【題目】現(xiàn)代科學(xué)儀器常利用電場(chǎng)磁場(chǎng)控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng),如圖所示,真空中存在著多層緊密
相鄰的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),寬度均為d電場(chǎng)強(qiáng)度為E,方向水平向左;垂直紙面向里磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1,垂直紙面向外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2,電場(chǎng)磁場(chǎng)的邊界互相平行且與電場(chǎng)方向垂直.一個(gè)質(zhì)量為、電荷量為的帶正電粒子在第層電場(chǎng)左側(cè)邊界某處由靜止釋放,粒子始終在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),不計(jì)粒子重力及運(yùn)動(dòng)時(shí)的電磁輻射.
(1)求粒子在第2層磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)速度的大小與軌跡半徑;
(2)粒子從第n層磁場(chǎng)右側(cè)邊界穿出時(shí),速度的方向與水平方向的夾角為,試求;
(3)若粒子恰好不能從第n層磁場(chǎng)右側(cè)邊界穿出,試問(wèn)在其他條件不變的情況下,也進(jìn)入第n層磁場(chǎng),但比荷較該粒子大的粒子能否穿出該層磁場(chǎng)右側(cè)邊界,請(qǐng)簡(jiǎn)要推理說(shuō)明之
【答案】(1); (2); (3)見(jiàn)解析;
【解析】(1)粒子在進(jìn)入第2層磁場(chǎng)時(shí),經(jīng)兩次電場(chǎng)加速,中間穿過(guò)磁場(chǎng)時(shí)洛倫茲力不做功,由動(dòng)能定理,有:
解得:
粒子在第2層磁場(chǎng)中受到的洛倫茲力充當(dāng)向心力,有:
聯(lián)立解得:
(2)設(shè)粒子在第n層磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度為vn,軌跡半徑為rn(下標(biāo)表示粒子所在層數(shù)),
粒子進(jìn)入到第n層磁場(chǎng)時(shí),速度的方向與水平方向的夾角為,從第n層磁場(chǎng)右側(cè)邊界突出時(shí)速度方向與水平方向的夾角為,粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),垂直于電場(chǎng)線(xiàn)方向的速度分量不變,有:
由圖根據(jù)幾何關(guān)系可以得到:
聯(lián)立可得:
由此可看出,,…,為一等差數(shù)列,公差為d,可得:
當(dāng)n=1時(shí),由下圖可看出:
聯(lián)立可解得:
(3)若粒子恰好不能從第n層磁場(chǎng)右側(cè)邊界穿出,則:
,
在其他條件不變的情況下,打印服務(wù)比荷更大的粒子,設(shè)其比荷為,假設(shè)通穿出第n層磁場(chǎng)右側(cè)邊界,粒子穿出時(shí)速度方向與水平方向的夾角為,由于,則導(dǎo)致:
說(shuō)明不存在,即原假設(shè)不成立,所以比荷較該粒子大的粒子不能穿出該層磁場(chǎng)右側(cè)邊界。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】我國(guó)女子短道速滑隊(duì)在2013年世錦賽上實(shí)現(xiàn)女子3 000 m接力三連冠。觀(guān)察發(fā)現(xiàn),“接棒”的運(yùn)動(dòng)員甲提前站在“交棒”的運(yùn)動(dòng)員乙前面,并且開(kāi)始向前滑行,待乙追上甲時(shí),乙猛推甲一把,使甲獲得更大的速度向前沖出。在乙推甲的過(guò)程中,忽略運(yùn)動(dòng)員與冰面間在水平方向上的相互作用,則( )
A. 甲對(duì)乙的沖量一定等于乙對(duì)甲的沖量
B. 甲、乙的動(dòng)量變化一定大小相等、方向相反
C. 甲的動(dòng)能增加量一定等于乙的動(dòng)能減少量
D. 甲對(duì)乙做多少負(fù)功,乙對(duì)甲就一定做多少正功
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】對(duì)于熱現(xiàn)象,下列說(shuō)法正確的是
A. 單晶體一定是單質(zhì),不可能是化合物
B. 單晶體有固定的熔點(diǎn),多晶體沒(méi)有固定的熔點(diǎn)
C. 水的飽和蒸汽壓與溫度有關(guān),與水周?chē)钠渌麣怏w的壓強(qiáng)無(wú)關(guān)
D. 由于液體表面有收縮的趨勢(shì),故液體表面的分子之間不存在斥力
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】關(guān)于洛倫茲力,下列說(shuō)法正確的是 ( )
A. 電荷處于磁場(chǎng)中一定受到洛倫茲力
B. 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中一定受到洛倫茲力
C. 某運(yùn)動(dòng)電荷在某處未受到洛倫茲力,該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零
D. 洛倫茲力可改變運(yùn)動(dòng)電荷的運(yùn)動(dòng)方向
