【題目】如圖所示,真空中有兩塊足夠大的熒光屏P1、P2水平正對放置,間距為d,兩熒光屏之間有一垂直于紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B.在緊貼熒光屏P2的A點有一粒子源,某一時刻向熒光屏P2上方紙面內(nèi)的各個方向同時以相同的速率各發(fā)射一個粒子(圖中只畫出其中的幾個方向),粒子的質(zhì)量為m,帶電荷量為-q,粒子的速率為v0=.若粒子打到熒光屏上立即被吸收并發(fā)出熒光,不計粒子間的相互作用力和重力。
(1)求平行于P2向左發(fā)射的粒子在磁場中的運動時間;
(2)求熒光屏P1、P2之間有粒子經(jīng)過的區(qū)域的面積;
(3)當(dāng)平行于P2向左發(fā)射的粒子到達熒光屏?xí)r,求仍在磁場中運動的粒了和已經(jīng)被屏吸收的粒子的個數(shù)之比。
【答案】(1);(2);(3)。
【解析】
(1)設(shè)粒子運動軌跡的半徑為R,則有:qv0B=,解得:R=2d
平行于P2向左發(fā)射的粒子在磁場中的運動軌跡如圖1所示,圓心角為α,
則有:cosα=
解得:α=
粒子的運動周期為:T=
粒子的運動時間為:t=
(2)粒子的軌跡恰好和Р1相切時,初速度的方向和P2成角θ軌跡如圖2.所示,
則有:cosθ=
即為:θ=
所以有粒子經(jīng)過的區(qū)域的最大面積為:S=2(πR2-×Rcosα)+d×Rsinθ
解得:S=
(3)粒子的初速度方向與P2成角β時,軌跡如圖3所示,
若圓心角也為,則β=
所以當(dāng)平行于P2,向左發(fā)射的粒子到達P1時,此時已經(jīng)打到熒光屏P1上的粒子的發(fā)射方向與平行于P2向右發(fā)射的粒子的方向成角的范圍是θ~π已經(jīng)打到熒光屏Р2上的粒子的發(fā)射方向與平行于P2向右的方向成角的范圍是0~β仍在磁場中運動的粒子的發(fā)射方向范圍是β-θ
所以仍在磁場中運動的粒子和和經(jīng)被屏吸收的粒子個數(shù)之比為=
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【題目】如圖所示,方向水平向右的勻強電場中有a、b、c三點,線段ab=10cm、bc=15cm,其中ab沿電場方向,bc與電場方向間成53°角。電荷量q=4×10—7C的正電荷從a點移到b點,電場力做功W=1.2×10—5J,已知sin53°=0.8。求:
(1)電場的電場強度大小E
(2)電荷q從a點移到c點過程中電勢能變化量△E
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【題目】在做“用油膜法估測分子的大小”的實驗時,所用的油酸酒精溶液的濃度為a,測量中,某位同學(xué)測得如下數(shù)據(jù):測得N滴油酸酒精溶液的體積為V,油膜面積為S,則以下說法正確的是( 。
A. 用以上物理量的符號表示分子直徑大小為d=
B. “用油膜法估測分子的大小”實驗的依據(jù)是將油膜看成單分子油膜
C. 實驗中,分子直徑的計算結(jié)果明顯偏小,可能是由于油酸中含有大量的酒精
D. 實驗中,水面上撒痱子粉的目的是在水面上形成單分子油膜
E. 用油膜法測出分子直徑后,要測出阿伏加德羅常數(shù),只需知道油滴的摩爾體積
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【題目】如圖所示,為一傳送裝置,其中AB段粗糙,AB段長為L=0.2 m,動摩擦因數(shù)μ=0.6,BC、DEN段均可視為光滑,且BC的始、末端均水平,具有h=0.1 m的高度差,DEN是半徑為r=0.4 m的半圓形軌道,其直徑DN沿豎直方向,C位于DN豎直線上,CD間的距離恰能讓小球自由通過.在左端豎直墻上固定有一輕質(zhì)彈簧,現(xiàn)有一可視為質(zhì)點的小球,小球質(zhì)量m=0.2 kg,壓縮輕質(zhì)彈簧至A點后由靜止釋放(小球和彈簧不粘連),小球剛好能沿DEN軌道滑下.求:
(1)小球到達N點時速度的大;
(2)壓縮的彈簧所具有的彈性勢能.
