【题目】如图所示,在直角坐标系的第Ⅰ象限分布着场强、方向水平向左的匀强电场,其余三个象限分布着垂直纸面向里的匀强磁场现从电场中点由静止释放一比荷为、重力不计的带正电微粒,该微粒第一次进入磁场后将垂直通过x轴求:
匀强磁场的磁感应强度;
带电微粒第二次进入磁场时的位置坐标;
为了使微粒还能回到释放点M,在微粒第二次进入磁场后撤掉第Ⅰ象限的电场,求此情况下微粒从释放到回到M点所用时间.
【答案】 1T
【解析】
带电粒子在匀强电场中做的是类平抛运动,利用平抛运动规律,结合电场强度、电荷的荷质比,求出粒子的进入磁场的速度大小与方向以及位置当带电粒子进入磁场后,仅受洛伦兹力作用,做匀速圆周运动由微粒第一次进入磁场后将垂直通过x轴,可寻找到已知长度与圆弧半径的关系,从而求出磁感应强度,当粒子再次进入电场时,仍是类平抛运动利用相同方法求出离开电场的位置.要求微粒从释放到回到M点所用时间,画出带电粒子的运动轨迹,当粒子做类平抛运动,运用平抛运动规律求出时间,当粒子做匀速圆周运动时,由周期公式求出运动时间。
根据动能定理得,
代入数据解得:
因为微粒第一次进入磁场后将垂直通过x轴,根据几何关系知,粒子在磁场中做圆周运动的半径,
,
解得;
粒子垂直进入电场,做类平抛运动,
则,
,
代入数据解得,
则;
带电微粒第二次进入磁场时的位置坐标为
第一次进入磁场后轨迹如图所示:
入磁场时:
,轨迹如上图所示,
,
代入数据得:
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【题目】关于近代物理学,下列说法正确的是
A. α射线、β射线和γ射线是三种波长不同的电磁波
B. 一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时能辐射出6种不同频率的光子
C. 根据玻尔理论可知,氢原子核外电子跃迁过程中电子的电势能和动能之和守恒
D. 经典物理学不能解释原子光谱的不连续性,但可以解释原子的稳定性
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【题目】老师让小明和小华在实验室尽可能精确地测量一段金属丝Rx的电阻,这段金属丝的电阻约100~120Ω,实验室提供的器材如下:
A.量程5mA,内阻为R1=50Ω的电流表A1
B.量程0.6A,内阻为R2=0.2Ω的电流表A2
C.量程6V,内阻RV≈15kΩ的电压表V
D.定值电阻R3=5Ω
E.定值电阻R4=500Ω
F.最大阻值15Ω,最大允许电流2A的滑动变阻器R5
G.最大阻值15kΩ,最大允许电流0.5A的滑动变阻器R6
H.电动势为6V,内阻很小的直流电源E
I.开关S一个,导线若干
(1)为了尽可能精确地测量该金属丝的电阻值,电流表应选用______(填A或B);定值电阻应选用______(填D或E);滑动变阻器应选用______(填F或G)。
(2)在答题纸相应虚线框中画出测量电路图,并标好所用器材的符号_____。
(3)如果电压表读数为4.62V、电流表指针指在量程的处,则该金属丝的电阻为Rx=_____Ω(结果保留4位有效数字)
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【题目】如图,滑块A、B的质量均为m,A套在倾斜固定的直杆上,倾斜杆与水平面成45°角,B套在水平固定的直杆上,两杆分离不接触,两直杆间的距离忽略不计,两直杆足够长。A、B通过铰链用长度为L的刚性轻杆连接,初始时轻杆与水平面成30°角。将A、B从静止释放,B开始沿水平杆向右运动,不计一切摩擦,滑块A、B视为质点,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 滑块A、B组成的系统机械能守恒
B. 当A到达最低点时,B的速度最大,最大速度为√3gL
C. B到达最右端时,A的速度为√2gL
D. B从开始运动至最右端的过程中,轻杆对B先做正功后做负功,总功为零
