【題目】如圖所示,有一對平行金屬板,兩板相距為0.05m,板間電壓為10V,兩板之間有勻強磁場,磁感應強度大小為B0=0.1T,方向與金屬板面平行并垂直于紙面向里.圖中右邊有一半徑R為0.1m、圓心為O的圓形區(qū)域內也存在勻強磁場,磁感應強度大小為,方向垂直于紙面向里.一正離子沿平行于金屬板面,從A點垂直于磁場的方向射入平行金屬板之間,沿直線射出平行金屬板之間的區(qū)域,并沿直徑CD方向射入圓形磁場區(qū)域,最后從圓形區(qū)域邊界上的F點射出.已知速度的偏向角θ=60°,不計離子重力.求:
(1)離子速度v的大。
(2)離子的比荷q/m;
(3)離子在圓形磁場區(qū)域中運動時間t.
【答案】(1)2000m/s;(2)2×10-4C/kg;(3)9×10-5s;
【解析】試題分析:(1)對離子直線運動過程進行受力分析,受到洛倫茲力和電場力作用,且二力平衡;結合勻強電場的場強與電勢差的關系式,可求出離子在電場中的運動速度;
(2)在圓形磁場區(qū)域,離子做勻速圓周運動,由洛侖茲力公式和牛頓第二定律結合幾何關系即可求解比荷;
(3)根據題意畫出離子在磁場中運動的軌跡草圖,充分利用幾何關系,結合離子在磁場中的運動周期公式,即可求解.
解:(1)離子在平行金屬板之間做勻速直線運動,洛侖茲力與電場力相等,即:
B0qv=qE0,
解得:v=2000m/s
(2)在圓形磁場區(qū)域,離子做勻速圓周運動,由洛侖茲力公式和牛頓第二定律有:
由幾何關系有:
離子的比荷為:
(3)弧CF對應圓心角為θ,離子在圓形磁場區(qū)域中運動時間t,
解得:
答:(1)離子速度v的大小為2000m/s;
(2)離子的比荷為2×104C/kg;
(3)離子在圓形磁場區(qū)域中運動時間t為9×10﹣5s.
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,光滑水平面AB與豎直面內的半圓形導軌在B點相切,半圓形導軌的半徑為R一個質量為m的物體將彈簧壓縮至A點后由靜止釋放,在彈力作用下物體獲得某一向右的速度后脫離彈簧,當它經過B點進入導軌的瞬間對軌道的壓力為其重力的8倍,之后向上運動恰能到達最高點C (不計空氣阻力)試求:
(1)物體在A點時彈簧的彈性勢能;
(2)物體從B點運動至C點的過程中阻力所做的功;
(3)物體離開C點后落回水平面時的位置與B點的距離。
【答案】(1)3.5mgR(2)-mgR(3)2R
【解析】(1)設物體在B點的速度為vB,對軌道的壓力為FNB,
則有:FNB-mg=又FNB=8mg ∴mvB2=3.5mgR
由能量轉化與守恒定律可知:彈性勢能Ep=mvB2=3.5mgR……………….(4分)
(2)設物體在C點的速度為vC
由題意可知:mg=
物體從B點運動到C點的過程中,設阻力做的功為W,由動能定理得W-2mgR=mvC2-mvB2
解得W=-mgR………………………(4分)
(3)物體離開C點后做平拋運動,設落地點與B點的距離為s,
由平拋運動規(guī)律得s=vCt,2R=gt2
解得s=2R………………………. (2分)
本題考查圓周運動,在B點由彈力和重力提供向心力,由A點到B點,彈簧的彈性勢能轉化為物體的動能,由此可求得彈性勢能,在C點由重力提供向心力,從B點到C點應用動能定理可求得克服阻力做功
【題型】解答題
【結束】
12
【題目】一平臺的局部如圖甲所示,水平面光滑,豎直面粗糙,物體B與豎直面動摩擦因數μ=0.5,右角上固定一定滑輪,在水平面上放著一質量mA=1.0kg,大小可忽略的物塊A,一輕繩繞過定滑輪,輕繩左端系在物塊A上,右端系住物塊B,物塊B質量mB=1.0kg物塊B剛好可與豎直面接觸。起始時令兩物體都處于靜止狀態(tài),繩被拉直,設物體A距滑輪足夠遠,臺面足夠高,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,忽略滑輪質量及其與軸之間的摩擦,g取10m/s2,求
(1)同時由靜止釋放AB,經t=1s,則A的速度多大;
(2)同時由靜止釋放AB,同時也對物塊B施加力F,方向水平向左,大小隨時間變化如圖乙所示,求物塊B運動過程中的最大速度和物塊B經多長時停止運動。
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【題目】在真空中,正三角形的三個頂點A、B、C分別固定三個等量點電荷,電性如圖所示;a、b、c為三角形三個邊的中點,O為三角形的中心,c、e之間額距離大于b、d之間的距離。下列判斷正確的是
A. a、c兩點的電場強度相同
B. b、c兩點的電勢相等
C. c、e兩點的電勢相等
D. e點的電勢高于d點的電勢
