(08年全國(guó)卷Ⅰ)25.(22分)如圖所示,在坐標(biāo)系xoy中,過(guò)原點(diǎn)的直線OC與x軸正向的夾角φ=120°,在OC右側(cè)有一勻強(qiáng)電場(chǎng):在第二、三象限內(nèi)有一心強(qiáng)磁場(chǎng),其上邊界與電場(chǎng)邊界重疊、右邊界為y軸、左邊界為圖中平行于y軸的虛線,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直抵面向里。一帶正電荷q、質(zhì)量為m的粒子以某一速度自磁場(chǎng)左邊界上的A點(diǎn)射入磁場(chǎng)區(qū)域,并從O點(diǎn)射出,粒子射出磁場(chǎng)的速度方向與x軸的夾角θ=30°,大小為v,粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡為紙面內(nèi)的一段圓弧,且弧的半徑為磁場(chǎng)左右邊界間距的兩倍。粒子進(jìn)入電場(chǎng)后,在電場(chǎng)力的作用下又由O點(diǎn)返回磁場(chǎng)區(qū)域,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后再次離開(kāi)磁場(chǎng)。已知粒子從A點(diǎn)射入到第二次離開(kāi)磁場(chǎng)所用的時(shí)間恰好等于粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期。忽略重力的影響。求
(1)粒子經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)速度的方向和A點(diǎn)到x軸的距離;
(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的大小和方向;
(3)粒子從第二次離開(kāi)磁場(chǎng)到再次進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)所用的時(shí)間。
解析:
(1)從A點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后從O點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程是勻速圓周運(yùn)動(dòng),畫出粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡圖,依題意由幾何關(guān)系可得圓弧的圓心正好是兩條虛線的交點(diǎn),故經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速度方向?yàn)閤軸的正方向。
設(shè)圓周的半徑為R,有:R=2OA,∠OO1A=300 ①
根據(jù)向心力公式:Bqv= ②
A點(diǎn)到x軸的距離:x= R-Rcos30° ③
聯(lián)立①②③解得:x =
(2)粒子能從O點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)且能由O點(diǎn)返回,對(duì)正電荷,說(shuō)明電場(chǎng)的方向垂直于OC向左,設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,電場(chǎng)中的時(shí)間為t1,由動(dòng)量定理:
Eqt1=2mv ④
粒子從A點(diǎn)射入到第二次離開(kāi)磁場(chǎng)所用的時(shí)間恰好等于粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T,由:
T= ⑤
從O點(diǎn)返回磁場(chǎng)后的軌跡如圖,圓心角為120°,故:
T=t1+T+T ⑥
聯(lián)立②④⑤⑥解得:E = ⑦
(3)第二次離開(kāi)磁場(chǎng)后到再進(jìn)入電場(chǎng),如圖軌跡。
則DF=OD=2R cos30° ⑧
時(shí)間t2==
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
(08年全國(guó)卷Ⅰ)已知太陽(yáng)到地球與到月球的距離的比值約為390,月球繞地球旋轉(zhuǎn)的周期約為27天。利用上述數(shù)據(jù)以及日常的天文知識(shí),可估算出太陽(yáng)對(duì)月球與地球?qū)υ虑虻娜f(wàn)有引力的比值約為:
A. 0.2 B.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
(08年全國(guó)卷Ⅰ)(12分)一直流電壓表,連成為1V,內(nèi)阻為1000Ω,F(xiàn)將一阻值在5000~7000Ω之間的固定電阻R1與此電壓表串聯(lián),以擴(kuò)大電壓表的連成。為求得擴(kuò)大后量程的準(zhǔn)確值,再給定一直流電源(電動(dòng)勢(shì)E為6~7V,內(nèi)阻可忽略不計(jì)),一阻值R2=2000Ω的固定電阻,兩個(gè)單刀開(kāi)關(guān)S1、S2及若干導(dǎo)線。
(1)為達(dá)到上述目的,將答題卡上對(duì)應(yīng)的圖連成一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)電路圖。
(2)連線完成以后,當(dāng)S1與S2均閉合時(shí),電壓表的示數(shù)為0.90 V;當(dāng)S1閉合,S2斷開(kāi)時(shí),電壓表的示數(shù)為0.70 V,由此可以計(jì)算出改裝后電壓表的量程為 V,電源電動(dòng)勢(shì)為 V。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
(08年全國(guó)卷Ⅰ)(18分)圖中滑塊和小球的質(zhì)量均為m,滑塊可在水平放置的光滑固定導(dǎo)軌上自由滑動(dòng),小球與滑塊上的懸點(diǎn)O由一不可伸長(zhǎng)的輕繩相連,輕繩長(zhǎng)為l。開(kāi)始時(shí),輕繩處于水平拉直狀態(tài),小球和滑塊均靜止,F(xiàn)將小球由靜止釋放,當(dāng)小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí),滑塊剛好被一表面涂有粘性物質(zhì)的固定擋板粘住,在極短的時(shí)間內(nèi)速度減為零,小球繼續(xù)向左擺動(dòng),當(dāng)輕繩與豎直方向的夾角θ=60°時(shí)小球達(dá)到最高點(diǎn)。求
(1)從滑塊與擋板接觸到速度剛好變?yōu)榱愕倪^(guò)程中,擋板阻力對(duì)滑塊的沖量;
(2)小球從釋放到第一次到達(dá)最低點(diǎn)的過(guò)程中,繩的拉力對(duì)小球做功的大小。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
(08年全國(guó)卷Ⅰ)(22分)如圖所示,在坐標(biāo)系xoy中,過(guò)原點(diǎn)的直線OC與x軸正向的夾角φ=120°,在OC右側(cè)有一勻強(qiáng)電場(chǎng):在第二、三象限內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場(chǎng),其上邊界與電場(chǎng)邊界重疊、右邊界為y軸、左邊界為圖中平行于y軸的虛線,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直抵面向里。一帶正電荷q、質(zhì)量為m的粒子以某一速度自磁場(chǎng)左邊界上的A點(diǎn)射入磁場(chǎng)區(qū)域,并從O點(diǎn)射出,粒子射出磁場(chǎng)的速度方向與x軸的夾角θ=30°,大小為v,粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡為紙面內(nèi)的一段圓弧,且弧的半徑為磁場(chǎng)左右邊界間距的兩倍。粒子進(jìn)入電場(chǎng)后,在電場(chǎng)力的作用下又由O點(diǎn)返回磁場(chǎng)區(qū)域,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后再次離開(kāi)磁場(chǎng)。已知粒子從A點(diǎn)射入到第二次離開(kāi)磁場(chǎng)所用的時(shí)間恰好等于粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期。忽略重力的影響。求
(1)粒子經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)速度的方向和A點(diǎn)到x軸的距離;
(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的大小和方向;
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