n=0,1,2…)。
【解析】試題分析:(1),且s為中點(diǎn),,
,,
(2) 如圖,粒子應(yīng)從G點(diǎn)進(jìn)入PQ的磁場(chǎng),
在4B場(chǎng)內(nèi),,
做半圓,并垂直PQ再由E點(diǎn)回到B場(chǎng)區(qū)
由對(duì)稱(chēng)性,粒子將打到GH中點(diǎn)并反彈,再次回到S點(diǎn)的軌跡如上圖
粒子在B場(chǎng)中時(shí)間
粒子在4B場(chǎng)中時(shí)間
(3)如圖所示,由粒子運(yùn)行的周期性以及與板碰撞遵循反射定律,有如下結(jié)果:
或
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】長(zhǎng)度為20cm柱狀透明工藝品由折射率為的材料構(gòu)成,其橫截面AOB形狀如圖所示,側(cè)邊AO、BO邊長(zhǎng)均為3cm,夾角為,底邊AB為半徑為R的一段圓弧,其對(duì)應(yīng)的圓心角也為。單色平行光束沿與OA面成角的方向斜向下射向整個(gè)OA側(cè)面,折射進(jìn)入該柱狀介質(zhì)內(nèi),求:
①光線(xiàn)射到OA面時(shí)折射角的大;
②從下部觀察,AB所在底面透光的面積(二次反射光線(xiàn)很微弱,忽略不計(jì))。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,一個(gè)絕熱的氣缸豎直放置,內(nèi)有一個(gè)絕熱且光滑的活塞,中間有一個(gè)固定的導(dǎo)熱性良好的隔板,隔板將氣缸分成兩部分,分別密封著兩部分理想氣體A和B;钊馁|(zhì)量為m,橫截面積為S,與隔板相距h,F(xiàn)通過(guò)電熱絲緩慢加熱氣體,當(dāng)A氣體吸收熱量Q時(shí),活塞上升了h,此時(shí)氣體的溫度為T1。已知大氣壓強(qiáng)為P0,重力加速度為g。
①加熱過(guò)程中,若A氣體內(nèi)能增加了,求B氣體內(nèi)能增加量
②現(xiàn)停止對(duì)氣體加熱,同時(shí)在活塞上緩慢添加砂粒,當(dāng)活塞恰好回到原來(lái)的位置時(shí)A氣體的溫度為T2。求此時(shí)添加砂粒的總質(zhì)量。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖甲所示,光滑水平面上一正方形金屬框,邊長(zhǎng)為L,質(zhì)量為m,總電阻為R勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于水平面向里,磁場(chǎng)寬度為3L,金屬框在拉力作用下向右以速度v0勻速進(jìn)入磁場(chǎng),并保持v0勻速直線(xiàn)到達(dá)磁場(chǎng)右邊界,速度方向始終與磁場(chǎng)邊界垂直。當(dāng)金屬框cd邊到達(dá)磁場(chǎng)左邊界時(shí),勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小按如圖乙所示的規(guī)律變化。
(1)金屬框從進(jìn)入磁場(chǎng)到cd邊到達(dá)磁場(chǎng)右邊界的過(guò)程中,求通過(guò)回路的焦耳熱Q及拉力對(duì)金屬框做功W;
(2)金屬框cd選到達(dá)磁場(chǎng)右邊界后,若無(wú)拉力作用且金屬框能穿出磁場(chǎng),求金屬框離開(kāi)磁場(chǎng)右邊界過(guò)程中通過(guò)回路的電荷量g及穿出后的速度v10。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】下圖甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖,兩磁極N、S間的磁場(chǎng)可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),為交流電流表。線(xiàn)圈繞垂直于磁場(chǎng)的水平軸OO′沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng),從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí),產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示。以下判斷正確的是( )
A. 電流表的示數(shù)為10 A
B. 線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為50π rad/s
C. 0.01 s時(shí)線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向平行
D. 0.02 s時(shí)電阻R中電流的方向自右向左
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】據(jù)報(bào)道,美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)首次在太陽(yáng)系外發(fā)現(xiàn)“類(lèi)地”行星Kepler186f.若宇航員乘坐宇宙飛船到達(dá)該行星,進(jìn)行科學(xué)觀測(cè):該行星自轉(zhuǎn)周期為T;宇航員在該行星“北極”距該行星地面附近h處自由釋放一個(gè)小球(引力視為恒力),落地時(shí)間為t.已知該行星半徑為R,萬(wàn)有引力常量為G,則下列說(shuō)法正確的是()
A. 該行星的第一宇宙速度為
B. 該行星的平均密度為
C. 如果該行星存在一顆同步衛(wèi)星,其距行星表面高度為
D. 宇宙飛船繞該星球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期小于
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示傾角為370的斜面上,有一質(zhì)量為1.5千克的木板A,在木板A的頂端放有質(zhì)量為4.5千克的木塊B,木板A右端距離斜面末端1m處的D處有一物C,木板A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1=0.2,木塊B與木板A之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2=0.1。斜面的末端D處有一半徑r=0.125米的光滑圓弧軌道,與斜面相切于D點(diǎn),軌道的末端為最高點(diǎn)E。某時(shí)刻起,從靜止開(kāi)始釋放木塊B與木板A,木板A與物塊C發(fā)生彈性碰撞后,木板被彈回。(此時(shí)木塊B扔在木板A上),而物塊C最終從圓弧軌道滑下回到碰撞點(diǎn),重力加速度g=10m/s2求:
(1)物塊C的質(zhì)量的取值范圍
(2)若木板的反彈速度為1.48m/s,且木塊B滑離木板時(shí),木板速度恰好為零,(此時(shí)木板仍在斜面上),試確定物塊C離開(kāi)圓弧形軌道的位置及木板的長(zhǎng)度。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,電阻不計(jì)且足夠長(zhǎng)的U型金屬框架放置在傾角θ=37°的絕緣斜面上,該裝置處于垂直斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.4T。質(zhì)量m=0.2kg、電阻R=0.3Ω的導(dǎo)體棒ab垂直放在框架上,與框架接觸良好,從靜止開(kāi)始沿框架無(wú)摩擦地下滑?蚣艿馁|(zhì)量M=0.4kg、寬度l=0.5m,框架與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.7,與斜面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)若框架固定,求導(dǎo)體棒的最大速度vm;
(2)若框架固定,導(dǎo)體棒從靜止開(kāi)始下滑6m時(shí)速度v1=4m/s,求此過(guò)程回路中產(chǎn)生的熱量Q及流過(guò)導(dǎo)體棒的電量q;
(3)若框架不固定,求當(dāng)框架剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)體棒的速度大小v2。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一個(gè)邊長(zhǎng)為L的正方形導(dǎo)線(xiàn)框在傾角為θ的光滑固定斜面上由靜止開(kāi)始沿斜面下滑,隨后進(jìn)入虛線(xiàn)下方方向垂直于斜面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。如圖所示,磁場(chǎng)的上邊界線(xiàn)水平,線(xiàn)框的下邊ab邊始終水平,斜面以及下方的磁場(chǎng)往下方延伸到足夠遠(yuǎn)。下列推理、判斷正確的是
A. 線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程b點(diǎn)的電勢(shì)比a點(diǎn)高
B. 線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程一定是減速運(yùn)動(dòng)
C. 線(xiàn)框中產(chǎn)生的焦耳熱一定等于線(xiàn)框減少的機(jī)械能
D. 線(xiàn)框從不同高度下滑時(shí),進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中通過(guò)線(xiàn)框?qū)Ь(xiàn)橫截面的電量一樣
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