如圖所示,半徑足夠大的兩半圓形區(qū)域I和II中存在與紙面垂直的勻強磁場,兩半圓形的圓心分別為O、O’,兩條直徑之間有一寬度為d的矩形區(qū)域,區(qū)域內(nèi)加上電壓后形成一勻強電場。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子(不計重力),以初速度v0從M點沿與直徑成
30o角的方向射入?yún)^(qū)域I,而后從N點沿與直徑垂直的方向進入電場,N點與M點間的距離為L0,粒子第一次離開電場時的速度為2v0,隨后將兩直徑間的電壓調(diào)為原來的2倍,粒子又兩進兩出電場,最終從P點離開區(qū)域II。已知P點與圓心為O’的直徑間的距離為L,與最后一次進入?yún)^(qū)域II時的位置相距
L,求:
(1)區(qū)域I內(nèi)磁感應強度B1的大小與方向;
(2)矩形區(qū)域內(nèi)原來的電壓和粒子第一次在電場中運動的時間;
(3)大致畫出粒子整個運動過程的軌跡,并求出區(qū)域II內(nèi)磁場的磁感應強度B2的大小;
(4)粒子從M點運動到P點的時間。
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⑴粒子在I內(nèi)速度方向改變了120°,由幾何關系知,軌跡對應的圓心角
α=120°………………………………………………(1分)
…………………………………………………………………(1分)
…………………………………………………………(1分)
由
……………………………………………………………(1分)
B1方向垂直于紙面向外 …………………………………………………………(1分)
⑵粒子第一次在電場中運動由動能定理:
………………………………………………………(1分)
∴
……………………………………………………………………(1分)
…………………………………………………………………(1分)
∴
…………………………………………(1分)
⑶粒子第二次進入電場中,設粒子運動x距離時速度為0
…………(1分)
………………………………(1分)
∴粒子不能進入?yún)^(qū)域I,而是由速度為0開始反向加速進入?yún)^(qū)域II,粒子整個運動過程的大致軌跡如圖所示!1分)
對粒子在區(qū)域II內(nèi)運動的最后一段軌跡:
…………………(1分)
β=60°,最后一段軌跡對應的圓心角φ=60°…………………………………(1分)
∴
…………………………………………………………………(1分)
由
…………………………………………………………(1分)
⑷在區(qū)域I中運動時間t0
…………………………………………………………(1分)
粒子第二次在電場中運動的時間t2
……………………………………………………………………(1分)
…………………………………………………………………(1分)
從粒子第二次進入電場到最終離開區(qū)域II,粒子在電場中運動的總時間
t2′=4t2=
……………………………………………………………………(1分)
粒子在區(qū)域II的所有圓弧上運動的時間:
…………………………………………………(1分)
粒子從M點運動到P點的時間:
t= t0+ t1+ t2′+ t3=
………………………………(1分)
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科目:高中物理 來源: 題型:
如下圖所示,導熱的氣缸開口向下,缸內(nèi)活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體,活塞可自由滑動且不漏氣,活塞下掛一個沙桶,沙桶裝滿沙子時,活塞恰好靜止.現(xiàn)將沙桶底部鉆一個小洞,讓細砂慢慢漏出,氣缸外部溫度恒定不變.則
A.缸內(nèi)氣體壓強減小,內(nèi)能增加
B.缸內(nèi)氣體壓強增大,內(nèi)能不變
C.缸內(nèi)氣體壓強增大,內(nèi)能減少
D.外界對缸內(nèi)氣體做功
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖 (a)所示,AB是某電場中的一條電場線,現(xiàn)有一個電子以某一初速度且僅在電場力的作用下,沿AB由A點運動到B點,所經(jīng)位置的電勢φ與到A點的距離x的變化規(guī)律如圖(b)所示。由分析可知結(jié)論正確的是( )
(A)電場線AB的方向是由B指向A
(B)電子在A、B兩點的速度關系是vA<vB
(C)電子在A、B兩點的加速度關系是aA>aB
(D)電子在A、B兩點的電勢能關系是EpA>EpB
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖所示,一輛在水平地面上向右做直線運動的平板車,長度L=6m,質(zhì)量M=10kg,其上表面水平光滑且距地面高為h=1.25m,A、B是其左右的兩端點,在A端固定一個與車絕緣的、質(zhì)量與大小忽略不計的帶電體Q,其電量Q=-5×10-6C。在地面上方的空間存在著沿小車運動方向的、區(qū)域足夠大的勻強電場(忽略Q的影響),場強大小E=1×107N/C。在t=0時刻,小車速度為v0=7.2m/s,此時將一個質(zhì)量m=1kg的小球輕放在平板車上距離B端處的P點(小球可視為質(zhì)點,釋放時對地的速度為零)。經(jīng)過一段時間,小球脫離平板車并落到地面。已知平板車受到地面的阻力與它對地面的壓力成正比,且比例系數(shù)μ=0.2,其它阻力不計,重力加速度g=10m/s2. 試求:
(1)從t=0時起,平板車能繼續(xù)向右運動的最大距離.
