【題目】如圖所示,在xOy坐標系中,第二、三象限存在電場強度為E的勻強電場,方向平行于y軸向上,一個質(zhì)量為m,電量為q的正粒子以某一沿x正方向的初速度從x軸上M點(﹣4r,0)處射出,粒子經(jīng)過y軸上N點(0,2r)點進入第一象限,第一象限存在方向垂直紙面向外的勻強磁場,其感應(yīng)強度為B=,第四象限存在方向垂直紙面向里的勻強磁場,其感應(yīng)強度為B=,不計粒子重力,試求:
(1)粒子的初速度v0.
(2)粒子第一次穿過x軸時的速度.
(3)畫出粒子在磁場中的運動軌跡并求出粒子第n次穿過x軸時的位置坐標.
【答案】(1)(2),方向垂直x軸向下(3)(n=1,2,3…….)
【解析】(1)粒子在電場中做類平拋運動,在x軸方向:4r=v0t
在y軸方向:2r=at2
qE=ma
解得:
(2)粒子在電場中做類平拋運動,
在x軸方向:4r=v0t
在y軸方向:2r=
解得: , 速度與y軸正方向間的夾角:θ=450
粒子進入磁場時的速度:
解得: ,粒子進入磁場后做勻速圓周運動,
粒子第一次穿過x軸時的速度: ,方向垂直x軸向下
(3)粒子在磁場中做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,
由牛頓第二定律得:
解得,粒子軌道半徑:R=2r
粒子在磁場中做圓周運動,與剛進入磁場時速度垂直的半徑與y負方向夾角:
,則圓心在x軸上,粒子垂直x軸射入第四象限,粒子運動軌跡如圖所示:
粒子第一次穿過x軸后在x軸上方與下方兩個磁場中分別作半圓周運動,粒子第n次穿過x軸時的坐標:
(n=1,2,3…….)
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【題目】小林同學分別用下列三套實驗裝置A、B、C,來探究“做功與物體速度變化關(guān)系”的實驗。
(1)他選用實驗裝置A做該實驗時,下列廣橡皮筋說法正確的是___________
A.平衡阻力后,小車運動過程中受到的重力和阻力均不做功
B.通過改變橡皮筋的條數(shù)改變拉力做功的數(shù)值
C.每次都要從同一位置靜止釋放小車
D.需要測出小車從靜止到勻速時的平均速度
(2)他選用實驗裝置B做該實驗時,下列說法正確的是___________
A.可以不測小車的質(zhì)量
B.可以不平衡小車在運動過程中受到的阻力
C.可以不測小車移動的距離
D.可以不測小車移動的速度
(3)他選用實驗裝置C做該實驗時,___________(選填“可以”或“不可以”)利用v2=2gh來計算重物下降h時的速度v。
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【題目】隨著航天技術(shù)的發(fā)展,許多實驗可以搬到太空中進行.飛船繞地球做勻速圓周運動時,無法用天平稱量物體的質(zhì)量.假設(shè)某宇航員在這種環(huán)境下設(shè)計了如圖所示裝置(圖中O為光滑的小孔)來間接測量物體的質(zhì)量:給待測物體一個初速度,使它在桌面上做勻速圓周運動.設(shè)飛船中帶有基本的測量工具...
(1)物體與桌面間的摩擦力可以忽略不計,原因是_________________________。
(2)實驗時需要測量的物理量是彈簧秤示數(shù)F、圓周運動的周期T和___________。
(3)待測物體質(zhì)量的表達式為_____________。
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【題目】(1)一個學生做“研究平拋運動”實驗時描出了如圖所示的幾個實驗點,實驗點B產(chǎn)生偏差較大的原因可能是(_____)
A.小球滾下的高度較其他各次高
B.小球滾下的高度較其他各次低
C.小球在運動中遇到其他各次沒有遇到的阻礙
D.小球開始滾下時,實驗者已給它一個初速度
(2)某同學通過實驗對平拋運動進行研究,他在豎直墻上記錄了拋物線軌跡的一部分,如圖所示。O點不是拋出點,x軸沿水平方向,由圖中所給數(shù)據(jù),可求出平拋運動物體的初速度是______________m/s,拋出點的坐標x=________m,y=_________m。(g=10m/s2)
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【題目】漳州市小科學家協(xié)會的一位同學設(shè)計了一臺玩具車,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的簡化電路圖如圖所示.電源電動勢為E ,內(nèi)阻r=1Ω,直流電動機M的線圈電阻R0=1Ω,與R=1Ω的保護電阻串聯(lián)后接入電路中,電動機正常工作時,通過電動機的電流強度I=1A,電壓表示數(shù)U=11V.求:
(1)保護電阻R兩端的電壓;
(2)電源的電動勢E;
(3)電動機輸出的機械功率。
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【題目】迄今發(fā)現(xiàn)的二百余顆太陽系外行星大多不適宜人類居住,繞恒星“Gliese581”運行的行星“G1-581c”卻很值得我們期待。該行星的溫度在0 ℃到40 ℃之間、質(zhì)量是地球的6倍、直徑是地球的1.5倍、公轉(zhuǎn)周期為13個地球日。“Gliese581”的質(zhì)量是太陽質(zhì)量的0.31倍。設(shè)該行星與地球均視為質(zhì)量分布均勻的球體,繞其中心天體做勻速圓周運動,則( )
A. 在該行星和地球上發(fā)射衛(wèi)星的第一宇宙速度的大小相同
B. 要在地球上發(fā)射一顆探測該行星信息的探測器,其發(fā)射速度的大小只需要大于11.2 km/s
C. 如果人到了該行星,其體重是地球上的倍
D. 該行星與“Gliese581”的距離是日地距離的
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【題目】有一只相細均勻、直徑為d、電阻為r的光滑金屬圓環(huán)水平放置在磁感應(yīng)強度大小為B、方向整直向下的勻強磁場中,其俯視圖如圖所示。一根長為d、電阻為的金屬棒始終緊貼圓環(huán)以速度v勻速平動,當ab棒運動到圓環(huán)的直徑位置時,下列說法正確的是
A. ab棒兩端電壓大小為
B. ab棒中的電流大小為
C. ab棒受安培力大小為
D. 外力對ab棒的功率為
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【題目】如圖所示,A是地球的同步衛(wèi)星.另一衛(wèi)星B的圓形軌道位于赤道平面內(nèi),離地面高度為h.已知地球半徑為R,地球自轉(zhuǎn)角速度為ω0, 地球表面的重力加速度為g,O為地球中心.則( )
A. 若不考慮地球自轉(zhuǎn),衛(wèi)星B的運行周期為
B. B衛(wèi)星的向心加速度小于赤道上物體的向心加速度
C. 由于B衛(wèi)星的線速度大于A衛(wèi)星的線速度,所以B衛(wèi)星減速有可能到達A衛(wèi)星所在軌道
D. 若衛(wèi)星B繞行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同,某時刻A、B兩衛(wèi)星相距最近(O、B、A在同一直線上),則至少經(jīng)過時間,它們再一次相距最近.
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【題目】一滑塊在水平地面上沿直線滑行,t=0時其速度為1 m/s。從此刻開始在滑塊運動方向上再施加一水平作用力F,力F和滑塊的速度v隨時間的變化規(guī)律分別如圖甲和乙所示。求:
(1)在第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)力F對滑塊做的功W1、W2;
(2)前兩秒內(nèi)力F的總功WF及滑塊所受合力的功W。
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