【題目】如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,第一象限內(nèi)有一條通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的虛線,虛線與y軸正方向夾 角為30°,在虛線與x軸正方向之間存在著平行于虛線向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)。在第四象限內(nèi)存在一個(gè)長(zhǎng)方形 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域(圖中未畫出),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直坐標(biāo)平面向外。一質(zhì)量為m,電荷量為q的帶正電粒子從虛線上某點(diǎn)以一定的初速度垂直電場(chǎng)方向射入電場(chǎng),經(jīng)過(guò)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后,該粒子恰從x軸上的P點(diǎn)以速度v射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,速度c的方向與x軸正方向夾角為60°,帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周 運(yùn)動(dòng),經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后,粒子射出磁場(chǎng)時(shí)速度方向沿x軸負(fù)方向,隨后粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)并垂直經(jīng)過(guò)一y 軸上的Q點(diǎn)。已知OP=L,不計(jì)帶電粒子重力。求:
(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大;
(2)帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之和;
(3)矩形磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積和Q點(diǎn)的位置坐標(biāo)。
【答案】(1)(2)(3)(0,-)
【解析】
(1)設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度為E,帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí),初速度為v0。帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1,由牛頓第二定律和平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得
Lcos30° =v0t1
vsin30° =at1
v0= vcos30°
qE=ma
聯(lián)立各式解得:
tl=,
E=
(2)設(shè)帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2,周期為T,半徑為R,由幾何關(guān)系知,帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)速度偏轉(zhuǎn)角=120°,則
qvB=
T=
t2=
聯(lián)立各式解得:
R=
t2=
所以帶電離子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為:
t=t1+t2=
(3)由圖知,帶電粒子從P點(diǎn)射人磁場(chǎng),由P′點(diǎn)射 出磁場(chǎng)。包含圓弧PP′的最小矩形磁場(chǎng)區(qū)域?yàn)閳D中虛線所示,則
矩形區(qū)域長(zhǎng)為:
a=PP′=2Rcos30°=
矩形區(qū)域?qū)挒椋?/span>
b= R(1-sin 30°)=
所以該磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積為:
S =ab=
Q點(diǎn)縱坐標(biāo)為:
yQ=-asin 60°=-
所以Q點(diǎn)位置坐標(biāo)為(0,-)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,在正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)水平向里,有一離子恰能沿直線飛過(guò)此區(qū)域不計(jì)離子重力
A. 若離子帶正電,E方向應(yīng)向下 B. 若離子帶負(fù)電,E方向應(yīng)向上
C. 若離子帶正電,E方向應(yīng)向上 D. 不管離子帶何種電,E方向都向上
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】2019年9月23日,我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭以“一箭雙星”方式成功發(fā)射第47、48顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星,兩顆衛(wèi)星均厲于“中圓地球軌道”衛(wèi)星。“中圓地球軌道”衛(wèi)星是指衛(wèi)星軌道距離地面高為2×103km至2×104km并且繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的地球衛(wèi)星。若第47顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星軌道距地面的髙度約為1.92×104km,巳知地球半徑為6400km,地球表面重力加速度取9.8m/s2,則下列說(shuō)法中正確的是
A.該衛(wèi)星的發(fā)射速度應(yīng)大于7.9km/s而小于11.2km/s
B.該衛(wèi)星每天環(huán)繞地球大約運(yùn)行三圈
C.該衛(wèi)星環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度約為4km/s
D.該衛(wèi)星環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度約為2.45m/s2
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】利用如圖所示裝置做驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)
單位:cm
(1)圖中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器為電火花計(jì)時(shí)器, 需要電源為____(填選項(xiàng)前的字母).
