【題目】如圖所示,空間存在兩對(duì)平行板,平行板間存在垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng),板間距d=5cm,MN、PQ為磁場(chǎng)的邊界,MN、PQ之間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),OO,為該區(qū)域的對(duì)稱軸,MN與PQ之間的距離L=2cm.兩個(gè)質(zhì)量均為m、電荷量分別為+q和q的粒子以相同速度大小v0=2×105m/s垂直電場(chǎng)線進(jìn)入電場(chǎng),而后以v=m/s大小的速度進(jìn)入磁場(chǎng),粒子重力不計(jì)。
(1)若兩個(gè)粒子都從O點(diǎn)沿OO′直線入射,試判斷兩粒子的軌跡是否關(guān)于OO,直線對(duì)稱?
(2)若+q粒子從O點(diǎn)沿OO,直線入射,q粒子由O,沿O,o直線入射(未畫出),且已知兩粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期為s,試判斷兩粒子是否會(huì)打到板上,若打到板上,求出打在板上的位置;若不能打在板上,則求出兩粒子分別從O、O,進(jìn)入到第一次離開磁場(chǎng)各自所用的時(shí)間。
(3)若+q粒子仍從O沿OO′直線入射,q粒子從O,沿O,o直線入射,且已知兩粒子的比荷q/m=5×107C/kg,若要使粒子進(jìn)出磁場(chǎng)一次后,從MP或NQ之間離開電場(chǎng),求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍。
【答案】(1)兩粒子的軌跡關(guān)于OO′直線對(duì)稱.(2)正粒子不會(huì)打到板上.運(yùn)動(dòng)時(shí)間為(1+)×10-7s;負(fù)粒子不會(huì)打到板上,運(yùn)動(dòng)時(shí)間為(1+)×10-7s.(3)B>0.8T.
【解析】
(1)正負(fù)粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)初速度大小相等、方向相反.所受的電場(chǎng)力大小相等、方向相反,則加速度大小相等、方向相反,所以兩粒子的軌跡關(guān)于OO′直線對(duì)稱.
(2)粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),平行于電場(chǎng)方向有:vx=v=2×105m/s,,t0=10-7s
垂直于電場(chǎng)方向有:x=v0t0=2cm
粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)周期 T=,則軌跡半徑
正粒子:r+rcos45°=cm<2cm,則不會(huì)打到板上.運(yùn)動(dòng)時(shí)間
負(fù)粒子:x+2rcos45°=4cm<5cm,不會(huì)打到板上,運(yùn)動(dòng)時(shí)間
(3)正粒子:恰到Q點(diǎn)臨界,半徑應(yīng)小于此臨界值,對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度設(shè)為B1.
可得弦長(zhǎng)為r1=4-3=1cm
軌跡半徑 r1=cm
由,得
將r1代入得 B1=0.8T
此時(shí)r1已小于第(2)問(wèn)中的r,故此時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度比B1大.
負(fù)粒子:恰到M點(diǎn)臨界,半徑應(yīng)小于此臨界值,對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度設(shè)為B2.
可得弦長(zhǎng)為 r2=5-2=3cm
軌跡半徑 r2=
此時(shí)r2>r1,對(duì)應(yīng)的B2<B1.
綜合分析得:磁感應(yīng)強(qiáng)度只要大于B1,正粒子既不會(huì)再次進(jìn)入磁場(chǎng)也不會(huì)打到板上,負(fù)粒子也不會(huì)打到板上,即 B>0.8T.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】甲、乙兩汽車在同一條平直公路上同向運(yùn)動(dòng),其速度—時(shí)間圖像分別如圖中甲、乙兩條曲線所示。已知兩車在t1時(shí)刻并排行駛,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 兩車在t2時(shí)刻也并排行駛
B. t2時(shí)刻甲車在后,乙車在前
C. 乙車的加速度大小先減小后增大
D. 在t1 與t2間的中點(diǎn)時(shí)刻兩車距離最大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】(題文)在光滑絕緣水平面上放置一質(zhì)量m=0.2kg、q=+5.0×10-4C的小球,小球系在長(zhǎng)L=0.5m的絕緣細(xì)線上,線的另一端固定在O點(diǎn).整個(gè)裝置置于勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電場(chǎng)方向與水平面平行且沿OA方向,如圖所示(此圖為俯視圖).現(xiàn)給小球一初速度使其繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),小球經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)細(xì)線的張力F=140N,小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,最大動(dòng)能比最小動(dòng)能大20J,小球視為質(zhì)點(diǎn).