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【題目】為了驗證機械能守恒定律,某同學(xué)設(shè)計了一個實驗,裝置如圖1所示,物塊A的質(zhì)量為m1,物塊B和遮光片的總質(zhì)量為m2,用通過定滑輪的輕細線連接,m1<m2,開始用于托著B靜止,細線伸直。此時遮光片到光電門的距離為H,然后釋放物塊B,當(dāng)遮光片通過光電門時,光電門記錄的遮光時間是2.11×10-3s.已知遮光片的寬度為d,且d<H,在測遮光片的寬度d時,使用20分度的游標(biāo)卡尺來測量,準(zhǔn)確操作后,部分刻線如圖2所示,重力加速度為g。
(1)遮光片的寬度d為______cm。
(2)物塊B經(jīng)過光電門時的速度為______m/s。(保留兩位有效數(shù)字)
(3)在誤差允許的范圍內(nèi),需要滿足關(guān)系式______,即可驗證機械能守恒。(用題中所給的字母表示)
(4)在實際運算驗證時,第(3)中的關(guān)系式兩邊的數(shù)值總是有些差異,你認(rèn)為原因可能是______(答對一條即可給分)。
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【題目】圖是測量人的反應(yīng)時間的小實驗,乙同學(xué)在甲同學(xué)的大拇指與食指之間的正上方捏 住一把直尺,甲同學(xué)的大拇指與食指之間距離較。s3cm),乙同學(xué)突然放開尺子,甲同學(xué)盡快用手指去夾。铝斜硎稣_的有( )
A. 測的是甲同學(xué)的反應(yīng)時間
B. 測的是乙同學(xué)的反應(yīng)時間
C. 實驗原理是
D. 實驗原理是vt=gt
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【題目】如圖所示,傾角為θ=30°的斜面上,一質(zhì)量為6m的物塊經(jīng)跨過定滑輪的細繩與一質(zhì)量為m的小球相連,現(xiàn)將小球從水平位置靜止釋放,小球由水平位置運動到最低點的過程中,物塊和斜面始終靜止。運動過程中小球和物塊始終在同一豎直平面內(nèi),則在此過程中( )
A. 細繩的拉力先增大后減小
B. 物塊所受摩擦力逐漸減小
C. 地而對斜面的支持力逐漸增大
D. 地面對斜面的摩擦力先減小后增大
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【題目】在光滑的水平面上,一滑塊的質(zhì)量m=2kg,在水平面上恒定外力F=4N(方向未知)作用下運動,如圖所示為滑塊在水平面上運動的一段軌跡,滑塊過P、Q兩點時速度大小均為v=5m/s,滑塊在P點的速度方向與PQ連線夾角α=37°,sin37°=0.6,則下列說法正確的是
A. 水平恒力F的方向與PQ連線成53°夾角
B. 滑塊從P到Q的時間為3s
C. 滑塊從P到Q的過程中速度最小值為4m/s
D. P、Q兩點連線的距離為10m
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【題目】質(zhì)量為2kg的物體,放在動摩擦因數(shù)為μ=0.1的水平面上,在水平拉力F的作用下,由靜止開始運動,拉力做的功W和物體發(fā)生的位移x之間的關(guān)系如圖所示,g=10m/s2,下列說法中正確的是( )
A. 此物體在OA段做勻加速直線運動,且此過程中拉力的最大功率為6W
B. 此物體在OA段做勻速直線運動,且此過程中拉力的最大功率為6 W
C. 此物體在AB段做勻加速直線運動,且此過程中拉力的最大功率為6 W
D. 此物體在AB段做勻速直線運動,且此過程中拉力的功率恒為6 W
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