【題目】如圖所示,在x軸下方有一勻強電場,方向沿y軸正方向,在y軸上P點由靜止釋放一帶電粒子,離開電場后從O點進入一磁感應強度大小為B的方形勻強磁場區(qū)域(圖中未標出);粒子飛出磁場后從A點進入平行板電容器間的勻強電場,OA連線與x軸成30°角,粒子在A點速度與x軸夾角也是30°,粒子從M點飛出平行板電容器時速度恰好沿x軸正方向。P點距O點以及平行板電容器左邊緣A到y軸的距離都是l,平行板電容器板長為2l,粒子的質量為m,帶電量為q,不計粒子的重力,求:
(1)x軸以下電場的電場強度大小以及方形磁場的方向;
(2)粒子運動到M點的速度大小;
(3)粒子從P到M的運動時間。
【答案】(1)(2)(3)
【解析】(1)粒子的運動軌跡如圖所示,由在電場中粒子的運動軌跡可知,粒子帶正電,在磁場中向右偏轉,故磁場方向垂直紙面向外
設粒子在磁場中運動的半徑為r,由幾何知識可知,解得
在磁場中運動,洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律可得
粒子從P點運動到O點由動能定理可得,解得
(2)粒子在平行板電容器間,沿電場線方向做勻減速運動,沿x軸方向做勻速運動,M點速度是A點速度的水平分量
(3)設粒子從P點運動到O點的時間為,則
在磁場中由幾何知識可得粒子轉過的圓心角,粒子的周期
粒子在磁場中運動的時間
粒子在平行板電容器間運動的時間是,則
粒子從P點運動到M點的運動時間,聯(lián)立解的
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【題目】某實驗小組想通過如圖1所示的實驗裝置來“探究功與速度變化的關系”。實驗中通過改變拉伸的橡皮筋的條數(shù)來改變外力對小車做功W的數(shù)值,用速度傳感器測出每次小車獲得的速度v。
(1)下列關于本實驗的說法中正確的是____________。
A.本實驗需要先平衡摩擦力
B.實驗中必須測出小車的質量m
C.實驗中必須測出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值
D.每次所用的橡皮筋應該是相同規(guī)格,且每次都拉伸到同一位置
(2)某次實驗中同學們通過速度傳感器得到小車沿木板運動的速度隨時間變化的關系圖象如圖2所示,圖中0~t1內的圖線為曲線,t1~t2內的圖線為直線。由此可知,該實驗中存在的不當之處是_____________。
(3)同學們糾正不當之處后,先后用一根、兩根、三根、四根、五根橡皮筋做實驗,通過速度傳感器測出小車各次獲得的速度,并畫出v2–W圖象如圖3所示。測得該圖線的斜率為k,由此可以計算出本實驗中所用的小車的質量為_________。
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【題目】真空中有一折射率n=的直角棱鏡ABC,橫截面如圖所示,∠C=30°,AB的長度為d,過C垂直于BC放一光屏P.一束單色光從AB邊的中點D射入棱鏡,入射方向與AB界面間的夾角為30°,光經AB、AC界面折射后射到光屏上的M點(圖中未畫出),求:
(i)MC的距離;
(i)已知真空中的光速為c,求單色光從D點傳到M點的時間.
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【題目】水平玻璃細管A與豎直玻璃管B、C底部連通,組成如圖所示結構,各部分玻璃管內徑相同。B管上端封有長20cm的理想氣體,C管上端開口并與大氣相通,此時兩管左、右兩側水銀面恰好相平,水銀面距玻璃管底部為25cm.水平細管A內用小活塞封有長度10cm的理想氣體.已知外界大氣壓強為75cmHg,忽略環(huán)境溫度的變化.現(xiàn)將活塞緩慢向左拉,使B管內氣體的氣柱長度為25cm,求A管中理想氣體的氣柱長度。
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【題目】我國首顆量子科學實驗衛(wèi)星“墨子”已于酒泉成功發(fā)射,將在世界上首次實現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信!澳印睂⒂苫鸺l(fā)射至高度為500千米的預定圓形軌道。此前6月在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射了第二十三顆北斗導航衛(wèi)星G7。G7屬地球靜止軌道衛(wèi)星(高度約為36000千米),它將使北斗系統(tǒng)的可靠性進一步提高。關于衛(wèi)星以下說法中正確的是
A.這兩顆衛(wèi)星的運行速度可能大于7.9 km/s
B.通過地面控制可以將北斗G7定點于西昌正上方
C.量子科學實驗衛(wèi)星“墨子”的周期比北斗G7小
D.量子科學實驗衛(wèi)星“墨子”的向心加速度比北斗G7小
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【題目】天文學上把日地距離的平均值稱為一個天文單位,記為1AU。云南天文臺發(fā)現(xiàn)一顆小行星在橢圓軌道上運行,經觀測其與太陽最近距離約為0.6AU、運行周期約為8年。若地球公轉軌道接近圓,小行星和地球繞太陽運行過程中均只考慮太陽對它們的引力作用,下列說法正確的是
A. 小行星軌道半長軸約為4AU
B. 小行星軌道半長軸約為
C. 小行星在近日點的運行速率小于地球繞太陽公轉的速率
D. 小行星在近日點的運行速率大于地球繞太陽公轉的速率
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【題目】如圖所示,B、C是兩塊完全相同的長方體物塊,靜止在光滑水平地面上,物塊B的右端與C的左端相距xo=lm,物塊A(可視為質點)靜止在B的左端。用F=l0N的水平恒力作用于物塊A使其從靜止開始運動,一段時間后物塊B和C碰撞粘在一起,在B與C碰撞瞬間,作用在物塊A上的水平力撤除,最終物塊A恰好沒從C上掉下。已知物塊A、B、C質量均為2kg,物塊A與B、C之間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.2,重力加速度g取l0m/s2。求:
(1)物塊B、C碰撞后瞬間物塊A、B的速度大。
(2)物塊B的長度。
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【題目】無限長通電直導線在周圍某一點產生的磁場的磁感應強度B的大小與電流成正比,與導線到這一點的距離成反比,即B=(式中k為常數(shù)).如圖所示,兩根相距L的無限長直導線分別通有電流I和3I.在兩根導線的連線上有a、b兩點,a點為兩根直導線連線的中點,b點距電流為I的導線的距離為L.下列說法正確的是( )
A. a點和b點的磁感應強度方向相同
B. a點和b點的磁感應強度方向相反
C. a點和b點的磁感應強度大小比為8:1
D. a點和b點的磁感應強度大小比為16:1
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【題目】如圖所示,在某行星表面上有一傾斜的勻質圓盤,盤面與水平面的夾角為30°,圓盤繞垂直于盤面的固定對稱軸以恒定的角速度轉動,盤面上離轉軸距離L處有一小物體與圓盤保持相對靜止,當圓盤的角速度為ω時,小物塊剛要滑動。物體與盤面間的動摩擦因數(shù)為(設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力),該星球的半徑為R,引力常量為G,下列說法正確的是( )
A. 這個行星的質量
B. 這個行星的第一宇宙速度
C. 這個行星的同步衛(wèi)星的周期是
D. 離行星表面距離為R的地方的重力加速度為
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