【題目】在真空中存在著如圖所示的多層緊密相鄰的甲型區(qū)和乙型區(qū),甲型區(qū)和乙型區(qū)的寬度均為d.甲型區(qū)為真空;乙型區(qū)存在相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,電場強(qiáng)度為E,方向豎直向上;磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向水平垂直紙面向里,邊界互相平行且與電場方向垂直.一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子在第1層上邊界某處由靜止釋放,粒子始終在甲乙區(qū)中運(yùn)動,不計粒子運(yùn)動時的電磁輻射,已知qE=mg.
(1)求粒子在第2層乙型區(qū)中運(yùn)動時速度v2的大小與軌跡半徑r2;
(2)粒子從第10層乙型區(qū)下邊界穿出時,速度的方向與豎直向下方向的夾角為θ10,試求sin θ10的值.
【答案】(1), (2)
【解析】
(1)粒子在混合場中加速,由動能定理可求得進(jìn)入第2層時的速度;再由洛侖茲力充當(dāng)向心力可求得半徑;
(2)根據(jù)電場力做功可明確速渡,再根據(jù)洛侖茲力充當(dāng)向心力找出第10層中的半徑關(guān)系,由數(shù)學(xué)規(guī)律可得出通項式,即可求出sinθ10;
(1)粒子在乙型區(qū)受力qE=mg,則合力為洛倫茲力.
粒子在進(jìn)入第2層乙型區(qū)時,經(jīng)過兩次甲型區(qū)加速,
由動能定理,有:
解得:
粒子在第2層乙型區(qū)中,洛倫茲力充當(dāng)向心力:
解得:
(2)解法一:粒子從第10層乙型區(qū)下邊界穿出時,速度為v10,其水平分量為v10x,
由動能定理有:
解得:
由動量定理:有∑BqvyΔt=mv10x
即:10Bqd=mv10x
解得:
綜合得:
解法二:如圖:r10sin θ10-r10sin α10=d ①
顯然v10sin α10=v9sin θ9 ②(甲型區(qū)為類拋體運(yùn)動)
,, ②
即:r10sin θ10-r9sin θ9=d,
同理r9sin θ9-r8sin θ8=d
r10sin θ10=r1sin θ1+9d
顯然r1sin θ1=d
r10sin θ10=10d
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在第一象限內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(磁場足夠大),一對正、負(fù)電子分別以相同的速度沿與x軸成15°角的方向從原點垂直磁場射入,則負(fù)電子與正電子在磁場中運(yùn)動的時間之比為( )
A. 1:5 B. 5:2 C. 5:3 D. 3:2
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【題目】為驗證“拉力做功與物體動能改變的關(guān)系”某同學(xué)到實驗室找到下列器材:長木板一端帶有定滑輪、電磁打點計時器、質(zhì)量為200g的小車、質(zhì)量分別為10g、30g和50g的鉤碼、細(xì)線、交流電源頻率為。實驗裝置如圖甲所示,請完成下列問題:
小明同學(xué)在實驗中獲得一條紙帶并用刻度尺進(jìn)行測量,如圖乙所示,則AB間距離為______cm。
小紅同學(xué)用質(zhì)量為50g的鉤碼做此實驗,獲得一條紙帶,他將紙帶上打的第一個點標(biāo)為“0”,且認(rèn)為打“0”時小車的速度為零,其后依次標(biāo)出計數(shù)點1、2、3、4、5、相鄰兩個計數(shù)點間還有四個點未畫,如圖丙所示。該同學(xué)測量出計數(shù)點0到計圖丙數(shù)點3、4、5的距離,并標(biāo)在圖丙上。如果將鉤碼的重力在數(shù)值上當(dāng)作小車所受的拉力,則在打計數(shù)點0到4的過程中,拉力對小車做的功為______J,小車的動能增量為______J.取重力加速度,結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字
由中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),小紅同學(xué)并沒有能夠得到“拉力對物體做的功等于物體動能增量”的結(jié)論,且對其他的點如2、3、5點進(jìn)行計算的結(jié)果與“4”計數(shù)點結(jié)論相似。你認(rèn)為產(chǎn)生這種實驗結(jié)果的主要原因有______。
A.先釋放小車再接通電源
B.鉤碼的質(zhì)量沒有遠(yuǎn)大于小車的質(zhì)量
C.沒有考慮鉤碼動能的增加
D.沒有平衡小車與長木板間及紙帶與打點計時器間的摩擦力
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)用如圖所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來探究碰撞過程中的不變量,圖中PQ是斜槽,QR為水平槽,實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下,落到位于水平地面的記錄紙上,留下痕跡。重復(fù)上述操作10次,得到10個落點痕跡。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,讓A球仍從位置G由靜止開始滾下,和B球碰撞后,A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡。重復(fù)這種操作10次。圖中O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點。
(1)安裝器材時要注意:固定在桌邊上的斜槽末端的切線要沿____________方向。
(2)某次實驗中,得出小球落點情況如圖所示(單位是cm),P'、M、N分別是入射小球在碰前、碰后和被碰小球在碰后落點的平均位置(把落點圈在內(nèi)的最小圓的圓心)。則入射小球和被碰小球質(zhì)量之比為m1∶m2=___。
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【題目】如圖所示,在x0y平面(即紙面)內(nèi),y軸右側(cè)有場強(qiáng)為E、指向–y方向的勻強(qiáng)電場,y軸左側(cè)有方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(圖中未畫出).現(xiàn)有一電量為+q,質(zhì)量為m的帶電粒子,從x軸上的A點并與x軸正方向成60入射,粒子恰能在M (0,d) 垂直于y軸進(jìn)入勻強(qiáng)電場,最后從N (L,0) 通過x軸,粒子重力不計.
