【題目】如圖a所示的平面坐標(biāo)系xOy,在整個(gè)區(qū)域內(nèi)充滿了勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直坐標(biāo)平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖b所示,開(kāi)始時(shí)刻,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里(如圖)。t=0時(shí)刻,有一帶正電的粒子(不計(jì)重力)從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正向進(jìn)入磁場(chǎng),初速度為v0=2×103m/s。已知正粒子的比荷為1.0×104C/kg,其它有關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)圖中標(biāo)示。試求:
(1)t=×10-4s時(shí)刻,粒子的坐標(biāo)。
(2)粒子從開(kāi)始時(shí)刻起經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間第一次到達(dá)y軸;
(3)粒子是否還可以返回坐標(biāo)原點(diǎn)O?如果可以,則經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間第一次返回坐標(biāo)原點(diǎn)O.
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
試題分析:(1)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后在磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng),設(shè)半徑為r,周期為T(mén),根據(jù)洛倫茲力提供向心力有:,故圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為 (1分)
又: (1分)
在磁場(chǎng)變化的第一段時(shí)間內(nèi),粒子運(yùn)動(dòng)的周期數(shù)為:(個(gè)運(yùn)動(dòng)周期), 運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角為120°,作出粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示.第一段時(shí)間末,粒子的坐標(biāo)為: , ,
所求時(shí)刻,粒子的坐標(biāo) (2分)
(2)根據(jù)第(1)問(wèn)可知,粒子在第一個(gè)磁場(chǎng)變化的時(shí)間段內(nèi)時(shí),運(yùn)動(dòng)了N1=個(gè)周期,在第二個(gè)時(shí)間段內(nèi)運(yùn)動(dòng)的周期數(shù)為(個(gè)周期)(2分) 所對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)軌跡圓心角為60(.運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。第三個(gè)時(shí)間段內(nèi)同樣運(yùn)動(dòng)了: (個(gè)周期) (2分) 對(duì)應(yīng)的圓心角為120(粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖,粒子恰好在第三段時(shí)間末通過(guò)y軸故運(yùn)動(dòng)時(shí)間為: (2分)
(3)粒子在磁場(chǎng)中作周期性運(yùn)動(dòng),根據(jù)對(duì)稱性和周期性,畫(huà)出粒子的部分運(yùn)動(dòng)軌跡如圖,其中O2、O6、O10構(gòu)成一個(gè)正三邊形.故粒子在磁場(chǎng)中一共運(yùn)動(dòng)了6個(gè)大圓弧和6個(gè)小圓弧,故從原點(diǎn)出發(fā)到回到原點(diǎn)的總時(shí)間為: (4分)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,物體A的質(zhì)量為M,圓環(huán)B的質(zhì)量為m,通過(guò)繩子連接在一起,圓環(huán)套在光滑的豎直桿上,開(kāi)始時(shí)連接圓環(huán)的繩子處于水平,長(zhǎng)度l=4 m,現(xiàn)從靜止釋放圓環(huán)。不計(jì)定滑輪和空氣的阻力,取g=10 m/s2,求:
(1)若圓環(huán)恰能下降h=3 m,A和B的質(zhì)量應(yīng)滿足什么關(guān)系?
(2)若圓環(huán)下降h=3 m時(shí)的速度vB=5 m/s,則A和B的質(zhì)量有何關(guān)系?
(3)不管A和B的質(zhì)量為多大,圓環(huán)下降h=3 m時(shí)的速度不可能超過(guò)多大?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】關(guān)于廣義相對(duì)論和狹義相對(duì)論之間的關(guān)系.下列說(shuō)法正確的是( )
A.它們之間沒(méi)有任何聯(lián)系
B.有了廣義相對(duì)論,狹義相對(duì)論就沒(méi)有存在的必要了
C.狹義相對(duì)論能夠解決時(shí)空彎曲問(wèn)題
D.為了解決狹義相對(duì)論中的參考系問(wèn)題提出了廣義相對(duì)論
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,水平面內(nèi)兩根光滑的平行金屬導(dǎo)軌,左端與電阻R相連接,勻強(qiáng)磁場(chǎng)B豎直向下分布在導(dǎo)軌所在的空間內(nèi),質(zhì)量一定的金屬棒垂直于導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌接觸良好。若對(duì)金屬棒施加一個(gè)水平向右的外力F,使金屬棒從a位置由靜止開(kāi)始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)并依次通過(guò)位置b和c。若導(dǎo)軌與金屬棒的電阻不計(jì),a到b與b到c的距離相等,則下列關(guān)于金屬棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的說(shuō)法正確的( )
A. 金屬棒通過(guò)b、c兩位置時(shí),電阻R的電功率之比為1:2
B. 金屬棒通過(guò)b、c兩位置時(shí),外力F的大小之比為1:
C. 在從a到b與從b到c的兩個(gè)過(guò)程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量之比為1:1
D. 在從a到b與從b到c的兩個(gè)過(guò)程中,通過(guò)金屬棒的橫截面的電量之比為1:1
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】水平地面上的物體在水平方向受到一個(gè)拉力F和地面對(duì)它的摩擦力f的作用,當(dāng)物體處于加速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí),下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.當(dāng)F增大時(shí),f也隨之增大
B.當(dāng)F增大時(shí),f保持不變
C.F與f是一對(duì)作用力反作用力
D.F與f的合力為零
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一個(gè)開(kāi)口玻璃瓶?jī)?nèi)有空氣,現(xiàn)將瓶口向下按入水中,在水面下0.8m深處恰能保持靜止不動(dòng),下列說(shuō)法正確的是( 。
A.將瓶稍向下按,放手后保持靜止不動(dòng)
B.將瓶稍向下按,放手后加速下沉
C.將瓶稍向上提,放手后保持靜止不動(dòng)
D.將瓶稍向上提,放手后加速上升
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,不計(jì)電壓表和電流表內(nèi)阻對(duì)電路的影響,當(dāng)電鍵閉合后,兩小燈泡均能發(fā)光.在將滑動(dòng)變阻器的觸片逐漸向右滑動(dòng)的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是( )
A.小燈泡L1、L2均變暗
B.小燈泡L1變亮,小燈泡L2變暗
C.電流表A的讀數(shù)變小,電壓表V的讀數(shù)變大
D.電流表A的讀數(shù)變化量與電壓表V的讀數(shù)變化量之比不變
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,物體在恒力的作用下沿曲線從A運(yùn)動(dòng)到B時(shí)突然使力反向,此后物體的運(yùn)動(dòng)情況是 ( )
A. 物體可能沿曲線Ba運(yùn)動(dòng) B. 物體可能沿直線Bb運(yùn)動(dòng)
C. 物體可能沿曲線Bc運(yùn)動(dòng) D. 物體可能沿曲線B返回A
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