【題目】如圖所示,空間存在方向垂直于xOy平面向里的勻強磁場,在0<y<d的區(qū)域I內(nèi)的磁感應強度大小為B,在y>d的區(qū)域II內(nèi)的磁感應強度大小為2B。一個質(zhì)量為m、電荷量為-q的帶電粒子(不計重力),由靜止經(jīng)一電壓可調(diào)的加速電場加速后從O點沿y軸正方向射入?yún)^(qū)域I:
(1)若粒子不能進入?yún)^(qū)域II,求加速電場電壓的最大值Um;
(2)若粒子能從區(qū)域I進入?yún)^(qū)域II,求粒子從區(qū)域I射出時打在x軸上位置坐標的最小值xmin,并求出此情況下粒子在區(qū)域I中運動的半徑R1;
(3)在滿足(2)的條件下,求出粒子在整個磁場區(qū)域內(nèi)的運動時間t總。
【答案】(1);(2),;(3)
【解析】
(1)設粒子不能進入?yún)^(qū)域II時的速度為,運動的軌跡半徑為,帶電粒子在電場中被加速過程中,由動能定理得
在磁場中運動,洛侖磁力提供向心力
粒子的最大半徑,解得
(2)設粒子在區(qū)域Ⅰ中軌道半徑為,軌跡所對的圓心角為,粒子從區(qū)域I進入?yún)^(qū)域II時運動軌跡如圖所示
在OA段圓周運動的圓心在O1,在AC段圓周運動的圓心在O2,在CD段圓周運動的圓心在O3,由圖可得粒子打在x軸上位置坐標
可得
則當時,位置坐標取最小值和分別為
,
(3)設粒子在區(qū)域I、II中運動的周期分別為T1、T2,時間分別為t1、t2,粒子在區(qū)域II中軌跡所對的圓心角為
,
根據(jù)(2)的條件和結(jié)論,可得
解得
,
帶點粒子在I區(qū)域中運動的時間
在II區(qū)域中運動的時間
粒子在整個磁場區(qū)域內(nèi)的運動時間
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【題目】甲、乙、丙三個實驗小組分別采用如圖(甲)、(乙)、(丙)所示的實驗裝置,驗證“當質(zhì)量一定時,物體運動的加速度與它所受的合力成正比”這一物理規(guī)律。已知他們使用的小車完全相同,小車的質(zhì)量為M,重物的質(zhì)量為m,試回答下列問題:
(1)甲、乙、丙實驗中,必須平衡小車和長木板之間的摩擦力的實驗小組是____。
A.甲、丙 B.甲、乙 C.甲、乙、丙
(2)實驗時,必須滿足“M遠大于m”的實驗小組是____。
(3)實驗時,甲、乙、丙三組同學的操作均完全正確,他們作出的a-F圖線如圖(。┲A,B,C所示,則甲、乙、丙三組實驗對應的圖線依次是____,____,____。
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【題目】如圖是在購物商場里常見的電梯,左圖為階梯電梯,右圖為斜面電梯,設兩電梯中各站一個質(zhì)量相同的乘客隨電梯勻速上行,則兩乘客受到電梯的
A.摩擦力的方向相同B.支持力的大小相同
C.支持力的方向相同D.作用力的大小與方向均相同
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【題目】以下說法正確的是( )
A.詩句“人在橋上走,橋流水不流”是以流水為參考系
B.2019年10 月1日舉行了國慶70周年大閱兵,閱兵隊伍中的戰(zhàn)士在訓練正步時,可以把自己當成質(zhì)點
C.平均速度,無論當Δt多么小,該式都不可以表示t時刻的瞬時速度
D.2019年12月20日太原衛(wèi)星發(fā)射中心用長征四號乙運載火箭實現(xiàn)了“一箭九星”,火箭豎直發(fā)射加速升空時,噴出的氣體對火箭的推力與火箭的重力是一對平衡力
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【題目】國際單位制(縮寫SI)定義了米(m)、秒(s)等7個基本單位,其他單位均可由物理關(guān)系導出。原來由鉑銥合金的圓柱體制成的“國際千克原器”,它的質(zhì)量隨時間推移,會有微小變化,已經(jīng)影響到質(zhì)量單位的使用。因此,第26屆國際計量大會決定,質(zhì)量單位“千克”用普朗克常量h(h的數(shù)值為6.63×10-34J·s,J是焦耳)定義。舊“千克原器”于2019年5月20日正式“退役”,至此,7個基本單位全部用基本物理常量來定義,由以上信息判斷下列說法正確的是( )
A.“千克”單位沒有了實物千克原器做標準,會導致基本單位的不穩(wěn)定
B.7個基本單位全部用物理常量定義,保證了基本單位的穩(wěn)定性
C.因為重新定義了“千克”的單位,所以在不同的力學單位制中,牛頓第二定律的表達式都是F=ma
D.由題意可知,h單位也可以用基本單位表示為
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【題目】某學生研究串聯(lián)電路電壓特點的實驗時,接成如圖所示的電路,接通S后,電路中沒有電流,他將高內(nèi)阻的電壓表并聯(lián)在A、C兩點間時,電壓表讀數(shù)為U;當并聯(lián)在A、B兩點間時,電壓表讀數(shù)也為U;當并聯(lián)在B、C兩點間時,電壓表讀數(shù)為零,故障的原因可能是
A. AB段斷路B. BC段斷路
C. AB段短路D. BC段短路
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【題目】在“探究彈力與彈簧伸長量的關(guān)系”的實驗中,為了測量某一彈簧的勁度系數(shù),將該彈簧豎直懸掛起來,在自由端掛上不同質(zhì)量的砝碼。
(1)要完成上述實驗,在實驗中,以下說法正確的是(____)
A. 彈簧被拉伸時,不能超出它的彈性限度
B. 用懸掛鉤碼的方法給彈簧施加拉力,應保證彈簧位于豎直位置且處于平衡狀態(tài)
C. 用直尺測得彈簧的長度即為彈簧的伸長量
D. 用幾個不同的彈簧,分別測出幾組拉力與伸長量,得出拉力與伸長量之比相等
(2)實驗測出了砝碼的質(zhì)量m與彈簧長度l的相應數(shù)據(jù),其對應點已在圖上標出。請作出m-l的關(guān)系圖線______;
(3)請根據(jù)圖像得出彈簧的勁度系數(shù)為________N/m。(g=9.8 m/s2)(保留3位有效數(shù)字)
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【題目】如圖所示,內(nèi)壁光滑的絕緣半圓容器靜止于水平面上,帶電量為qA的小球固定于圓心的正下方點,帶電量為質(zhì)量為的小球靜止于點,∠AOB=30°,由于小球a電量的變化,現(xiàn)發(fā)現(xiàn)小球沿容器內(nèi)壁緩慢向上移動,最終靜止于點(未標出),∠AOC=60°.下列說法正確的是
A.水平面對容器的摩擦力為0
B.容器對小球的彈力始終與小球的重力大小相等
C.出現(xiàn)上述變化時,小球的電荷量可能減小
D.出現(xiàn)上述變化時,可能是因為小球的電荷量逐漸增大為
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【題目】用國際單位制驗證下列表達式,可以斷定不正確的是( )
A. (為位移、為加速度、為時間)
B. (為加速度、為動摩擦因數(shù)、為重力加速度)
C. (為力、為質(zhì)量、為速度、為半徑)
D. (為速度、為半徑、為重力加速度、為動摩擦因數(shù))
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