【題目】如圖所示,在xOy平面內(nèi),第Ⅲ象限內(nèi)的直線OM是電場與磁場的邊界線,OM與x軸負方向成45°夾角.在+y軸與直線OM的左側(cè)空間存在沿x軸負方向的勻強電場,場強大小為E,在+x軸下方與直線OM的右側(cè)空間存在垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B。一帶負電微粒從坐標原點O沿y軸負方向進入磁場,第一次經(jīng)過磁場邊界時的位置坐標是(-L,-L)。已知微粒的電荷量大小為q,質(zhì)量為m,不計微粒所受重力,微粒最后從+y軸上某點飛出場區(qū)(圖中未畫出),求:
(1)帶電微粒從坐標原點O進入磁場時的初速度;
(2)帶電微粒在電場和磁場區(qū)域運動的總時間。
【答案】(1) (2)
【解析】試題分析:(1)由幾何關(guān)系求出微粒運動的半徑,由微粒在磁場運動的規(guī)律求出進入磁場的初速度;(2)微粒在磁場中做勻速圓周運動,根據(jù)轉(zhuǎn)過的圓心角和周期可求粒子運動時間,在電場中做勻變速直線運動可以根據(jù)運動學(xué)公式求得時間,當微粒第二次進入電場做類平拋運動由運動規(guī)律求微粒的運動時間即可.
(1)設(shè)微粒從原點O進入磁場時的初速度為,在磁場中的運動半徑為r
則有:
由微粒第一次經(jīng)過磁場邊界上的點A坐標是(-L,-L)
由幾何關(guān)系可知:r=L
聯(lián)立解得:
(2)微粒到達A點時,速度方向與OM夾角為45°,即與電場平行.微粒在電場中從A點開始向-x方向做減速運動,后原路返回A點,再在磁場中做勻速圓周運動到C點進入電場,微粒的運動軌跡如圖所示.
微粒做圓周運動的向心力由洛侖茲力提供,即,又
設(shè)微粒在磁場中運動的總時間為,根據(jù)幾何關(guān)系,微粒在磁場中運動的路徑剛好是一個完整的圓周,所以
根據(jù)對稱性,微粒到達C點時的速度方向應(yīng)沿+y方向,此后在電場中做類平拋運動
從D點離開電場,設(shè)其加速度為a,運動時間為,則有qE=ma
從C運動到D在x方向的位移為
設(shè)微粒從A點進入電場后做往返運動的總時間為,則有
微粒在電場、磁場區(qū)域運動的總時間為
聯(lián)立以下各式并代入數(shù)據(jù)解得:
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,某同學(xué)為了探究求合力的方法,將彈簧測力計B掛于豎直木板上的固定點C,下端用細線掛一重物M,手持彈簧測力計A拉結(jié)點O.分別讀出彈簧測力計A和B的示數(shù),并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點的位置和拉線的方向.
(1)圖中彈簧測力計B的示數(shù)為________N;
(2)關(guān)于本實驗的要求,下列說法正確的是________;
A.拉線方向應(yīng)與木板平面平行
B.重物M的重力可以不用測量
C.改變拉力,進行多次實驗,每次都要記錄拉力的方向
D.與彈簧相連的細繩應(yīng)盡量短些
(3)該同學(xué)改變夾角做第二次實驗時結(jié)點O的位置發(fā)生了改變,兩測力計拉力的合力將________(填“不變”或“改變”).
