【題目】如圖所示,半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,圓弧上P點與圓心O的連線垂直于直徑MN,P點放置一粒子源,其向紙面內(nèi)各個方向均勻發(fā)射兩種原子核,的速率為v, 的速率為 ,沿PO方向發(fā)射的恰好從N點離開磁場,忽略原子核間的相互作用及原子核的重力,sin53°=0.8,cos53°=0.6。

(1)求原子核的比荷 (B、v、R表示)及其從P點到邊界MN的最短時間;

(2)其中一原子核的軌跡恰能與ON的中點A相切,粒子的質(zhì)量數(shù)a;

(3)在直徑MN上安裝金屬板,并與電阻r串聯(lián)后接地,帶正電的原子核到達(dá)金屬板后被吸收形成電流。已知粒子源P單位時間內(nèi)發(fā)射n個粒子,其中40%,60%,求穩(wěn)定后通過電阻r的電流大小。(已知電子的電荷量為e)

【答案】(1) ; (2) (3)

【解析】

(1)根據(jù)已知條件作出對應(yīng)的運動軌跡圖,根據(jù)幾何關(guān)系求出最小的圓心解,再根據(jù)求解最短的運動時間;(2)根據(jù)已知條件作出對應(yīng)的運動軌跡圖,根據(jù)幾何關(guān)系求出運動半徑,根據(jù)洛倫茲力提供向心力求出比荷,即可求出質(zhì)量數(shù)a;(3)根據(jù)已知條件作出對應(yīng)的運動軌跡圖,根據(jù)幾何關(guān)系求出對應(yīng)的角度,從而求出粒子可能出射擊的范圍再根據(jù)電流的定義式求出電流的表達(dá)式。

(1)由已知條件得:圓周運動的半徑為R,,

OP最短,其所對應(yīng)的圓心角也最小,對應(yīng)的時間也最短,如圖所示

由幾何關(guān)系得:圓心角為,運動的周期為

故運動的時間為

(2)設(shè)圓周運動半徑為如圖所示、:

由幾何關(guān)系得:

解得:

設(shè)Y粒子的質(zhì)量為,電荷量為

解得:

聯(lián)立解得:,,解得:a=15

(3)Y粒子,設(shè)粒子初速度方向與切線PQ方向夾角為如圖所示:

已知軌跡恰好與A相切,則

代入數(shù)據(jù)解得:解得:

由幾何關(guān)系得Y粒子在范圍內(nèi)出射能到達(dá)金屬板

單位時間打到金屬板的Y粒子數(shù)為

由幾何關(guān)系得Y粒子在范圍內(nèi)出射能到達(dá)金屬板

單位時間打到金屬板的Y粒子數(shù)為

通過電阻r上的電流

練習(xí)冊系列答案
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【題目】12分)如圖所示,A點距坐標(biāo)原點的距離為l,坐標(biāo)平面內(nèi)有邊界過A點和坐標(biāo)原點O的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場方向于垂直坐標(biāo)平面向里。有一電子(質(zhì)量為m、電荷量為e)從A點以初速度v0平行x軸正方向射入磁場區(qū)域,在磁場中運行,從x軸上的B 點射出磁場區(qū)域,此時速度方向與x軸的正方向之間的夾角為60°,求:

磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大。

磁場區(qū)域的圓心O1的坐標(biāo);

電子在磁場中運動的時間。

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【題目】圖中的實線表示電場線,虛線表示只受電場力作用的帶電粒子的運動軌跡,粒子先經(jīng)過M,再經(jīng)過N,可以判定( )

A. 該粒子帶負(fù)電

B. M點的電勢小于N點的電勢

C. 粒子在M點受到的電場力大于在N點受到的電場力

D. 粒子在M點具有的電勢能大于在N點具有的電勢能

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【題目】如圖所示,一固定桿與水平方向夾角為θ,將一滑塊套在桿上,通過輕繩懸掛一個小球。在滑動過程中,滑塊與小球保持相對靜止,繩子與豎直方向夾角為β設(shè)桿與滑塊之間的動摩擦因數(shù)為μ。下列說法正確的是( )

A. μ=0,β=θ

B. μ=0,β=0

C. 若滑塊與小球做勻速直線運動,則β=0

D. 若滑塊與小球做勻速直線運動,則β=θ

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在研究勻變速直線運動實驗中:

(1)實驗器材有打點計時器、交流電源、紙帶、小車、鉤碼、細(xì)繩、一端附有滑輪的長木板,還需要的是__________。

(2)某同學(xué)得到一條的紙帶如圖所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F、G7個計數(shù)點,每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點圖中沒有畫出。

設(shè)打點計時器打點周期為T,打F點時速度為vF,則計算vF的公式為vF=______;(用T和圖中已知物理量表示)

圖中d1=2.00cm、d2=4.50cm、d3=7.60cm、d4=11.30cm、d5=15.40cm、d6=20.00cm,打點計時器打點周期為0.02s,則小車運動的加速度a=______m/s2。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

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【題目】五米三項折返跑的成績反映了人體的靈敏素質(zhì),測定時,受試者聽到口令后起跑,測試員同時開始計時,受試者從起點A全力跑向5m處的B點用手觸摸折返線處后折返返回A點,然后依次到C點、D點最終返回A點,所用時間即為五米三向折返跑的成績,現(xiàn)測得某受試者成績?yōu)?/span>10s,該受試者在測試全過程中的路程和平均速度的大小分別為(  )

A. 0,0 B. 15m,4m/s C. 30m,0 D. 30m,3m/s

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【題目】如圖所示,質(zhì)量為M的斜劈形物體放在水平地面上,質(zhì)量為m的粗糙物塊以某一初速度沿劈的粗糙面向上滑,至速度為零后又加速返回,而物體M始終保持靜止,則在物塊m上、下滑動的過程中

A. 地面對物體M的摩擦力先向左后向右

B. 地面對物體M的摩擦力方向沒有改變

C. 地面對物體M的支持力總是等于(M+m)g

D. 地面對物體M的摩擦力大小不同

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【題目】如圖,s﹣t圖象反映了甲、乙兩車在同一條直道上行駛的位置隨時間變化的關(guān)系,己知乙車做勻變速直線運動,其圖線與t軸相切于10s處,下列說法正確的是( )

A. 5s時兩車速度相等

B. 甲車的速度為4m/s

C. 乙車的加速度大小為16m/s2

D. 乙車的初位置在S0=80m

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【題目】嫦娥二號衛(wèi)星已成功發(fā)射,可以直接進(jìn)入近地點高度200公里、遠(yuǎn)地點高度約38萬公里的地月轉(zhuǎn)移軌道后奔月。當(dāng)衛(wèi)星到達(dá)月球附近的特定位置時,衛(wèi)星就必須急剎車,也就是近月制動,以確保衛(wèi)星既能被月球準(zhǔn)確捕獲,又不會撞上月球,并由此進(jìn)入近月點高度100公里、周期12小時的橢圓軌道a。再經(jīng)過兩次軌道調(diào)整,進(jìn)入高度為100公里的近月圓軌道b。軌道ab相切于P點,如圖,下列說法正確的是(   )

A. 嫦娥二號衛(wèi)星的發(fā)射速度大于11.2 km/s

B. 嫦娥二號衛(wèi)星在a軌道運動時的機(jī)械能小于b軌道上運動的機(jī)械能

C. 嫦娥二號衛(wèi)星在a、b軌道經(jīng)過P點的速度相同

D. 嫦娥二號衛(wèi)星在a、b軌道經(jīng)過P點的加速度相同

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