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【题目】如图所示,在虚线EF、GH之间分布着方向水平、垂直于纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场,EF、GH间距为h,正方形导线框ABCD由粗细均匀的同种材料制成,质量,边长,将其从EF上方处由静止释放,线框运动过程中线框平面始终与磁场垂直,且CD边始终与EF平行,已知线框下边CD刚要出磁场时,线框的速度为,线框穿过磁场区的过程中产生的热量,取重力加速度,下列说法正确的是
A. 磁场上下两边界的间距
B. 线框AB边刚要进入磁场时线框的速度大小为
C. 线框CD边刚进入磁场时C、D两点间的电压为
D. 线框CD边刚出磁场时C、D两点间的电压为
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【题目】如图所示,木块静止在光滑水平面上,两颗不同的子弹A、B从木块两侧同时射入木块,最终都停在木块内,这一过程中木块始终保持静止。若子弹A射入的深度大于子弹B射入的深度,则( )
A. 子弹A的质量一定比子弹B的质量大
B. 入射过程中子弹A受到的阻力比子弹B受到的阻力大
C. 子弹A在木块中运动的时间比子弹B在木块中运动的时间长
D. 子弹A射入木块时的初动能一定比子弹B射入木块时的初动能大
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【题目】某同学用图甲所示的实验装置测定当地的重力加速度,正确操作后获得图乙所示的一条纸带。他用天平测得小车的质量为M,钩码质量为m,毫米刻度尺测得纸带上自O点到连续点1、2、3、4、5、6的距离分别为:d1=1.07cm、d2=2.24cm、d3=3.48cm、d4=4.79cm、d5=6.20cm、d6=7.68cm。已知实验所用交流电频率为f=50Hz。
(1)打点2时小车的速度大小为______m/s(结果保留两位有效数字);
(2)小车运动过程中的平均加速度大小为______m/s2(结果保留两位有效数字);
(3)以各点速度v的二次方为纵坐标,以各点到0点的距离d为横坐标,作v2-d图象,所得图线为一条斜率为k的倾斜直线,不考虑小车与桌面间的摩擦,则当地的重力加速度g=______(用m、M、k表示)
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【题目】如图所示,小球从离地高为H的位置A由静止释放,从C点切入半圆轨道后最多能上升到离地面高为h的B位置.再由B位置下落,再经轨道由C点滑出到离地高为H′的位置.速度减为零,不计空气阻力,则( )
A.(H﹣h)>(h﹣h′)
B.(H﹣h)<(h﹣h′)
C.(H﹣h)=(h﹣h′)
D.不能确定(H﹣h)与(h﹣h′)的大小关系
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【题目】如图甲所示,在直角坐标系中的0≤x≤L区域内有沿y轴正方向的匀强电场,右侧有以点(2L,0)为圆心、半径为L的圆形区域,与x轴的交点分别为M、N,在xOy平面内,从电离室产生的质量为m、带电荷量为e的电子以几乎为零的初速度从P点飘入电势差为U的加速电场中,加速后经过右侧极板上的小孔Q点沿x轴正方向进入匀强电场,已知O、Q两点之间的距离为,飞出电场后从M点进入圆形区域,不考虑电子所受的重力。
(1)求0≤x≤L区域内电场强度E的大小和电子从M点进入圆形区域时的速度vM;
(2)若圆形区域内加一个垂直于纸面向外的匀强磁场,使电子穿出圆形区域时速度方向垂直于x轴,求所加磁场磁感应强度B的大小和电子在圆形区域内运动的时间t;
(3)若在电子从M点进入磁场区域时,取t=0,在圆形区域内加如图乙所示变化的磁场(以垂直于纸面向外为正方向),最后电子从N点飞出,速度方向与进入圆形磁场时方向相同,请写出磁场变化周期T满足的关系表达式。
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