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】用光電門(mén)和數(shù)字計(jì)時(shí)器測(cè)量自由落體的重力加速度。
(1)裝置如圖所示,過(guò)程如下:
①按圖將光電A、B和電磁鐵安裝在支架上,調(diào)整它們的位置使三者在同一豎直線(xiàn)上,當(dāng)電磁鐵斷電釋放小球后小球能順利通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)。
②將數(shù)字計(jì)時(shí)器與光電門(mén)連接,再接通電磁鐵電源吸住小球,開(kāi)始實(shí)驗(yàn),切斷電磁鐵電源,小球落下,當(dāng)小球經(jīng)過(guò)光電門(mén)A,光路被切斷瞬間,開(kāi)始計(jì)時(shí);當(dāng)小球經(jīng)過(guò)光電門(mén)B,光路被切斷瞬間停止計(jì)時(shí),記錄數(shù)字計(jì)時(shí)器顯示的時(shí)間△t。
③用直尺測(cè)出從小球開(kāi)始下落的位置到兩個(gè)光電門(mén)中心的距離h1、h2
由此可計(jì)算重力加速度的表達(dá)式為g=________。(用含有△t、h1,h2的表達(dá)式表示)
(2)請(qǐng)寫(xiě)出一條能夠減小本實(shí)驗(yàn)誤差的方法。________________________________________
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,公路上有一輛公共汽車(chē)以10m/s的速度勻速行駛,為了平穩(wěn)?吭谡九_(tái),在距離站臺(tái)P左側(cè)位置50m處開(kāi)始剎車(chē)做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).同時(shí)一個(gè)人為了搭車(chē),從距站臺(tái)P右側(cè)位置28m處從靜止正對(duì)著站臺(tái)跑去,假設(shè)人先做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),速度達(dá)到4m/s后接著做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),人和車(chē)的速度都減小到零時(shí)到達(dá)站臺(tái),且人加速和減速時(shí)的加速度大小相等.求:
(1)計(jì)算說(shuō)明人和車(chē)能否同時(shí)到達(dá)站臺(tái);
(2)人的加速度的大小.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,男同學(xué)站立不動(dòng)吹口哨,一位女同學(xué)坐在秋千上來(lái)回?cái)[動(dòng),下列關(guān)于女同學(xué)的感受的說(shuō)法正確的是( )
A. 女同學(xué)從A向B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,她感覺(jué)哨聲音調(diào)變高
B. 女同學(xué)從E向D運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,她感覺(jué)哨聲音調(diào)變高
C. 女同學(xué)在C點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)時(shí),她感覺(jué)哨聲音調(diào)不變
D. 女同學(xué)在C點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)時(shí),她感覺(jué)哨聲音調(diào)變低
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星沿地月轉(zhuǎn)移軌道直奔與球,在距月球表面200km的P點(diǎn)進(jìn)行第一次變軌后被月球捕獲,先進(jìn)入橢圓軌道Ⅰ繞月飛行,如圖所示,之后,衛(wèi)星在P點(diǎn)又經(jīng)過(guò)兩次變軌,最后在距月球表面200km的圓形軌道Ⅲ上繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng).對(duì)此,下列說(shuō)法正確的是( 。
A. 衛(wèi)星在軌道Ⅲ上運(yùn)動(dòng)的速度小于月球的第一宇宙速度
B. 衛(wèi)星在軌道Ⅲ上運(yùn)動(dòng)周期比在軌道Ⅰ上大
C. 衛(wèi)星在軌道Ⅲ上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的加速度等于沿軌道Ⅰ運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的加速度
D. Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三種軌道運(yùn)行相比較,衛(wèi)星在軌道Ⅰ上運(yùn)行的機(jī)械能最大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一物體由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中,物體的動(dòng)能由12J減少到8J,重力勢(shì)能由3J增加到7J,此過(guò)程中( )
A. 物體的速度減小B. 物體的機(jī)械能不變C. 物體的機(jī)械能減少D. 物體的位置降低
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