【題目】在真空中,邊長為3L的正方形區(qū)域ABCD分成相等的三部分,左右兩側(cè)為勻強磁場,中間區(qū)域為勻強電場,如圖所示.左側(cè)磁場的磁感應(yīng)強度大小為B1= ,方向垂直紙面向外;右側(cè)磁場的磁感應(yīng)強度大小為B2=,方向垂直于紙面向里;中間區(qū)域電場方向與正方形區(qū)域的上下邊界平行.一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子從平行金屬板的正極板開始由靜止被加速,加速電壓為U,加速后粒子從a點進入左側(cè)磁場,又從距正方形上下邊界等間距的b點沿與電場平行的方向進入中間區(qū)域的電場中,不計粒子重力.
(1)求a點到A點的距離.
(2)電場強度E的取值在什么范圍內(nèi)時粒子能從右側(cè)磁場的上邊緣CC1間離開?
(3)改變中間區(qū)域的電場方向和場強大小,粒子可從D點射出,求粒子在左右兩側(cè)磁場中運動的總時間.
【答案】(1) ;(2);(3)
【解析】
(1)粒子在金屬板間加速時,有qU=mv2 ① (1分)
粒子在左側(cè)磁場中運動時,如圖甲所示,有qvB1=m ② (1分)
sin α= ③ (1分)
a點到A點的距離x=-R1(1-cos α)、 (1分)
聯(lián)立解得x=L (1分)
(2)如圖甲所示,粒子在右側(cè)磁場中以半徑為Rn和Rm的兩軌跡為臨界軌跡從上邊緣CC1離開磁場時,有Rn=L、 (1分)
Rm=L、 (1分)
又qvnB2=m ⑦
qvmB2=m、
粒子在中間電場運動時,有
qEnL=mv-mv2、 (1分)
qEmL=mv-mv2、 (1分)
聯(lián)立解得En=,Em=
電場強度的取值范圍為<E<. (2分)
(3)粒子在左右磁場中運動,T1=
T2= (1分)
必須改變中間區(qū)域的電場方向并取定電場E的某一恰當(dāng)確定數(shù)值,粒子才能沿如圖乙所示的軌跡從D點射出
由①~③式可得:α=60°,有t=+ (2分)
聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得t= (2分)
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【題目】水平恒定推力F1和F2分別作用于水平面上原來靜止的、質(zhì)量相等的a、b兩物體上,作用一段時間后撤去推力,由于慣性.物體將繼續(xù)運動一段時間后才能停下,兩物體的v﹣t圖象如圖所示,已知圖中線段AB∥CD,則( 。
A. a物體受到的摩擦力小于b物體受到的摩擦力
B. a物體受到的摩擦力大于b物體受到的摩擦力
C. F1的沖量大于F2的沖量
D. F1的沖量小于F2的沖量
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【題目】如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A沿平行于縱軸的直線變化到狀態(tài)B,則它的狀態(tài)變化過程是( )
A. 氣體的溫度不變
B. 氣體的內(nèi)能增加
C. 氣體分子的平均速率減少
D. 氣體分子在單位時間內(nèi)與器壁在單位面積上碰撞的次數(shù)減小
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【題目】如圖所示,質(zhì)量為m的足球在水平地面的位置1被踢出后落到水平地面的位置3,在空中達到的最高點位置2的高度為h,已知重力加速度為g。下列說法正確的是:
A. 足球由1運動到2的過程中,重力做的功為mgh
B. 足球由2運動到3的過程中,重力勢能減少了mgh
C. 足球由1運動到3的過程中,重力做的功為2mgh
D. 因為沒有選定參考平面,所以無法確定重力勢能變化了多少
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【題目】如圖,在x軸上方存在勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B,方向垂直于紙面向外;在x軸下方存在勻強電場,電場方向與xOy平面平行,且與x軸成夾角。一質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的粒子以初速度v0從y軸上的P點沿y軸正方向射出,一段時間后進入電場,進入電場時的速度方向與電場方向相反;又經(jīng)過一段時間T0,磁場的方向變?yōu)榇怪庇诩埫嫦蚶,大小不變。不計重力?/span>
(1)求粒子從P點出發(fā)至第一次到達x軸時所需時間;
(2)若要使粒子能夠回到P點,求電場強度的最大值。
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【題目】為了安全,在公路上行駛的汽車之間應(yīng)保持必要的距離。我國交通管理部門規(guī)定:高速公路上行駛的汽車安全距離為200m,汽車行駛的最高速度為120km/h。
(1)根據(jù)下面提供的資料,通過計算來說明安全距離為200m的理論依據(jù),g取10m/s2。
(2)假設(shè)駕駛員的反應(yīng)時間為0.3s~0.6s,求路面與輪胎之間的動摩擦因數(shù)應(yīng)取值范圍為多少?
各種路面與輪胎之間的動摩擦因數(shù)
路面 | 動摩擦因數(shù) |
干瀝青與混凝土路面 | 0.7~0.8 |
干碎石路面 | 0.6~0.7 |
濕瀝青與混凝土路面 | 0.32~0.4 |
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【題目】為了探究碰撞中的不變量,小明同學(xué)設(shè)計了如下實驗,小球A系在細線的一端,線的另一端固定在O點,O點到水平面的高度為h,物塊B質(zhì)量是小球A的5倍,放置于粗糙的水平面上且位于O點正下方物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ,現(xiàn)拉動小球使線水平伸直,小球由靜止開始釋放,運動到最低點時與物塊發(fā)生正碰(碰撞時間極短),觀察到小球A反彈。小球與物塊均可視為質(zhì)點,空氣阻力可以忽略不計,重力加速度為g
(1)為了探究碰撞中的不變量,還需要測量的物理量有哪些___________
A.小球與物塊碰撞的時間△t B.物塊B被碰后沿水平面運動的距離l
C.小球A反彈后擺線上擺的最大角度θ D.小球A反彈后上升到最高點的時間t
(2)小球A與物塊發(fā)生正碰后的瞬間速度大小為___________,物塊被碰后瞬間速度大小為_______(用上一問中物理量表示)。
(3)為了探究碰撞中的不變量,當(dāng)碰撞前后瞬間滿足關(guān)系式___________,即說明,碰撞前后瞬間兩物體組成的系統(tǒng)動量守恒;當(dāng)碰撞前后瞬間滿足關(guān)系式_______,即說明碰撞前后瞬間兩物體組成的系統(tǒng)機械能守恒。
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【題目】一根輕彈簧的伸長量x跟所受的外力F之間的關(guān)系圖象如下圖所示
(1)求彈簧的勁度系數(shù)k;
(2)若彈簧原長l0=60 cm,當(dāng)把彈簧壓縮到40 cm長時,需要多大的壓力?
(3)如果用600 N的拉力拉彈簧(仍在彈性限度內(nèi),彈簧原長同上),彈簧長度l是多少?
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【題目】如圖所示,單匝正方形閉合線框abcd由粗細均勻的絕緣棒制成,每邊長為A,P是線框的中心,線框上均勻地分布著正電荷.現(xiàn)在線框下側(cè)中點M處取下足夠短的帶電量為Q的一小段,將其沿PM連線向下移動的距離到N處,若線框的其他部分的帶電量與電荷分布保持不變,則此時P點的電場強度大小為( 。
A. B. C. D.
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