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,導(dǎo)熱的氣缸固定在水平地面上,用活塞把一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸中,氣缸的內(nèi)壁光滑,F(xiàn)用水平外力F作用于活塞桿,使活塞緩慢地向右移動,由狀態(tài)①變化到狀態(tài)②,在此過程中,如果環(huán)境溫度保持不變,下列說法正確的是_________ 。(填正確答案標號。選對1個得3分,選對2個得5分,選對3個得6分;每選錯1個扣3分,最低得分為0分)
A.每個氣體分子的速率都不變
B.氣體分子平均動能不變
C.水平外力F逐漸變大
D.氣體內(nèi)能減少
E.氣體放出熱量
F.氣體內(nèi)能不變,卻對外做功,此過程違反熱力學(xué)第一定律,不可能實現(xiàn)
G.氣體是從單一熱源吸熱,全部用來對外做功,但此過程不違反熱力學(xué)第二定律
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,一勁度系數(shù)很大的輕質(zhì)彈簧下端固定在傾角θ=30°的斜面底端,將彈簧上端壓縮到A點鎖定。一質(zhì)量為m的小物塊緊靠彈簧上端放置,解除彈簧鎖定,小物塊將沿斜面上滑至B點后又返回,A、B兩點的高度差為h,彈簧鎖定時具有的彈性勢能 ,鎖定及解除鎖定均無機械能損失,斜面上A點以下部分的摩擦不計,已知重力加速度為g。求:
(1)物塊與斜面間的動摩擦因數(shù);
(2)物塊在離開彈簧后上滑和下滑過程中的加速度大小之比;
(3)若每次當物塊離開彈簧后立即將彈簧壓縮到A點鎖定,當物塊返回A點時立刻解除鎖定。設(shè)斜面最高點C(未畫出)與A的高度差為3h,試通過計算判斷物塊最終能否從C點拋出。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,直線MN與水平方向成θ=30°角,MN的右上方區(qū)域存在磁感應(yīng)強度大小為B、方向水平向外的勻強磁場,MN的左下方區(qū)域存在磁感應(yīng)強度大小為2B、方向水平向里的勻強磁場,MN與兩磁場均垂直.一粒子源位于MN上的a點,能水平向右發(fā)射不同速率、質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的同種粒子(粒子重力不計),所有粒子均能通過MN上的b點.已知ab=L,MN兩側(cè)磁場區(qū)域均足夠大,則粒子的速率可能是
A. B. C. D.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,真空中有一邊長為l的菱形ABCD,∠ADC=60°,P點是AC連線的中點,在A點固定一電量為q的負點電荷,在C點固定一電量為2q的正點電荷。則以下說法正確的是
A. B點和D點的電場強度相同
B. P點的電場強度大小是D點的4倍
C. B點電勢低于P點電勢
D. 試探電荷在D點的電勢能大于在B點的電勢能
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的裝置來驗證動量守恒定律:長木板下墊一小木片,輕推一下前端粘有橡皮泥(質(zhì)量不計)的小車1后,連著穿過打點計時器紙帶的小車1在木板上作勻速運動然后與靜止在前方的小車2相碰并粘在一起,繼續(xù)做勻速運動。打點計時器接頻率為50Hz的交流電源。實驗得到的紙帶上各計數(shù)點(相鄰兩計數(shù)點間還有四個點未標出)如圖乙所示。
(1)小車1和2相碰的位置發(fā)生在相鄰的兩計數(shù)點____________之間(填紙帶上計數(shù)點字母符號);
(2)已知小車1的質(zhì)量m1=0.40kg,小車2的質(zhì)量m2=0.55kg,由以上測量結(jié)果可計算出碰前小車1和2系統(tǒng)的總動量為____________kg·m/s,碰后總動量為____________kg·m/s(計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字),由此可得出的實驗結(jié)論是________________________。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,一導(dǎo)熱性能良好、內(nèi)壁光滑的氣缸開口向上豎直放置。橫截面積、質(zhì)量與厚度均不計的活塞,可以在氣缸內(nèi)自由滑動,括塞與氣缸底部之間封閉了一定質(zhì)量的理想氣體,開始時話塞與氣缸底部之間的距離為L= 40cm。氣體的初始溫度為T=600K,壓強為,已知環(huán)境溫度,大氣壓強。由于缸內(nèi)氣體緩慢散熱,最終氣體的溫度達到與環(huán)境溫度相同。求:(不計活塞與缸壁之間的摩擦)
(i)活塞與氣缸底部之間的最短距離;
(ii)請寫出氣體狀態(tài)變化的過程,并在下面p-V坐標系中畫出氣體狀態(tài)變化過程的圖線。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10:1,原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖甲所示,副線圈所接電路如圖乙所示,P為滑動變阻器的觸頭。下列說法正確的是
A. 副線圈輸出電壓的頻率為50Hz
B. 副線圈輸出電壓的有效值為31V
C. P向右移動時,原、副線圈的電流比增加
D. P向右移動時,滑動變阻器消耗的電功率增加
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