【題目】如圖所示的平行板器件中,存在相互垂直的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=0.20T,方向垂直紙面向里,電場強(qiáng)度E1=1.0×105V/m,PQ為板間中線。緊靠平行板右側(cè)邊緣xOy坐標(biāo)系的第一象限內(nèi),有一邊界AO、與y軸的夾角∠AOy=450,邊界線的上方有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=0.25T,邊界線的下方有豎直向上的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度E2=5.0×105V/m。一束帶電荷量q=8.0×10-19C、質(zhì)量m=8.0×10-26Kg的正離子從P點(diǎn)射入平行板間,沿中線PQ做直線運(yùn)動(dòng),穿出平行板后從軸上坐標(biāo)為(0,0.4 m)的Q點(diǎn)垂直軸射入磁場區(qū),多次穿越邊界線OA。求:
(1)離子運(yùn)動(dòng)的速度;
(2)離子從進(jìn)入磁場到第二次穿越邊界線OA所需的時(shí)間;
(3)離子第四次穿越邊界線的位置坐標(biāo)。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1) 設(shè)正離子的速度為v,由于沿中線PQ做直線運(yùn)動(dòng),則:qE=qvB1
代入數(shù)據(jù)解得:v=5.0×105m/s;
(2) 離子進(jìn)入磁場,做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律有: ,代入數(shù)據(jù)解得:r=0.2m
作出離子的運(yùn)動(dòng)軌跡,交OA邊界于N,如圖所示:OQ=2r,
若磁場無邊界,一定通過O點(diǎn),則圓弧QN的圓周角為45°,則軌跡圓弧的圓心角為θ=90°,過N點(diǎn)做圓弧切線,方向豎直向下,離子垂直電場線進(jìn)入電場,做勻減速運(yùn)動(dòng),離子在磁場中運(yùn)動(dòng)為: ,
離子在電場中的加速度: ,
而離子在電場中來回運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為: ,
所以離子從進(jìn)入磁場到第二次穿越邊界線OA所需的時(shí)間為:t=t1+t2=(2π+2)×10-7s=8.28×10-7s;
(3) 離子當(dāng)再次進(jìn)入磁場后,根據(jù)左手定則,可知洛倫茲力水平向右,導(dǎo)致離子向右做勻速圓弧運(yùn)動(dòng),恰好完成周期,當(dāng)離子再次進(jìn)入電場后,做類平拋運(yùn)動(dòng),由題意可知,類平拋運(yùn)動(dòng)的速度的方向位移與加速度的方向的位移相等,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,則有: ,代入數(shù)據(jù)解得:t3=2×10-7s,
因此離子沿著速度的方向的位移為:x3=vt3=0.1m,
所以離子第四次穿越邊界線的x軸的位移為:x=R+R+x3=0.2m+0.2m+0.1m=0.5m,
則離子第四次穿越邊界線的位置的坐標(biāo)為(0.5m,0.5m)。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示,物體A、B(均可視為質(zhì)點(diǎn))用繞過光滑定滑輪的輕繩連接,A、B離水平地面的高度H=1m。A的質(zhì)量,如果B的質(zhì)量m 可以連續(xù)變化,得到A的加速度隨m的變化圖線如圖乙所示,圖中虛線為漸近線,設(shè)豎直向上為加速度的正方向,不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g取。求:(1)圖乙中值;(2)若,由靜止同時(shí)釋放A、B后,A距離水平地面的最大高度(設(shè)B著地后不反彈,A不與天花板碰撞)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】汽車行駛時(shí)輪胎的胎壓太高容易造成爆胎事故,太低又會(huì)造成耗油量上升.已知某型號輪胎能在-40℃~90℃正常工作,為使輪胎在此溫度范圍內(nèi)工作時(shí)的最高胎壓不超過3.5atm,最低胎壓不低于1.6atm。設(shè)輪胎容積不變,氣體視為理想氣體,請計(jì)算和回答:
①在t=20℃時(shí)給該輪胎充氣,充氣后的胎壓在什么范圍內(nèi)比較合適?
