【題目】如圖所示,水平放置的兩平行金屬板間存在相互垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1,方向與紙面垂直,電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E=2.0×105V/m,方向豎直向下,PQ為板間中線。緊靠平行板右側(cè)邊緣建立平面直角坐標(biāo)系xOy,在第一象限內(nèi),存在著以AO為理想邊界的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,方向如圖所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=B3=0.6T,AO和y軸間的夾角=30°。一束帶負(fù)電的粒子,質(zhì)量不同,帶電量q=2.5×10-8C,以v=5×105m/s的水平速度從P點(diǎn)射入板間,沿PQ做直線運(yùn)動(dòng),穿出平行板區(qū)域后從y軸上坐標(biāo)為(0,0.3m)的Q點(diǎn)垂直于y軸射入磁場(chǎng)區(qū)域。(粒子的重力不計(jì))
(1)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大小和方向;
(2)若粒子不能穿過AO邊界,試確定其質(zhì)量m應(yīng)滿足的條件;
(3)若m=9.0×10-15kg,求粒子從Q點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域開始至第n次通過AO邊界時(shí)的位置到原點(diǎn)O的距離和該過程經(jīng)歷的時(shí)間。(結(jié)果可保留π)
【答案】(1)0.4T,方向垂直于紙面向里 (2) m≤3×10-15kg (3) (6n-5)π×10-7s (n=1,2,3…)
【解析】
(1)帶電粒子在板間做直線運(yùn)動(dòng),有
qvB1=qE
解得
B1==0.4T
方向垂直于紙面向里.
(2)如圖所示,當(dāng)粒子恰好與AO邊界相切時(shí),設(shè)其軌道半徑為R,
粒子質(zhì)量為m0,則由幾何關(guān)系可得
解得
R=0.1m
由牛頓第二定律得
解得:
所以
m≤3×10-15kg(或m<3×10-15kg)
(3)設(shè)質(zhì)量m=9.0×10-15kg的粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r,有
解得
r=0.3m
設(shè)粒子第n次通過AO邊界的點(diǎn)為An,則
(n=1,2,3…)
帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期為
根據(jù)運(yùn)動(dòng)圓軌跡的圓心角,可得粒子第n次通過AO邊界的時(shí)間為
t=(6n-5)π×10-7s (n=1,2,3…)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,斜面傾角為θ=37°,一質(zhì)量為m=7kg的木塊恰能沿斜面勻速下滑,(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)
(1)物體受到的摩擦力大小
(2)物體和斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)?
(3)若用一水平恒力F作用于木塊上,使之沿斜面向上做勻速運(yùn)動(dòng),此恒力F的大小.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在光滑水平桌面EAB上有質(zhì)量為m=2 kg的小球P和質(zhì)量為M=1 kg的小球Q,P、Q之間壓縮一輕彈簧(輕彈簧與兩小球不拴接),桌面邊緣E處放置一質(zhì)量也為M=1 kg的橡皮泥球S,在B處固定一與水平桌面相切的光滑豎直半圓形軌道。釋放被壓縮的輕彈簧,P、Q兩小球被輕彈簧彈出,小球P與彈簧分離后進(jìn)入半圓形軌道,恰好能夠通過半圓形軌道的最高點(diǎn)C;小球Q與彈簧分離后與桌面邊緣的橡皮泥球S碰撞后合為一體飛出,落在水平地面上的D點(diǎn)。已知水平桌面高為h=0.2 m,D點(diǎn)到桌面邊緣的水平距離為x=0.2 m,重力加速度為g=10 m/s2,求:
(1)小球P經(jīng)過半圓形軌道最低點(diǎn)B時(shí)對(duì)軌道的壓力大小NB′;
(2)小球Q與橡皮泥球S碰撞前瞬間的速度大小vQ;
(3)被壓縮的輕彈簧的彈性勢(shì)能Ep。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖如圖所示.銅圓盤安裝在豎直的銅軸上,兩銅片P、Q分別與圓盤的邊緣和銅軸接觸.圓盤處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中.圓盤旋轉(zhuǎn)時(shí),關(guān)于流過電阻R的電流,下列說法正確的是( )
A.若圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度恒定,則電流大小恒定
B.若從上向下看,圓盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),則電流沿a到b的方向流動(dòng)
C.若圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變,角速度大小發(fā)生變化,則電流方向可能發(fā)生變化