(1)計算粒子經(jīng)過M點時速度的大;
(2)計算磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大。
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【題目】如圖所示,小球甲、乙質(zhì)量相等.小球甲從A點水平拋出的同時小球乙從B點自由釋放,兩小球先后經(jīng)過C點時速度大小相等、方向間夾角為60°.已知BC高度差為h,g取10 m/s2,不計阻力.由以上條件可知( )
A. A,B兩點的高度差為
B. A,B兩點的水平距離為
C. 兩球經(jīng)過C點時重力的功率不相等
D. 要使兩球在C點相遇,乙球釋放時間要比甲球拋出時間提前
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【題目】如圖所示,偏轉(zhuǎn)電場的極板水平放置,偏轉(zhuǎn)電場右邊的擋板豎直放置,氕、氘、氚三粒子同時從同一位置沿水平方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場,最終均打在右邊的豎直擋板上。不計氕、氘、氚的重力,不考慮三者之間的相互影響,則下列說法正確的是
A. 若三者進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時的初動能相同,則必定到達(dá)擋板上同一點
B. 若三者進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時的初動量相同,則到達(dá)擋板的時間必然相同
C. 若三者進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時的初速度相同,則必定到達(dá)擋板上同一點
D. 若三者進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時的初動能相同,則到達(dá)擋板的時間必然相同
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【題目】一同學(xué)測量某干電池的電動勢和內(nèi)阻.
(1)如圖所示是該同學(xué)正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線(圖中虛線所示)時的實驗電路.請指出圖中在器材操作上存在的兩個不妥之處__________;____________.
(2)實驗測得的電阻箱阻值R和電流表示數(shù)I,以及計算的數(shù)據(jù)見下表:
根據(jù)表中數(shù)據(jù),在答題卡的方格紙上作出關(guān)系圖像___________.由圖像可計算出該干電池的電動勢為_________V;內(nèi)阻為__________Ω.
R/Ω | 8.0 | 7.0 | 6.0 | 5.0 | 4.0 | |
I/A | 0.15 | 0.17 | 0.19 | 0.22 | 0.26 | |
/A–1 | 6.7 | 6.0 | 5.3 | 4.5 | 3.8 |
(3)為了得到更準(zhǔn)確的測量結(jié)果,在測出上述數(shù)據(jù)后,該同學(xué)將一只量程為100 mV的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端.調(diào)節(jié)電阻箱,當(dāng)電流表的示數(shù)為0.33 A時,電壓表的指針位置如圖所示,則該干電池的電動勢應(yīng)為_______V;內(nèi)阻應(yīng)為_____Ω.
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【題目】某種噴墨打印機(jī)打印頭的結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示。其中墨盒可以噴出極小的墨汁微粒,此微粒經(jīng)過帶電室后以一定的初速度垂直射入偏轉(zhuǎn)電場,再經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場后打到紙上,顯示出字符。忽略墨汁的重力,為了使打在紙上的字跡縮小,下列措施理論上可行的是
A. 只增大偏轉(zhuǎn)電場的電壓
B. 只減小墨汁微粒所帶的電荷量
C. 只減小墨汁微粒的質(zhì)量
D. 只減小墨汁微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的速度
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