【題目】如圖所示,圓心為O、半徑為R的圓形磁場(chǎng)區(qū)域中存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),以圓心O為坐標(biāo)原點(diǎn)建立坐標(biāo)系,在y=-2R處有一垂直于y軸的固定絕緣板(足夠大),一質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子,自M(-R,0)點(diǎn)初速度v0沿+x方向射入磁場(chǎng)區(qū)域,經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后在N點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)(N點(diǎn)未畫(huà)出)恰好垂直打在擋板上,粒子與擋板碰撞后以原速
率彈回,再次進(jìn)入磁場(chǎng),最后離開(kāi)磁場(chǎng)。不計(jì)粒子的重力,求:
(1)N點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大。
(3)若粒子從M點(diǎn)射入時(shí)的初速度大小仍為v0,但方向與+x方向夾角為θ=45°(如圖中虛線箭頭所示),求粒子從M點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)到最終離開(kāi)磁場(chǎng)的總時(shí)間。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】 (1)作出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,如圖所示
粒子以C點(diǎn)為圓心,運(yùn)動(dòng)四分之一圓周后離開(kāi)磁場(chǎng),則N點(diǎn)的坐標(biāo)為(0,-R)
(2)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,洛倫茲力提供向心力,則有:
由幾何關(guān)系得:r=R
聯(lián)立解得:
(3)如圖
這種情況下粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的軌跡圓心為,在離開(kāi)磁場(chǎng),則由于粒子在磁場(chǎng)中的軌跡半徑仍為r=R
根據(jù)幾何知識(shí),四邊形是一個(gè)菱形,故
故的縱坐標(biāo)為,粒子在點(diǎn)仍以-y方向的速度離開(kāi)磁場(chǎng),在點(diǎn)擊中擋板,反射后再?gòu)?/span>點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng),沿運(yùn)動(dòng),軌跡半徑仍為r=R,最終在P點(diǎn)(R,0)離開(kāi)磁場(chǎng),則
因此,粒子運(yùn)動(dòng)的路程長(zhǎng)為
則粒子運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,由Oa、Ob、Oc三個(gè)鋁制薄板互成120°角均勻分開(kāi)的I、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,其磁感應(yīng)強(qiáng)度分別用B1、B2、B3表示,F(xiàn)有帶電粒子自a點(diǎn)垂直Oa板沿逆時(shí)針?lè)较蛏淙氪艌?chǎng)中,帶電粒子完成一周運(yùn)動(dòng),假設(shè)帶電粒子穿過(guò)鋁質(zhì)薄板過(guò)程中電荷量不變,在三個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為1:3:5,軌跡恰好是一個(gè)以O為圓心的圓,不計(jì)粒子重力,則
X
A. 磁感應(yīng)強(qiáng)度B1:B2:B3=1:3:5
B. 磁感應(yīng)強(qiáng)度B1:B2:B3=5:3:1
C. 其在b、c處穿越鋁板所損失的動(dòng)能之比為25:2
D. 其在b、c處穿越鋁板所損失的動(dòng)能之比為27:5
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,光滑曲面與長(zhǎng)度L=1m的水平傳送帶BC平滑連接,傳送帶以v=1m/s的速度運(yùn)行。質(zhì)量m1=1kg的物塊甲(可視為質(zhì)點(diǎn))從曲面上高h=1m的A點(diǎn)由靜止釋放,物塊甲與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2。傳送帶右側(cè)光滑水平地面上有一個(gè)四分之一光滑圓軌道狀物體乙,物體乙的質(zhì)量m2=3kg,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)甲第一次運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的速度大小
(2)甲第二次運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的速度大小
(3)甲第二次到C點(diǎn)后,經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間再次到達(dá)C點(diǎn)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組要研究彈簧的勁度系數(shù)與繞制彈簧的金屬絲直徑間的關(guān)系,為此他們選擇了同種材料制成的不同直徑的鋼絲來(lái)繞制彈簧。
(1)進(jìn)行此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)需要采用控制變量法,除了材料相同外,你認(rèn)為還應(yīng)控制哪些因素相同(寫(xiě)出兩項(xiàng)即可)________________________、______________________。
