【題目】如圖所示,以O為原點建立平面直角坐標系Oxy,沿y軸放置一平面熒光屏,在y>0,0<x<0.5m的區(qū)域有垂直于紙面向里的勻強磁場,磁場的磁感應強度大小B=0.5T。在原點O放一個開有小孔粒子源,粒子源能同時放出比荷為q/m=4.0×106kg/C的不同速率的正離子束,沿與x軸成30o角從小孔射入磁場,最后打在熒光屏上,使熒光屏發(fā)亮。入射正離子束的速率在0到最大值vm=2.0×106m/s的范圍內(nèi),不計離子之間的相互作用,也不計離子的重力。
(1)求離子從粒子源放出到打到熒光屏上所用的時間;
(2)求離子打到熒光屏上的范圍;
(3)實際上,從O點射入的正離子束有一定的寬度,設正離子將在與x軸成30o~60o角內(nèi)進入磁場,則某時刻(設為t=0時刻)在這一寬度內(nèi)向各個方向射入各種速率的離子,經(jīng)過×10-7s時這些離子可能出現(xiàn)的區(qū)域面積是多大?
【答案】(1);(2)[0,m];(3)0.26m2.
【解析】
試題(1)離子在磁場中的運動的周期為;由幾何關系知,能夠打在熒光屏上的離子從粒子源放出到打在熒光屏上轉(zhuǎn)過的圓心角均為;故離子從粒子源放出到打在熒光屏所用時間;
(2)由得,,
離子在磁場中運動最大軌道半徑:,由幾何關系知,最大速度的離子剛好沿磁場邊緣打在熒光屏上,如左圖所示,所以長度為:,即離子打到熒光屏上的范圍為。
(3)由幾何關系知,與軸成方向入射的離子,經(jīng)過時間:時離子轉(zhuǎn)過的圓心角為剛好打在y軸上,將時刻這些離子所在坐標連成曲線,方程就是:即都打在軸上,所以在時刻與軸成內(nèi)進入磁場的正離子在時刻全部出現(xiàn)在以O為圓心的扇形范圍內(nèi)。如圖:
則離子可能出現(xiàn)的區(qū)域面積:。
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【題目】一平直的傳送帶以速率v=2 m/s勻速運行,在A處把物體輕輕地放到傳送帶上,經(jīng)過時間t=6 s,物體到達B處,AB相距L=10 m.則:
(1)物體在傳送帶上勻加速運動的時間是多少?
(2)物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為多少?
(3)若物體是煤塊,求物體在傳送帶上的劃痕.
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【題目】如圖甲所示為做“探究外力做功和動能變化的關系”的實驗裝置圖。
(1)本實驗平衡摩擦力時,小車應________(填“拖著”或“不拖”)紙帶。
(2)某同學在實驗中得到了如圖乙所示的紙帶,測得AB=1.44 cm,BC=1.64 cm,CD=1.64 cm,DE=1.59 cm。已知相鄰兩點的打點時間間隔為0.02 s,小車的質(zhì)量m=1kg,則橡皮筋對小車做的功為____________________J,結(jié)果保留3位有效數(shù)字。
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【題目】如圖所示,輕彈簧豎直放置,下端固定在水平地面上,一質(zhì)量為m的小球,從離彈簧上端高h處由靜止釋放。以小球開始下落的位置O為原點,沿豎直向下方向建立坐標軸Ox,在小球開始下落到向下運動到最低點的過程中,小球所受彈簧彈力F的大小隨小球下落的位置坐標x的變化關系如圖所示,虛線分別在y軸和x軸上的交點為mg和h+x0,不計空氣阻力,重力加速度為g。求:
(1)剛要接觸彈簧時,小球的速度大小v;
(2)彈簧的勁度系數(shù)k;
(3)小球下落過程中的最大動能Ek
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【題目】我國首顆由東中校友潘建偉主導的量子衛(wèi)星于2016年8月16日1點40分成功發(fā)射。量子衛(wèi)星成功運行后,我國將在世界上首次實現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信,構建天地一體化的量子保密通信與科學實驗體系。如圖所示,量子衛(wèi)星最后定軌在離地面5×102km的預定圓周軌道,已知地球半徑約為6.4×103km,同步衛(wèi)星距地面約3.6×104km,下列說法正確的是
A. 量子衛(wèi)星的發(fā)射速度可能為7.8km/s
B. 量子衛(wèi)星的環(huán)繞速度小于同步衛(wèi)星的環(huán)繞速度
C. 量子衛(wèi)星的向心加速度小于同步衛(wèi)星的向心加速度
D. 量子衛(wèi)星繞地球的周期小于同步衛(wèi)星繞地球的周期
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【題目】將一銅片和一鋅片分別插入一只蘋果內(nèi),就構成了簡單的“水果電池”,其電動勢約為1.5V.可是這種電池并不能點亮手電筒上額定電壓為1.5V、額定電流為0.3A的小燈泡,原因是流過小燈泡的電流太小了,經(jīng)實驗測得還不足3mA.為了較精確地測定“水果電池”的電動勢和內(nèi)電阻.提供的實驗器材有:
A.電流表A1(量程0~3mA,內(nèi)阻約為0.5Ω) B.電流表A2(量程0~0.6A,內(nèi)阻約為0.1Ω)
C.電壓表V(量程0~1.5V,內(nèi)阻約為3kΩ D.滑動變阻器R1(阻值0~10Ω,額定電流為1A)
E.滑動變阻器R2(阻值0~3kΩ,額定電流為1A)
F.電鍵,導線若 G.水果電池
(1)應選圖______(選填“a”或“b”)電路圖進行實驗.
(2)實驗中電流表應選用__________,滑動變阻器應選用___________(均用序號字母表示).
(3)根據(jù)實驗記錄的數(shù)據(jù),經(jīng)描點、連線得到水果電池的路端電壓隨電流變化的U-I圖象如圖所示,由圖象可知,水果電池的電動勢E=___________V.
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【題目】理發(fā)用的電吹風機中有電動機和電熱絲,電動機帶動風葉轉(zhuǎn)動,電熱絲給空氣加熱,直到熱風將頭發(fā)吹干.設電動機線圈電阻為R1,它與電熱絲的電阻R2串聯(lián)后接到直流電源上,電吹風機兩端電壓為U,電流為I,消耗的電功率為P,則有( )
①P=IU ②P=I2(R1+R2) ③P>IU ④P >I2(R1+R2)
A. ①② B. ①④ C. ②③ D. ③④
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【題目】如圖所示,a、b分別表示一個電池組和一只電阻的伏安特性曲線,則( )
A. 電阻的阻值為5Ω
B. 電池內(nèi)阻是0.2Ω
C. 將該電阻接在該電池組兩端,電池組的輸出功率將是15W
D. 改變外電阻的阻值時,該電池組的最大輸出功率為15W
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【題目】如圖所示為氫原子的能級圖, 已知某金屬的逸出功為 6.44eV,則下列說法正確的是
A. 處于基態(tài)的氫原子可以吸收能量為 12.1eV 的光子而被激發(fā)
B. 用能量為 12.5eV 的電子轟擊處于基態(tài)的氫原子,一定不能使氫原子發(fā)生能級躍遷
C. 用 n=4能級躍遷到 n=1能級輻射的光子照射金屬,從金屬表面逸出的光電子最大初動能為 6.31eV
D. 一群處于 n=4 能級上的氫原子向低能級躍遷時最多產(chǎn)生 4 種譜線
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