(1)求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大。
(2)求運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球的最小動(dòng)能;
(3)若小球運(yùn)動(dòng)到動(dòng)能最小的位置時(shí)細(xì)線被剪斷,則小球經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間其動(dòng)能與在A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能相等?此時(shí)小球距A點(diǎn)多遠(yuǎn)?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】電腦USB接口可用于手機(jī)充電,相當(dāng)于一個(gè)電源.小明想利用測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的方法來(lái)測(cè)量電腦USB接口“等效電源”的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻.
(1)小明從USB接口引出連接線,用多用電表粗測(cè)電動(dòng)勢(shì),選擇的擋位和示數(shù)如圖甲所示,則電動(dòng)勢(shì)的粗略測(cè)量值為____________V.其中與多用電表紅表筆連接的是電源的_________(填“正極”或“負(fù)極”)。
(2)小明根據(jù)粗測(cè)結(jié)果設(shè)計(jì)電路,并根據(jù)電路圖連接實(shí)物如圖乙1所示,USB電源引出線如圖乙2細(xì)節(jié)圖所示,為保護(hù)USB接口,電路中串聯(lián)阻值為3Ω的定值電阻.小明根據(jù)圖乙電路測(cè)出了六組數(shù)據(jù),并將點(diǎn)描在了U-I坐標(biāo)系中,由于測(cè)量方案的原因,數(shù)軸都未從0開始,請(qǐng)你幫他畫好圖線,并根據(jù)圖象求得“等效電源”電動(dòng)勢(shì)E=___V、內(nèi)電阻r=___Ω.(結(jié)果小數(shù)點(diǎn)后面保留一位)
(3)根據(jù)圖丙U-I坐標(biāo)系中的數(shù)據(jù)點(diǎn),發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)接近0.30A時(shí),伏特表示數(shù)要超過(guò)3V量程,為了能測(cè)得更小的電流數(shù)據(jù),提高實(shí)驗(yàn)精度,你認(rèn)為下列做法正確的是___.
A.將伏特表量程換成0-15V B.將伏特表拿掉
C.將電阻箱換成滑動(dòng)變阻器 D.將安培表的量程換為0-3A
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】“打水漂”是男女老少都適合體驗(yàn)的水上項(xiàng)目,將扁平的小石片在手上呈水平放置后,用力飛出,石片遇到水面后并不會(huì)直接沉入水中,而是在水面上擦水面滑行一小段距離后再?gòu)椘鹪亠w,跳躍數(shù)次后沉入水中,即稱為“打水漂”。如圖所示,現(xiàn)在有一人從岸邊離水面高度為1.8m處,以8m/s的水平初速度用力飛出一質(zhì)量為20g的小石片,小石片在水面上彈跳數(shù)次后沉入水底,在水面上滑行時(shí)受到的水平阻力為0.4N。假設(shè)每次小石片接觸水面相同的時(shí)間0.04s后跳起,小石片在水面上滑動(dòng)后在豎直方向上跳起時(shí)的速度與此時(shí)沿水面滑動(dòng)的速度之比為常數(shù)k,k=0.75;小石片在水面上速度減為零后,以0.5m/s2加速度沿豎直方向沉入深為1m的水底。不計(jì)空氣阻力。求:
(1)小石片第一次接觸水面時(shí)的速度;
(2) 小石片從開始到沉入水底的整個(gè)過(guò)程中,水對(duì)小石片做的功;
(3) 小石片從拋出到沉入水底的總時(shí)間。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在同水平直線上的兩位置分別沿同水平方向拋出兩小球A和B,兩球相遇于空中的P點(diǎn),它們的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示.不計(jì)空氣阻力,下列說(shuō)法中正確的是( 。
A. A球拋出的速度大小小于B球拋出的速度大小
B. A球拋出的速度大小大于B球拋出的速度大小
C. 拋出時(shí),兩球同時(shí)拋出
D. 拋出時(shí),先拋出A球后拋出B球
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】下圖是“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖,以下列出了一些實(shí)驗(yàn)步驟:
