【題目】如圖所示,在坐標系xoy中,x軸上方存在勻強磁場,方向垂直于xoy向里;在x軸下方存在勻強電場,電場強度為E,電場方向與xoy平面平行,且與x軸成夾角。一質量為m,電荷量為q(q>0)的粒子從y軸上 (0, )點靜止釋放。一段時間后粒子進入磁場,且從y軸上的(圖中未畫出)垂直于y軸飛入第二象限。不計粒子重力。求:
(1)粒子第一次進入磁場時的速度大;
(2)磁場的磁感應強度B及粒子第一次在磁場中運動的時間;
(3)粒子第三次到達x軸的位置。
【答案】(1),(2),(3).
【解析】試題分析:(1)粒子只在電場中沿電場線運動,由動能定理可求得粒子進入磁場的速度;
(2)根據(jù)題意可明確粒子的運動軌跡,再根據(jù)洛侖茲力充當向心力可求得磁感應強度;根據(jù)所對應的圓心角可求得時間;
(3)粒子第二次進入電場時,做類平拋運動,由運動的合成和分解可求得粒子回到x軸時的坐標.
解:(1)粒子由靜止開始沿電場線運動,由題意可知,粒子運動的位移為x==2d;
則由動能定理可知:Eq2d=mv2;
解得:v=2;
(2)粒子在磁場中運動的軌跡如圖所示;因粒子進入磁場時的速度方向與x軸成45度角,由幾何關系可知,
R==2d;
則由Bqv=m可知:
B==;
粒子第一次在磁場中轉過的圓心角為:270°;故時間t==;
(3)粒子第二次經(jīng)過x軸時,速度方向與水平方向夾角為45°;垂直于電場線進入電場區(qū)域;
則粒子在電場中做類平拋運動,由類平拋運動的規(guī)律可知:
x=vt
y=
=tan45°=1;
解得:t=
則x=;
由幾何關系可知:第三次到達x軸上的位移為:x==8d
故粒子在O點右側,距離為8d﹣d=7d;
故第三次到達x軸的坐標為:(7d,0)
答:(1)粒子第一次進入磁場時的速度大小為2;
(2)磁場的磁感應強度B為;粒子第一次在磁場中運動的時間為;
(3)粒子第三次到達x軸的位置為(7d,0)
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【題目】在如下所示的A、B、C、D四圖中,滑輪本身的重力忽略不計,滑輪的軸O安裝在一根輕木桿P上,一根輕繩ab繞過滑輪,a端固定在墻上,b端下面掛一個質量都是m的重物,當滑輪和重物都靜止不動時,A、C、D圖中桿P與豎直方向夾角均為θ,圖B中桿P在豎直方向上,假設A、B、C、D四圖中滑輪受到木桿彈力的大小依次為FA、FB、FC、FD,則以下判斷中正確的是
A. FA=FB= FC=FD B. FD>FA=FB>FC
C. FA= FC=FD>FB D. FC>FA=FB>FD
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【題目】年月日時分,中國自行研制的神舟八號飛船與天宮一號目標飛行器在距地球公里的軌道實現(xiàn)自動對接,為建設空間站邁出關鍵一步.若神舟八號飛船與天宮一號的質量相同,環(huán)繞地球運行均可視為勻速圓周運動,運行軌道如圖所示,則( )
A. 天宮一號運行時向心加速度比神舟八號小
B. 天宮一號運行的周期比神舟八號小
C. 天宮一號運行時線速度比神舟八號大
D. 神舟八號要實現(xiàn)與天宮一號的對接需點火加速
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【題目】如圖所示,O點有一粒子源,在某時刻發(fā)射大量質量為m、電荷量為q的帶正電的粒子,它們的速度大小相等、速度方向均在xOy平面內(nèi).在直線x=a與x=2a之間存在垂直于xOy平面向外的磁感應強度為B的勻強磁場,與y軸正方向成60°角發(fā)射的粒子恰好垂直于磁場右邊界射出.不計粒子的重力和粒子間的相互作用力.關于這些粒子的運動,下列說法正確的是( )
A. 粒子的速度大小為 B. 粒子的速度大小為
C. 與y軸正方向成120°角射出的粒子在磁場中運動的時間最長 D. 與y軸正方向成90°角射出的粒子在磁場中運動的時間最長
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【題目】(1)下列關于近代物理知識的描述中,正確的是________。(填正確答案標號。選對1個得3分,選對2個得4分,選對3個得6分。每選錯1個扣3分,最低得分為0分)
A.衰變中產(chǎn)生的β射線實際上是原子的核外電子掙脫原子核的束縛而形成的
B.處于n=3能級狀態(tài)的大量氫原子自發(fā)躍遷時,能發(fā)出3種頻率的光子
C.當用藍色光照射某金屬表面時有電子逸出,則改用紫光照射也一定會有電子逸出
D.在核反應中,X是質子,這個反應過程叫α衰變
E.比結合能越大,原子核中核子結合得越牢固,原子核越穩(wěn)定
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【題目】如圖所示,電源電動勢為3V,內(nèi)阻不計,兩個不計電阻的金屬圓環(huán)表面光滑,豎直懸掛在等長的細線上,金屬環(huán)面平行,相距1m,兩環(huán)分別與電源正負極相連。現(xiàn)將一質量0.06kg,電阻1.5Ω的導體棒輕放在環(huán)上,導體棒與環(huán)有良好電接觸。兩環(huán)之間有方向豎直向上,磁感應強度為0.4T的勻強磁場。當開關閉合后,導體棒上滑到某位置靜止不動,試求:
(1)在此位置上棒對每一只環(huán)的壓力為多少?
(2)若已知環(huán)半徑為0.5m,此位置與環(huán)底的高度差是多少?
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【題目】如圖所示,一水平光滑、距地面高為h、邊長為a的正方形MNPQ桌面上,用長為L的不可伸長的輕繩連接質量分別為mA、mB的A、B兩小球,兩小球在繩子拉力的作用下,繞繩子上的某點O以不同的線速度做勻速圓周運動,圓心O與桌面中心重合,已知mA=0.5 kg,L=1.2 m,LAO=0.8 m,a=2.1 m,h=1.25 m,A球的速度大小vA=0.4 m/s,重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)繩子上的拉力F以及B球的質量mB;
(2)若當繩子與MN平行時突然斷開,則經(jīng)過1.5 s兩球的水平距離;(與地面撞擊后,前進方向的速度不變)
(3)兩小球落至地面時,落點間的距離.
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【題目】如圖所示,條形磁鐵放在光滑的斜面上,用平行于斜面的輕彈簧拉住而平衡,A為水平放置的直導線的截面,導線中無電流時,磁鐵對斜面的壓力為,當導線中有電流流過時,磁鐵對斜面的壓力為,此時彈簧的伸長量減小了,則()
A. ,A中電流方向向內(nèi)
B. ,A中電流方向向外
C. ,A中電流方向向內(nèi)
D. ,A中電流方向向外
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【題目】如圖所示為牽引力F和車速倒數(shù)1/v的關系圖像。若一汽車質量為2×103㎏,它由靜止開始沿平直公路行駛,且行駛中阻力恒定,設其最大車速為30 m/s,則下列說法中正確的是
A. 汽車所受阻力為6×103N
B. 汽車車速為15m/s時,功率為6×104W
C. 汽車勻加速的的加速度為3m/s2
D. 汽車勻加速所需時間為5s
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