【題目】如圖,粒子源由靜止釋放出質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子(不計重力),先經(jīng)水平方向的電場加速,再沿中心軸線射入方向豎直的勻強電場,接著進入方向水平向里的有界勻強磁場(邊界豎直),最后經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)打到磁場左邊界的感光膠片上。已知加速電場的電壓為U0,偏轉(zhuǎn)電場的板間距和極板長均為L、所加電壓為,磁場的磁感應(yīng)強度為。
(1)求帶電粒子穿出偏轉(zhuǎn)電場時的速度大。
(2)求磁場的最小寬度;
(3)若簡轉(zhuǎn)電壓可取與之間的任意一值,為使粒子都能打在感光膠片上,求感光膠片的最小長度。
【答案】(1) ;(2) (3)
【解析】
(1)粒子在加速電場中加速,由動能定理有:
得:
粒子在偏轉(zhuǎn)電場中的偏轉(zhuǎn),由牛頓第二定律:
水平方向上:
豎直方向有:
聯(lián)立以上各式,將代入解得:
(2)如圖1,粒子速度與磁場左邊界的夾角滿足:
解得:θ=60°
粒子在磁場中做圓周運動,由牛頓第二定律有:
由幾何關(guān)系,磁場的最小寬度:
聯(lián)立以上各式,將代入解得:
(3)粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)時的側(cè)移量為:
且:,
所以:為一定值
故感光膠片最小長度即為粒子在偏轉(zhuǎn)電場中最大和最小偏轉(zhuǎn)距離的差值為
在偏轉(zhuǎn)電場中,偏轉(zhuǎn)距離:
當(dāng)時偏轉(zhuǎn)距離最大:(,能穿出偏轉(zhuǎn)電場)
當(dāng)時偏轉(zhuǎn)距離最小,
解得:
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【題目】新能源電瓶車在平直路面上由靜止開始以的加速度勻加速啟動,經(jīng)過4s達到額定功率,隨后電瓶車保持該額定功率繼續(xù)行駛了6s達到最大速度,設(shè)電瓶車受到的阻力恒定,大小為車重的,重力加速度g取,求:
(1)電瓶車在平直路面上行駛的最大速度的大。
(2)電瓶車由靜止開始至達到最大速度所行駛的位移大小。
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【題目】如圖所示,物體沿不同的路徑從A運動到B,其中按不同的路徑:①有摩擦作用;②無摩擦作用,③無摩擦,但有其他外力拉它.比較這三種情況下重力做的功W1、W2、W3,重力勢能的變化量ΔEp1、ΔEp2、ΔEp3的關(guān)系,以下正確的是( )
A. W1>W2>W3 B. W1=W2=W3
C. ΔEp1=ΔEp2=ΔEp3 D. ΔEp1<ΔEp2<ΔEp3
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【題目】如圖,長為1m的金屬直棒以1m/s的速度沿傾角60°的絕緣斜面勻速下滑,斜面處在方向豎直向下、磁感應(yīng)強度為0.1T的勻強磁場中。則在金屬棒勻速下滑的過程中
A.棒內(nèi)電子受洛侖茲力作用,棒受到安培力作用
B.棒內(nèi)電子不受洛侖茲力作用,棒不受安培力作用
C.棒兩端的電壓為0.05V
D.棒兩端的電壓為0.1V
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【題目】如圖所示,小球質(zhì)量為m,用長為L的輕質(zhì)細(xì)線懸掛在O點,在O點的正下方L/2處有一釘子P,把細(xì)線沿水平方向拉直,無初速度地釋放小球,當(dāng)細(xì)線碰到釘子的瞬間,設(shè)線沒有斷裂,則下列說法不正確的是( )
A. 小球的角速度突然增大
B. 小球的瞬時線速度突然增大
C. 小球的向心加速度突然增大
D. 小球?qū)揖的拉力突然增大
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【題目】如圖,透明容器中裝有足夠深的某種均勻液體,液面上豎直倒插著一根質(zhì)量m=0.01kg的細(xì)長玻璃試管,當(dāng)外界大氣壓強p0=1.01×105Pa時,試管靜止時露出液面的長度為L=5cm,管中空氣柱的總長度為L0=15cm,已知試管橫藏面積為S=1×10-4m2,重力加速度g=10m/s2。試管的壁厚不計,試管與液體之間的粘滯力也不計。
(i)求該液體的密度;
(ii)若溫度不變,但由于某種原因?qū)е峦饨绱髿鈮簭娮優(yōu)?/span>p′0=0.99×105Pa時,求試管再次靜止后露出水面部分的長度L′。
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【題目】如圖所示,輕質(zhì)彈簧一端固定,另一端連接一小物塊,O點為彈簧在原長時物塊的位置.物塊由A點靜止釋放,沿粗糙程度相同的水平面向右運動,最遠(yuǎn)到達B點.在從A到B的過程中,物塊
A. 加速度先減小后增大
B. 經(jīng)過O點時的速度最大
C. 所受彈簧彈力始終做正功
D. 所受彈簧彈力做的功等于克服摩擦力做的功
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【題目】如圖所示,豎直平面內(nèi)有一光滑圓弧軌道,其半徑為R=0.5m,平臺與軌道的最高點等高,一質(zhì)量m=0.8kg的小球從平臺邊緣的A處水平射出,恰能沿圓弧軌道上P點的切線方向進入軌道內(nèi)側(cè),軌道半徑OP與豎直線的夾角為53°,已知sin53°=0.8,cos53°=0.6,g取10m/s2,試求:
(1)小球從平臺上的A點射出時的速度大小v0;
(2)小球從平臺上的射出點A到圓軌道入射點P之間的水平距離L;
(3)小球到達圓弧軌道最低點時的速度大小。
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【題目】2020年3月9日,我國西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射北斗系統(tǒng)第54顆導(dǎo)航衛(wèi)星。這是“北斗三號”中的第2顆地球靜止軌道衛(wèi)星。該衛(wèi)星在短報文通信、精密單點定位等特色服務(wù)上發(fā)揮著關(guān)鍵作用。下列對該衛(wèi)星的分析正確的是( 。
A.該衛(wèi)星在軌道上運行時一定經(jīng)過西昌衛(wèi)星發(fā)射中心的正上空
B.該衛(wèi)星所需向心力與“北斗三號”中的第1顆地球靜止軌道衛(wèi)星所需向心力相同
C.若只已知地球的自轉(zhuǎn)周期,則可以求出該衛(wèi)星的角速度大小
D.若只已知地球表面的重力加速度和地球自轉(zhuǎn)周期,則可以求出該衛(wèi)星距地面的高度
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