(2)小球從t=0時起到離開平板車時所經(jīng)歷的時間.
(3)從t=0時起到小球離開平板車落地時止,帶電體Q的電勢能的變化量.
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖所示,飛船從圓軌道l變軌至圓軌道2,軌道2的半徑是軌道l半徑的3倍。若飛船在兩軌道上都做勻速圓周運動,則飛船在軌道2上運行和在軌道1上運行相比
A.線速度變?yōu)樵瓉淼?倍 B.向心加速度變?yōu)樵瓉淼?sub>![]()
C.動能變?yōu)樵瓉淼?sub>
D.運行周期變?yōu)樵瓉淼?倍
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科目:高中物理 來源: 題型:
2011年3月11日本福島核電站發(fā)生核泄漏事故,其中銫137(
Cs)對核輻射的影響最大,其半衰期約為30年。
①請寫出銫137(
Cs)發(fā)生
衰變的核反應方程 [已知53號元素是碘(I),56號元素是鋇(Ba)]
②若在該反應過程中釋放的核能為E,則該反應過程中質(zhì)量虧損為 (真空中的光速為c)。
③泄露出的銫l37約要到公元 年才會有87.5%的原子核發(fā)生衰變。
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖甲所示,O點為振源,OP = s,t = 0時刻O點由平衡位置開始振動,產(chǎn)生向右沿直線傳播的簡諧橫波。圖乙為從t = 0時刻開始描繪的質(zhì)點P的振動圖象。下列判斷中正確的是
A.該波的頻率為![]()
B.這列波的波長為![]()
C.t=0時刻,振源O振動的方向沿
軸負方向
D.t=
時刻,P點的振動方向沿
軸負方向
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科目:高中物理 來源: 題型:
一輛汽車的質(zhì)量為 m,其發(fā)動機的額定功率為 P0。從某時刻起汽車以速度 v0 在水平公路上沿直線勻速行駛,此時汽車發(fā)動機的輸出功率為
,接著汽車開始沿直線勻加速行駛,當速度增加到
時,發(fā)動機的輸出功率恰好為 P0 。如果汽車在水平公路上沿直線行駛中所受到的阻力與行駛速率成正比,求:
(1)汽車在水平公路上沿直線行駛所能達到的最大速率 vm ;
(2)汽車勻加速行駛所經(jīng)歷的時間和通過的距離;
(3)為提高汽車行駛的最大速率,請至少提出兩條在設計汽車時應考慮的建議。
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科目:高中物理 來源: 題型:
某實驗小組用學過的方法研究玩具電動機的伏安特性曲線,如圖是他準備的器材和設計的實驗電路,其中待測電動機M的額定電流為1.0A,額定電壓為4.5 Vo電路中已經(jīng)接好了部分導線。
(1)為了完成本實驗,請用筆畫線當導線,將圖中的實物連成完整的電路。(要求通過電動機的電流能從零開始變化)
(2)下表為實驗小組的實驗記錄,同時已經(jīng)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)在坐標紙上描點作出通過電動機的電流I隨電壓U變化圖線如圖。
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根據(jù)這幅I-U圖線作出的有關判斷正確的是:
A.電動機在轉(zhuǎn)動前、后都可看作純電阻
B.電動機在轉(zhuǎn)動前可看作純電阻;轉(zhuǎn)動后不能看作純電阻
C.電動機在轉(zhuǎn)動前不能看作純電阻;轉(zhuǎn)動后可看作純電阻
D.電動機在轉(zhuǎn)動前、后都不能看作純電阻
(3)根據(jù)這幅I-U圖線可求出電動機轉(zhuǎn)動且通過的電流為0.90A時,電動機的輸出功率為 W.(保留3位有效數(shù)字)
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