A.用天平測(cè)出重物和夾子的質(zhì)量 |
B.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用鐵夾固定放到桌邊的鐵架臺(tái)上,使兩個(gè)限位孔在同一豎直面內(nèi) |
C.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在交流電源上,電源開關(guān)處于斷開狀態(tài) |
D.將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔,上端用手提著,下端夾上系住重物的夾子,讓重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,處于靜止?fàn)顟B(tài) |
E.接通電源,待計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后釋放紙帶,之后再斷開電源
F.用秒表測(cè)出重物下落的時(shí)間
G.更換紙帶,重新進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)
(1)對(duì)于本實(shí)驗(yàn),以上不必要的兩個(gè)步驟是_____ 和________
(2)取打下第1個(gè)點(diǎn)O時(shí)重錘的重力勢(shì)能為零,計(jì)算出該重錘下落不同高度h時(shí)所對(duì)應(yīng)的動(dòng)能Ek和重力勢(shì)能Ep.建立坐標(biāo)系,橫軸表示h,縱軸表示Ek和Ep,根據(jù)測(cè)量及計(jì)算得出的數(shù)據(jù)在下圖中繪出圖線Ⅰ和圖線Ⅱ.已求得圖線Ⅰ斜率的絕對(duì)值k1=2.94J/m,圖線Ⅱ的斜率k2=2.80J/m.重錘和紙帶在下落過(guò)程中所受平均阻力與重錘所受重力的比值為_________(用k1和k2表示,不必算出具體數(shù)值).
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量為m1的物體甲通過(guò)三段輕繩懸掛,三段輕繩的結(jié)點(diǎn)為O,輕繩OB水平且B端與放置在水平面上的質(zhì)量為m2的物體乙相連,輕繩OA與豎直方向的夾角θ=37°,物體甲、乙均處于靜止?fàn)顟B(tài)。(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)求:
(1)輕繩OA、OB的拉力是多大?(重力加速度為g)
(2)物體乙受到的摩擦力是多大?方向如何?(重力加速度為g)
(3)若物體乙的質(zhì)量m2=4kg,物體乙與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.3,則欲使物體乙在水平面上不滑動(dòng),物體甲的質(zhì)量m1最大不能超過(guò)多少?(g取10m/s2)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】(9分)某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證“力的平行四邊形定則”。彈簧測(cè)力計(jì)A掛于固定點(diǎn)P,下端用細(xì)線掛一重物M。彈簧測(cè)力計(jì)B的一端用細(xì)線系于 O點(diǎn),手持另一端向左拉,使結(jié)點(diǎn)O靜止在某位置。分別讀出彈簧測(cè)力計(jì)A和B的示數(shù),并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點(diǎn)的位置和拉線的方向。
(1)本實(shí)驗(yàn)用的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的單位為N,圖中A的示數(shù)為_______N。
(2)下列不必要的實(shí)驗(yàn)要求是_________。(請(qǐng)?zhí)顚戇x項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母)
A.應(yīng)測(cè)量重物M所受的重力 |
B.彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)在使用前校零 |
C.拉線方向應(yīng)與木板平面平行 |
D.改變拉力,進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),每次都要使O點(diǎn)靜止在同一位置 |
(3)某次實(shí)驗(yàn)中,該同學(xué)發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)A的指針示數(shù)稍稍超出量程,請(qǐng)你提出一個(gè)解決辦法。
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