A.交流電220V B.直流電220V C.交流電4~6V D.直流電4~6V
(2)在實(shí)驗(yàn)中,已知重物質(zhì)量m=1kg,在紙帶上打出一系列的點(diǎn),O為起點(diǎn),A、B、C點(diǎn)均為計(jì)時(shí)點(diǎn),已知相鄰計(jì)時(shí)點(diǎn)間時(shí)間間隔為T=0.02s,如圖所示,重力加速度g=9.8 m/s2,那么從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過(guò)程中:打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí),重物的重力勢(shì)能減少量ΔEp=___J ,動(dòng)能變化量ΔEk=___J (以上兩空結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】小張同學(xué)為了驗(yàn)證力的平行四邊形定則,設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn),其裝置圖如甲所示。實(shí)驗(yàn)步驟如下:
(1)將3條完全相同的彈性橡皮條(滿足胡克定律)的一端連接在一起形成一個(gè)結(jié)點(diǎn)O,先測(cè)量出每根橡皮條的自然長(zhǎng)度x0;
(2)在豎直平面內(nèi)固定一木板,在木板上固定一張白紙,用圖釘將其中兩條橡皮條的A、B端固定在木板上,在另一條橡皮條C端懸掛一小重錘,并確保橡皮條不超出彈性限度,且與紙面無(wú)摩擦;
(3)待裝置平衡后,分別測(cè)量出橡皮條OA、OB和OC的長(zhǎng)度x1、x2、x3,并在白紙上記錄___________;
(4)取下白紙,如圖乙所示,在白紙上分別用長(zhǎng)度(x1-x0)、(x2-x0)代表橡皮條OA和OB拉力的大小,作出力的圖示OA′和OB′,并以OA′和OB′為兩鄰邊作一平行四邊形OA′C′B′,測(cè)量出OC′長(zhǎng)度x4,如果近似可得x4=__________,且OC′的方向__________,則實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了力的平行四邊形定則;
(5)改變A、B的位置,重復(fù)(2)到(4)的步驟進(jìn)行多次驗(yàn)證。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,粗細(xì)均勻的彎曲玻璃管A、B兩端開口,管內(nèi)有一段水銀柱,中管內(nèi)水銀面與管口A之間氣體柱長(zhǎng)為lA=40cm,右管內(nèi)氣體柱長(zhǎng)為lB=39cm。先將口B封閉,再將左管豎直插入水銀槽中,設(shè)被封閉的氣體為理想氣體,整個(gè)過(guò)程溫度不變,若穩(wěn)定后進(jìn)入左管的水銀面比水銀槽水銀面低4cm,已知大氣壓強(qiáng)p0=76cmHg,求。
①A端上方氣柱長(zhǎng)度;②穩(wěn)定后右管內(nèi)的氣體壓強(qiáng).
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖甲所示,質(zhì)量M=0.8 kg 的足夠長(zhǎng)的木板靜止在光滑的水平面上,質(zhì)量m=0.2 kg的滑塊靜止在木板的左端,在滑塊上施加一水平向右、大小按圖乙所示隨時(shí)間變化的拉力F,4 s后撤去力F。若滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度g=10 m/s2,則下列說(shuō)法正確的是( )。
A. 0-4 s時(shí)間內(nèi)拉力的沖量為3.2 N·s
B. t=4 s時(shí)滑塊的速度大小為17.5 m/s
C. 木板受到滑動(dòng)摩擦力的沖量為2.8 N·s
D. 木板的速度最大為2 m/s
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,粗糙水平面上放有截面為圓周的柱狀物體A,A與墻面之間放一光滑的圓柱形物體B,對(duì)A施加一個(gè)水平向左的力F,使A緩慢地向左移動(dòng)少許,在這一過(guò)程中( 。
A. 墻壁對(duì)B的彈力先減小后增大B. A對(duì)B的彈力一直增大
C. A受到的摩擦力一直增大D. A受到的地面支持力不變
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,滑板C置于光滑水平地面上,質(zhì)量mc=1.5kg,上表面水平;可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊A、B靜置于滑板上,A、B質(zhì)量分別為mA=1kg,mB=2kg;A、B與C之間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μA=0.1,μB=0.2.A、B之間夾有少許炸藥(不計(jì)質(zhì)量),現(xiàn)引爆炸藥,已知爆炸過(guò)程時(shí)間極短且有48J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為A、B的動(dòng)能.A、B最終沒有從滑板C上掉下來(lái),重力加速度g=10m/s2,求:
(1)爆炸結(jié)束瞬間,A、B的速度vA、vB分別是多少?
(2)A、B、C最終所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分別是什么(只需定性回答)?準(zhǔn)確作出整個(gè)過(guò)程A、B、C的v-t圖像(以向右為正方向,不要求寫出推算過(guò)程).
(3)整個(gè)過(guò)程中,系統(tǒng)因摩擦而產(chǎn)生的熱量是多少焦耳?
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