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【題目】如圖所示,直角坐標系xoy平面內,有一絕緣薄板MN垂直于x軸放置在x=0處,在P、Q兩處分別有一小孔,OP=a,OQ=b,(a>b),在第二象限內有如圖的輻向分布電場,圖中A點處在以O為圓心、半徑為a的圓弧上(如虛線所示),場強大小為E;在緊靠A孔處的一加速電場;在x>0區(qū)域有垂直于紙面向里的勻強磁場(未畫出),F通過加速電場將比荷為帶電粒子由靜止加速后從A點平行y方向進入電場,不計粒子重力,此粒子恰好能沿虛線圓弧軌跡從P點射出進入右方磁場。

(1)求此加速電壓U;

(2)設粒子與絕緣薄板碰撞時無電量損失且能以原速彈回,粒子剛好能穿過Q孔,求此區(qū)域的磁感應強度B1;

(3)在(2)問相同條件下,設忽略加速電場所占空間大小,若在第三象限的某區(qū)域存在另一個三角形勻強磁場區(qū)域,從Q孔射出的粒子,進入此磁場后,又恰好能垂直于x軸回到A孔,求粒子軌道半徑最大時磁場的最小面積以及此磁場與第一象限磁場磁感應強度之比。

【答案】(1) (2)

【解析】1)粒子經加速電場后速度為v,

由動能定理得:

粒子進入輻向磁場區(qū)城做勻速圓周運動,由牛傾第二定律有:

得:

2)粒子垂直于y軸進入磁場,從Q點射出,則作圓周運動如圖所示:

半徑n=1,23…)

解得n=1,23…)

(3)由幾何知識知,粒子進入第三象限,作圓周運動半徑r=b

所以由圖示三角形區(qū)域的最小面積

由牛頓第二定律得:

n=1,23…)

練習冊系列答案
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【題目】關于位移和路程,下列說法錯誤的是(

A.位移與運動路徑無關,僅由初末位置決定

B.位移的大小等于路程

C.路程是標量,位移是矢量,位移的運算遵循平行四邊行定則

D.位移是由初位置指向末位置的有向線段,路程是物體運動軌跡的長度

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【題目】某容積為40 L的氧氣瓶裝有30 atm的氧氣,現把氧氣分裝到容積為5 L的小鋼瓶中,使每個小鋼瓶中氧氣的壓強為5 atm,若每個小鋼瓶中原有氧氣壓強為1 atm,能分裝的瓶數是(設分裝過程中無漏氣,且溫度不變)

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【題目】如圖所示,質量分別為m2mAB兩個木塊間用輕彈簧相連,放在光滑水平面上,A靠緊豎直墻.用水平力FB向左壓,使彈簧被壓縮一定長度,靜止后彈簧儲存的彈性勢能為E.這時突然撤去F,關于A、B和彈簧組成的系統(tǒng),下列說法中正確的是( )

A. 撤去F后,系統(tǒng)動量守恒,機械能守恒

B. 撤去F后,A離開豎直墻前,系統(tǒng)動量不守恒,機械能守恒

C. 撤去F后,A離開豎直墻后,彈簧的彈性勢能最大值為E

D. 撤去F后,A離開豎直墻后,彈簧的彈性勢能最大值為E/3

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【題目】關于機械能是否守恒,下列說法正確的是(

A. 做勻速直線運動的物體機械能一定守恒

B. 做圓周運動的物體機械能一定守恒

C. 做曲線運動的物體,機械能可能守恒

D. 在豎直平面內做勻速圓周運動的物體機械能守恒

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【題目】地球對月球有相當大的萬有引力,它們不靠在一起的原因是 ( )

A. 地球對月球的引力和月球對地球的引力相互平衡

B. 不僅地球對月球有引力,其他行星對月球也有引力,這些力合力為零

C. 地球對月球的引力不足以改變月球的運動狀態(tài)

D. 地球對月球的萬有引力不斷改變月球的運動方向,使得月球繞地球運轉

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【題目】如圖甲所示,為測定物體沖上粗糙斜面能達到的最大位移x與斜面傾角θ的關系,將某一物體每次以不變的初速率v0沿足夠長的斜面向上推出,調節(jié)斜面與水平方向的夾角θ,實驗測得x與斜面傾角θ的關系如圖乙所示,g10m/s2,根據圖象可求出( )

A. 物體的初速率v0=3m/s

B. 物體與斜面間的動摩擦因數μ=0.75

C. 當某次θ=300時,物體達到最大位移后將沿斜面下滑

D. 當某次θ=450時,物體達到最大位移后將沿斜面下滑

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【題目】從地面豎直上拋一個質量為m的小球,小球上升的最大高度為h.設上升和下降過程中空氣阻力大小恒定為f.下列說法正確的是( 。

A. 小球上升的過程中動能減少了mgh

B. 小球上升和下降的整個過程中機械能減少了fh

C. 小球上升的過程中重力勢能增加了mgh

D. 小球上升和下降的整個過程中動能減少了fh

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【題目】氫原子從能級m躍遷到能級n時輻射紅光的頻率為v1,從能級n躍遷到能級k時吸收紫光的頻率為v2,已知普朗克常量為h,若氫原子從能級k躍遷到能級m,則

A. 吸收光子的能量為hv1-hv2

B. 輻射光子的能量為hv1+hv2

C. 吸收光子的能量為hv2- hv1

D. 輻射光子的能量為hv2- hv1

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