【題目】如圖所示,在xOy坐標系中有圓柱形勻強磁場區(qū)域,其圓心在O′(R,0),半徑為R,磁感應強度大小為B,磁場方向垂直紙面向里。在y≥R范圍內,有方向向左的勻強電場,電場強度為E。有一帶正電的徽粒以平行于x軸射入磁場,微粒在磁場中的偏轉半徑剛好也是R。已知帶電徹粒的電量為q,質量為m,整個裝置處于真空中,不計重力。
(1)求微粒進入磁場的速度大。
(2)若微粒從坐標原點射入磁場,求微粒從射入磁場到再次經過y軸所用時間;
(3)若微粒從y軸上y=處射向磁場,求微粒以后運動過程中距y軸的最大距離。
【答案】(1);(2) (3)
【解析】
(1)微粒射入磁場后做勻減速運動,洛倫茲力提供向心力,有:
解得
(2)微粒從原點射入磁場,因在磁場中軌跡半徑也為R,所以微粒經圓弧后以速度v垂直于電場方向進入電場,軌跡如圖甲所示
在磁場中運動時間為
進入電場后做類平拋運動,沿電場方向
解得
故所求時間為:
(3)微粒從y軸上處射向磁場,入射點為P,軌跡圓心為,如圖乙所示
在中=30°,=60°,連接,因,=120°,則=30°,兩圓相交,關于圓心連線對稱,設出射點為Q,由對稱知=30°,出射點Q必位于點正上方。
由于=60°,所以微粒從磁場中出射方向與x軸成。
在電場中微粒沿x軸正方向做初速為 的勻減速運行,加速度大小為
在電場中向右運動的最遠距離
由以上三個方程及可解得
運動過程中距y軸的最遠距離為,即。
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【題目】某同學用落體法測當?shù)氐闹亓铀俣龋瑢嶒炑b置如圖甲所示。打點計時器所接交流電源的頻率為f。
按圖甲所示安裝好實驗器材,接通電源,釋放紙帶,得到一條紙帶如圖乙所示,A、B、C、D、E、F為紙帶上連續(xù)打下的點,用刻度尺測出A點到其它各點的距離并標在紙帶上,該同學采用了兩種方法處理數(shù)據(jù):
(1)先用計算法:用h1、h3、h5、f表示測得的重力加速度g=__________,由于阻力作用,測得的重力加速度比真實值__________(填“小”或“大”)。
(2)再用圖象法:求出打B點時重錘的速度vB=__________,再求出打C、D、E點時的速度,作出打各點時重錘速度v的平方與各點到A點距離h的關系圖象v2-h,如圖丙所示(圖中各量均為已知)。由圖象求得的重力加速度g=__________,用圖象處理數(shù)據(jù)可以減小__________(填“偶然”或“系統(tǒng)”)誤差。
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【題目】已知氘核質量為2.0136u,中子質量為1.0087u, 核的質量為3.0150u.兩個速率相等的氘核對心碰撞聚變成并放出一個中子,釋放的核能也全部轉化為機械能.(質量虧損為1u時,釋放的能量為931.5MeV.除了計算質量虧損外, 的質量可以認為是中子的3倍.)
(1)寫出該核反應的反應方程式;
(2)該核反應釋放的核能是多少?
(3)若測得反應后生成中子的動能是3.12Mev,則反應前每個氘核的動能是多少Mev?