②為什么汽車在行駛過程中易爆胎,爆胎后胎內(nèi)氣體的內(nèi)能怎樣變化?說明理由。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某校一課外活動(dòng)小組自制一枚火箭,設(shè)火箭發(fā)射后始終在垂直于地面的方向上運(yùn)動(dòng);鸺c(diǎn)火后可認(rèn)為做勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過4 s到達(dá)離地面40 m高處時(shí)燃料恰好用完,若不計(jì)空氣阻力,g取10 m/s2,求:
(1)燃料恰好用完時(shí)火箭的速度大小;
(2)火箭上升離地面的最大高度;
(3)火箭從發(fā)射到返回發(fā)射點(diǎn)的時(shí)間。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,寬度為l=0.8m的某一區(qū)域存在相互垂直的勻強(qiáng)電場E與勻強(qiáng)磁場B,其大小E=2×108N/C,B=10T.一帶正電的粒子以某一初速度由M點(diǎn)垂直電場和磁場方向射入,沿直線運(yùn)動(dòng),從N點(diǎn)離開;若只撤去磁場,則粒子從P點(diǎn)射出且速度方向發(fā)生了45°的偏轉(zhuǎn).不計(jì)粒子的重力.求粒子的電荷量與質(zhì)量之比.
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【題目】如圖所示,一個(gè)絕熱氣缸豎直放在水平地面上,缸體質(zhì)量活塞質(zhì)量M=4kg,活塞橫截面積S=2xl0-3m2,活塞上面封閉了一定質(zhì)量的理想氣體,活塞下面與勁度系數(shù)k=2xl03N/m的輕彈簧相連,氣缸底部有一個(gè)小氣孔0與外界相通,大氣壓強(qiáng)內(nèi)=l.OxlO5 Pa,當(dāng)氣缸內(nèi)氣體溫度為400K時(shí),彈簧恰好為自然長度,此時(shí)缸內(nèi)氣柱長度知=20cm.,客取10 m/s2,若缸 體始終豎直,铦塞始終沒有漏氣且與缸壁無摩擦,求:
①緩慢加熱缸內(nèi)氣體,當(dāng)氣缸恰好對地面無壓力的時(shí)候,求彈簧的形變量以及缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)?
②當(dāng)缸內(nèi)氣柱長度L3==30cm時(shí),缸內(nèi)氣體溫度為多少?
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【題目】2013年12月6日,“嫦娥三號”攜帶月球車“玉兔號”運(yùn)動(dòng)到地月轉(zhuǎn)移軌道的P點(diǎn)時(shí)做近月制動(dòng)后被月球俘獲,成功進(jìn)入環(huán)月圓形軌道Ⅰ上運(yùn)行,如圖所示。在“嫦娥三號”沿軌道Ⅰ經(jīng)過P點(diǎn)時(shí),通過調(diào)整速度使其進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ,在沿軌道Ⅱ經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí),再次調(diào)整速度后又經(jīng)過一系列輔助動(dòng)作,成功實(shí)現(xiàn)了其在月球上的“軟著陸”。對于“嫦娥三號”沿軌道Ⅰ和軌道Ⅱ運(yùn)動(dòng)的過程,若以月球?yàn)閰⒖枷担抑豢紤]月球?qū)λ囊ψ饔,下列說法中正確的是
A. 沿軌道Ⅱ經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速度小于經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的速度
B. 沿軌道Ⅱ經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能小于經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能
C. 沿軌道Ⅰ經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速度大于沿軌道Ⅱ經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速度
D. 沿軌道Ⅰ經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度大于沿軌道Ⅱ經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度
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【題目】兩個(gè)平行金屬板、如圖乙所示放置, 、兩板電勢差時(shí)間做周期性變化,大小總保持為,周期為,如圖甲所示,極板附近有一個(gè)粒子源,可以釋放初速度為零、質(zhì)量為,帶電荷量為的粒子,由于電場力的作用由靜止開始運(yùn)動(dòng).不計(jì)粒子的重力
(1)若在時(shí)發(fā)出的電子在時(shí)恰好到達(dá)極板,求兩極板間距離.
(2)若已知兩極板間距離為,在時(shí)發(fā)出的粒子不能到達(dá)極板,求此時(shí)發(fā)出的粒子距板的最大距離.
(3)求兩極板間距離滿足怎樣的條件時(shí),粒子到達(dá)極板時(shí)的動(dòng)能最大.
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【題目】如圖所示,水平地面上有一質(zhì)量m=2.0kg的物塊,物塊與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.20,在與水平方向成θ=37°角斜向下的推力F作用下由靜止開始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。已知F=10N,sin37=0.60,cos37=0.80,重力加速度g取10m/s2,不計(jì)空氣阻力。求:
(1)物塊運(yùn)動(dòng)過程中所受滑動(dòng)摩擦力的大;
(2)物塊運(yùn)動(dòng)過程中加速度的大。
(3)物塊開始運(yùn)動(dòng)5.0s所通過的位移大小。
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