(2)用游標(biāo)卡尺測(cè)量繞制彈簧的鋼絲直徑,某次測(cè)量示數(shù)如圖所示,則該鋼絲的直徑為____________mm;
(3)根據(jù)下表中相關(guān)數(shù)據(jù),分析可得:在其它條件相同的情況下,彈簧的勁度系數(shù)與其所用鋼絲直徑的___________次冪成正比。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】“中星11號(hào)”是一顆地球同步衛(wèi)星,它主要用于為亞太地區(qū)等區(qū)域用戶提供商業(yè)通信服務(wù)。如發(fā)射過(guò)程的示意圖,先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道I,速度為v1,然后經(jīng)點(diǎn)火,使其沿橢圓軌道2運(yùn)行,在橢圓軌道上P、Q點(diǎn)的速度分別為v2P和v2Q,最后再一次點(diǎn)火,將衛(wèi)星送入同步圓軌道3,速度為v3,軌道1、2相切于Q點(diǎn),軌道2、3相切于P點(diǎn),則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時(shí),以下說(shuō)法正確的是
A. 四個(gè)速率的大小順序?yàn)椋?/span>v2Q>v2P,v2P<v3<v1 ,v3與v2Q的大小不能比較
B. 衛(wèi)星在軌道3上的角速度大于在軌道1上的角速度
C. 衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的加速度小于它在軌道2上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的加速度
D. 衛(wèi)星在軌道1上的機(jī)械能小于它在軌道3上的機(jī)械能
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】【題目】如圖所示,豎直平面內(nèi)有一半圓槽,A、C等高,B為圓槽最低點(diǎn),小球從A點(diǎn)正上方O點(diǎn)靜止釋放,從A點(diǎn)切入圓槽,剛好能運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)。設(shè)球在AB段和BC段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)時(shí)間分別為t1、t2,合外力的沖量大小為I1、I2,則( )
A. B. C. D.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示為多量程多用電表的示意圖。
(1)測(cè)量某電阻時(shí),用歐姆擋“×100”擋時(shí),發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)小,他應(yīng)該換用歐姆擋________擋(填“×10”或“×1 k”),換擋后在測(cè)量前要先進(jìn)行________;若接通3、4時(shí)分別對(duì)應(yīng)“×10”、“×100”擋,則E' =_______ E。
(2)表頭G的標(biāo)記值為10 mA、10 Ω,據(jù)此改裝的多用表測(cè)電流時(shí)的讀數(shù)總比標(biāo)準(zhǔn)電流表的讀數(shù)偏大,則表頭G內(nèi)阻的真實(shí)值_______(填“大于”或“小于”)10 Ω。
(3)現(xiàn)提供以下實(shí)驗(yàn)器材:
A.多用表表頭G,標(biāo)記值為10 mA、10 Ω;
B.電阻箱R(0~999.9 Ω);
C.滑動(dòng)變阻器R1(0~200 Ω,額定電流1 A);
D.滑動(dòng)變阻器R2(0~2 kΩ,額定電流1 A);
E.直流電源E1(電動(dòng)勢(shì)為1.5 V,內(nèi)阻很小);
F.直流電源E2(電動(dòng)勢(shì)為12 V,內(nèi)阻很小);
G.開(kāi)關(guān)S1、S2,導(dǎo)線若干
請(qǐng)?jiān)谒o的方框中,用上述器材設(shè)計(jì)一個(gè)用半偏法較準(zhǔn)確地測(cè)量表頭G內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)電路圖,并在電路圖中標(biāo)明所選擇器材的物理量符號(hào)____________________。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,固定于豎直面內(nèi)的粗糙斜桿長(zhǎng)為1m,桿與水平方向的夾角為30°,質(zhì)量為1 kg的小球套在桿上,小球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,小球在恒定拉力F作用下,沿桿由底端勻速運(yùn)動(dòng)到頂端。已知拉力F的方向與桿在同一豎直平面內(nèi),且與水平方向的夾角大于30°,重力加速度g=10 m/s2。則
A. 拉力F與桿之間的夾角為30。時(shí),F(xiàn)的值最小
B. 拉力F的最小值為5N
C. 拉力F的大小可能為15 N
D. 拉力F做功的最小值為5J
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比,原線圈接圖乙所示的正弦交流電,副線圈與理想電壓表、理想電流表、熱敏電阻 (阻值隨溫度的升高而減小)及報(bào)警器P(有內(nèi)阻)組成閉合電路,回路中電流增加到一定值時(shí)報(bào)警器P將發(fā)出警報(bào)聲,則以下判斷正確的是( )
A. 變壓器原線圈中交流電壓的瞬時(shí)表達(dá)式
B. 電壓表示數(shù)為9V
C. 處溫度升高到一定值時(shí),報(bào)警器P將會(huì)發(fā)出警報(bào)聲
D. 處溫度升高時(shí),變壓器的輸入功率變小
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