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【題目】如圖所示,兩條相距為L的光滑平行金屬導軌位于水平面(紙面)內,其左端接一阻值為R的電阻,導軌平面與磁感應強度大小為B的勻強磁場垂直,導軌電阻不計。金屬棒ab垂直導軌放置并接觸良好,接入電路的電阻也為R。若給棒以平行導軌向右的初速度v0,當流過棒截面的電荷量為q時,棒的速度減為零,此過程中棒發(fā)生的位移為x。則在這一過程中
A.當流過棒的電荷為時,棒的速度為
B.當棒發(fā)生位移為時,棒的速度為
C.在流過棒的電荷量的過程中,棒釋放的熱量為
D.定值電阻R釋放的熱量為
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【題目】為了測量一節(jié)干電池的電動勢和內電阻,某實驗小組設計了如圖甲所示的電路,實驗室準備了下列器材供選用:
A.待測干電池一節(jié)
B.直流電流表(量程,內阻約為)
C.直流電流表(量程,內阻約為)
D.直流電壓表(量程,內阻約為)
E.直流電壓表(量程,內阻約為)
F.滑動變阻器(阻值范圍為,允許最大電流為1A)
G.滑動變阻器(阻值范圍為,允許最大電流為2A)
H.開關
I.導線若干
(1)實驗中電壓表應選用_______;電流表應選用______;滑動變阻器應選用_____。(填字母代號)
(2)實驗小組在進行實驗時,初始滑片P在最右端,但由于滑動變阻器某處發(fā)生斷路,合上開關S后發(fā)現(xiàn)滑片P向左滑過一段距離x后電流表才有讀數(shù),于是該組同學分別作出了電壓表讀數(shù)U與x、電流表讀數(shù)I與x的關系圖,如圖乙所示,則根據(jù)圖像可知,電池的電動勢為________V,內阻為_________。
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【題目】假設在NeCl蒸氣中存在由鈉離子Na+和氯離子Cl-靠靜電相互作用構成的單個氯化鈉分子,若取Na+和Cl-相距無限遠時的電勢能為零,一個NaCl分子的電勢能為-6.10V。已知使一個中性鈉原子Na最外層電子脫離原子核而形成鈉離子Na+所需的能量(電離能)為5.1eV,使一個中性氯原子Cl結合一個電子形成Cl-所放出的能量(親和能)為3.88V,由此可算出,在將一個NaCl分子分解成彼此遠離的中性鈉原子Na和中性氯原子Cl的過程中,外界提供的總能量為( 。
A.4.88VB.15VC.2.8VD.7.40V
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【題目】甲分子固定在坐標原點O,只在兩分子間的作用力作用下,乙分子沿x軸方向運動,兩分子間的分子勢能與兩分子間距離x的變化關系如圖所示,設乙分子在移動過程中所具有的總能量為0,則下列說法正確的是( )
A.乙分子在P點時加速度為0
B.乙分子在Q點時分子勢能最小
C.乙分子在Q點時處于平衡狀態(tài)
D.乙分子在P點時動能最大
E.乙分子在P點時,分子間引力和斥力相等
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【題目】如圖所示,水平桌面上有三個相同的物體a、b、c疊放在一起, a的左端通過一根輕繩與質量為m = 3kg的小球相連,繩與水平方向的夾角為60°,小球靜止在光滑的半圓形器皿中.水平向右的力F = 40N作用在b上,三個物體保持靜止狀態(tài). g取10m/s2,下列說法正確的是
A.物體c受到向右的靜摩擦力
B.物體b受到一個摩擦力,方向向左
C.桌面對物體a的靜摩擦力方向水平向右
D.撤去力F的瞬間,三個物體將獲得向左的加速度
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【題目】如圖所示,質量M=2kg、高h=0.2m的長木板靜止在粗糙的水平地面上,長木板與地面間的動摩擦因數(shù)。在長木板上放置一個質量m=lkg的鐵塊(可視為質點),開始時鐵塊離長木板左端B點的距離L=0.5m,鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù),設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g =10m/s2。若在長木板上加一個水平向右的恒力F,求:
(1)要將長木板從鐵塊下抽出,水平向右的恒力F應滿足什么條件。
(2)若水平向右的恒力為17N,鐵塊與長木板分離時兩者的速度大小。
(3)在(2)中,在鐵塊落地前的整個過程中,鐵塊、長木板和地面組成的系統(tǒng)因摩擦所產生的熱量。
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