D.若圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)樵瓉淼?/span>2倍,則電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉淼?/span>2倍
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】伽利略創(chuàng)造的把實(shí)驗(yàn)、假設(shè)和邏輯推理相結(jié)合的科學(xué)方法,有力地促進(jìn)了人類科學(xué)認(rèn)識(shí)的發(fā)展。利用如圖所示的裝置做如下實(shí)驗(yàn):小球從左側(cè)斜面上的O點(diǎn)由靜止釋放后沿斜面向下運(yùn)動(dòng),并沿右側(cè)斜面上升。斜面上先后鋪墊三種粗糙程度逐漸減小的材料時(shí),小球沿右側(cè)斜面上升到的最高位置依次為1、2、3。根據(jù)三次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比,可以得到的最直接結(jié)論是
A.如果斜面光滑,小球?qū)⑸仙脚cO點(diǎn)等高的位置
B.如果小球不受力,它將勻速直線運(yùn)動(dòng)
C.如果小球受力,它將改變?cè)瓉淼倪\(yùn)動(dòng)狀態(tài)
D.如果小球受力一定時(shí),質(zhì)量越大,它的加速度越小
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)想利用所學(xué)力學(xué)知識(shí)研究地鐵列車的運(yùn)動(dòng)情況,他把一根細(xì)繩的下端綁著一支圓珠筆,細(xì)繩的上端用電工膠布臨時(shí)固定在地鐵列車車廂里豎直扶手上。在地鐵列車運(yùn)動(dòng)的某段過程中,他觀察到細(xì)繩偏離了豎直方向,并相對(duì)車廂保持靜止。他用手機(jī)拍攝了當(dāng)時(shí)情景,如圖所示, 拍攝方向跟地鐵列車運(yùn)動(dòng)方向垂直。根據(jù)這張照片,你能推斷出這段過程中
A.地鐵列車加速度方向B.地鐵列車速度方向
C.地鐵列車勻速運(yùn)動(dòng)D.地鐵列車一定加速運(yùn)動(dòng)
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【題目】如圖,一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷固定于O點(diǎn),兩虛線圓均以O為圓心,兩實(shí)線分別為帶電量大小相等的帶電粒子M和N先后在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡,a、b、c、d、e為軌跡和虛線圓的交點(diǎn)。不計(jì)重力。下列說法說法正確的是
A.M帶正電荷,N帶負(fù)電荷
B.M在b點(diǎn)的電勢(shì)能小于它在a點(diǎn)的電勢(shì)能
C.N在c點(diǎn)的動(dòng)能小于它在e點(diǎn)的動(dòng)能
D.N在從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)動(dòng)能變化量大于M從a點(diǎn)到b點(diǎn)動(dòng)能變化量的絕對(duì)值
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【題目】手機(jī)電池多為鋰電池,這種電池的電動(dòng)勢(shì)并不是一個(gè)定值,剛充滿的電池電動(dòng)勢(shì)約4.2V,在使用過程中降低到3.2V時(shí)建議終止放電。為盡可能精確地測(cè)量出某手機(jī)電池剛充滿電時(shí)的電動(dòng)勢(shì),可供選用的器材如下∶
A.電流表A:量程0~0.6A、內(nèi)阻0.6Ω
B.電壓表V:量程0~15V、內(nèi)阻3kΩ
C.滑動(dòng)變阻器R:最大阻值5Ω
D.電阻箱R0: 0~9999Ω
E.待測(cè)手機(jī)電池E
F.一個(gè)開關(guān)S及導(dǎo)線若干
(1)選用合適的儀器,在答題紙的虛線框內(nèi)畫出你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖_________;
(2)根據(jù)自己設(shè)計(jì)的電路,得到電動(dòng)勢(shì)需要測(cè)量的物理量有________,電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值的表達(dá)式________。
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【題目】如圖所示,兩個(gè)質(zhì)量分別為m1=1kg、m2=4kg的物體置于光滑的水平面上,中間用輕質(zhì)彈簧秤連接。兩個(gè)大小分別為F1=34N、F2=24N的水平拉力分別作用在m1、m2上,則達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后,下列說法不正確的是()
A.m1、m2以2m/s2的加速度向右運(yùn)動(dòng)
B.彈簧秤的示數(shù)是10N
C.在突然撤去F2的瞬間,m2的加速度大小為8m/s2
D.在突然撤去F1的瞬間,m1的加速度大小為32m/s2
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