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【題目】如圖,可視為質點的滑塊B放在水平面上,質量m=2kg,受到一個斜向下的與水平方向成 =37°的推力F=10 N的作用,從靜止開始運動,已知物體與水平面間的動摩擦因數 =0.25。運動到圖示位置時,在其正上方離水平面高h=0.8 m處有一可視為質點的小球A以v1=5 m/s的初速度開始向右做平拋運動,小球A第一次落地時恰好擊中B,(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10 m/s2)。求:
(1)滑塊B運動的加速度的大小。
(2)滑塊B運動到圖示位置時的速度大小。
(3)滑塊B從靜止運動到圖示位置的時間。
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【題目】如圖甲所示,長直導線與矩形線框abcd處在同一平面中固定不動,長直導線中通以大小和方向隨時間作周期性變化的電流i,i-t圖象如圖乙所示,規(guī)定圖中箭頭所指的方向為電流正方向,則在T/4~3T/4時間內,矩形線框中感應電流的方向,下列判斷正確的是( )
A. 始終沿逆時針方向
B. 始終沿順時針方向
C. 先沿逆時針方向然后沿順時針方向
D. 先沿順時針方向然后沿逆時針方向
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【題目】國標(GB/T)規(guī)定自來水在15℃時電阻率應大于13Ωm。某同學利用圖甲電路測量15℃自來水的電阻率,其中內徑均勻的圓柱形玻璃管側壁連接一細管,細管上加有閥門K以控制管內自來水的水量,玻璃管兩端接有導電活塞(活塞電阻可忽略),右側活塞固定,左側活塞可自由移動。實驗器材還有:
電源(電動勢約為3V,內阻可忽略)
理想電壓表(量程為3V)
理想電壓表 (量程為3V)
定值電阻 (阻值4kΩ)
定值電阻 (阻值2kΩ)
電阻箱R(最大阻值9999Ω)
單刀雙擲開關S,導線若干,游標卡尺,刻度尺。
實驗步驟如下:
A.用游標卡尺測量并記錄玻璃管的內徑d;
B.向玻璃管內注滿自來水,確保無氣泡;
C.用刻度尺測量并記錄水柱長度L;
D.把S撥到1位置,記錄電壓表示數;
E.把S撥到2位置,調整電阻箱阻值,使電壓表示數與電壓表示數相同,記錄電阻箱的阻值R;
F.改變玻璃管內水柱長度,重復實驗步驟C、D、E;
G.斷開S,整理好器材。
(1)測玻璃管內徑d時游標卡尺示數如圖乙,則d=_______mm;
(2)玻璃管內水柱的電阻的表達式為=_____;(用、、R表示)
(3)利用記錄的多組水柱長度L和對應的電阻箱阻值R的數據,繪制出如圖丙所示的圖象?汕蟪鲎詠硭碾娮杪师=__________Ωm(保留三位有效數字)。
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【題目】電動勢為E、內阻為r的電源與小燈泡L1、L2及滑動變阻器R0和定值電阻R1連接成如圖所示的電路。閉合開關S,兩燈泡均發(fā)光。當滑動變阻器R0觸頭向a端移動的過程中,關于兩燈泡發(fā)光情況,下列說法中正確的是
A. 小燈泡L1、L2都變亮
B. 小燈泡L1、L2都變暗
C. 小燈泡L1變亮,L2變暗
D. 小燈泡L1變暗,L2變亮
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【題目】磁流體發(fā)電機,又稱等離子發(fā)電機,是根據霍爾效應,利用導電流體與磁場發(fā)生相對運動而發(fā)電的新型發(fā)電機。磁流體發(fā)電機的原理如圖所示。在相距為d,且足夠長的甲、乙兩金屬板間加有垂直紙面向里、磁感應強度為B的勻強磁場,兩板通過開關S和燈泡相連。將氣體加熱到使之高度電離,由于正負電荷一樣多,且?guī)щ娏烤鶠?/span>q,故稱為等離子體。將其以速度v噴入甲、乙兩板之間,這時甲、乙兩板就會聚集電荷,產生電壓,它可以直接把內能轉化為電能。試問:
(1)圖中哪個極板是發(fā)電機的正極?
(2)發(fā)電機的電動勢多大?
(3)設噴入兩極間的離子流每立方米有n對一價正負離子,等離子體流的截面積為S,則發(fā)電機的最大功率多大?
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【題目】2017年3月12日,中國航天科技集團公司負責人表示我國今年至少要發(fā)射28次衛(wèi)星,這是國家使命.假設已發(fā)射的某兩顆衛(wèi)星均繞地球做勻速圓周運動,某時刻衛(wèi)星1和衛(wèi)星2分別位于兩軌道上的A、B兩位置(如圖所示),軌道半徑分別為R1、R2.若衛(wèi)星均順時針運行,地球半徑為R,不計衛(wèi)星間的相互作用力,萬有引力常量為G,則以下判斷中正確的是
A. 衛(wèi)星1與衛(wèi)星2的向心加速度大小之比
B. 若使衛(wèi)星1經一次變軌追上衛(wèi)星2,這一過程中萬有引力做負功,機械能增加
C. 若已知衛(wèi)星2的運行周期為T,則地球密度為
D. 衛(wèi)星1與衛(wèi)星2的線速度大小之比
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