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【题目】如图所示,圆形区域中,圆心角为30°的扇面MON之外分布着垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B一质量为m,带电量为-q的粒子,自圆心O点垂直于OM以速度v射入磁场,粒子能两次经过边界OM,不计粒子重力.

(1)求粒子从射入到第一次穿过边界ON,在磁场中运动的时间;

(2)求圆形区域的最小半径;

(3)若圆形区域无限大,现保持其它条件不变而将∠MON变为10°,粒子射出后穿越磁场边界的次数.

【答案】(1) (2) (3)15

【解析】(1)由几何关系可知,粒子第一次穿过ON,偏转角

时间,其中

(2)粒子在磁场中运动轨迹如图

洛伦兹力提供向心力:,得半径

要保证粒子两次穿过,磁场最小区域应与粒子圆周运动在点相切.

中,O1B=2R

中,

最小半径

(3)MON变为10°,首次从ON边界向下穿出时与之夹角为80°,首次向上穿出OM时与之夹角为70°,每次从边界向扇面区穿出,均比上次夹角减小10°,直到向上穿出时,与OM夹角为10°,不再进入磁场,故穿越边界的次数为15

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,在直角坐标系xOy中,在yd的区域内分布有指向y轴正方向的匀强电场,在dy<2d的区域内分布有垂直于xOy平面向里的匀强磁场,MN为电场和磁场的边界,在y=2d处放置一垂直于y轴的足够大金属挡板,带电粒子打到板上即被吸收,一质量为m、电量为+q的粒子以初速度v0由坐标原点O处沿x轴正方向射入电场,已知电场强度大小为,粒子的重力不计。

(1)求粒子第一次进入磁场时速度v的大小和方向;

(2)要使粒子不打到挡板上,磁感应强度应满足什么条件?

(3)通过调节磁感应强度的大小,可让该粒子两次经过磁场后刚好通过x轴上x=4d的点P(图中未画出),求此时磁感应强度的大小。

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某实验小组用图甲所示的装置“探究加速度与合外力的关系”,图中小车质量为M,砂桶和砂的总质量为m。实验中通过改变m来改变小车所受的合外力大小,小车的加速度a可由打点计时器和纸带测出,绳的拉力F可由弹簧测力计测出。现保持小车质量M不变,逐渐增大砂桶和砂的总质量m,进行多次实验,得到多组aF值。

1)为了减小实验误差,下列做法正确的是_________

A. 先释放小车,后接通打点计时器的电源

B. 该实验不需要平衡小车所受的摩擦力

C. 该实验砂桶和砂的总质量不需要远小于小车的质量

D. 滑轮摩擦要足够小,绳的质量要足够轻

2)某同学根据实验数据画出了图乙所示的一条过坐标原点的倾斜直线,其中纵轴为小车的加速度大小a,横轴应___________(填选项前的字母)。

A. B. C. D. mg

3)当砂桶和砂的总质量较大导致a较大时,图线将____________(填选项前的字母)。

A. 偏向纵轴 B. 保持原方向不变 C. 偏向横轴

4)图丙为上述实验中打下的一条纸带,ABCDE为选出的五个计数点,每相邻两点间还有四个计时点未画出,测得,打点计时器的频率为f,则小车的加速度表达式为__________(用f表示)。

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】在学习牛顿笫一定律时,我们做了如图所示的实验.下列有关叙述正确的是( )

A. 每次实验时,小车可以从斜面上的不同位置由静止开始下滑

B. 实验表明:小车受到的摩擦力越小,小车运动的距离就越近

C. 实验中运动的小车会停下来,说明力能改变物体的运动状态

D. 根据甲、乙、丙的实验现象,就可以直接得出牛顿第一定律

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】验证机械能守恒定律实验.图()是打点计时器打出的一条纸带,选取其中连续的计时点标为ABC……GHI,对BH段进行研究.

(1)已知打点计时器电源频率为50 Hz,则纸带上打相邻两点的时间间隔为________

(2)用刻度尺测量距离时如图(),读出AC两点间距为________cm,B点对应的速度vB________m/s(保留三位有效数字).

(3)H点对应的速度为vH,重物下落的高度为hBH,当地重力加速度为g,为完成实验,要比较与________的大小(用字母表示).

【答案】 0.02 s 5.40 1.35

【解析】试题分析:机械能守恒定律的条件是只有重力做功,所以本实验的关键是想法减少重锤受到阻力的影响,减少措施有选取密度大的、质量大体积小的重锤;刻度尺的读数要注意进行估读,根据匀变速直线运动中时间中的速度等于该过程中的平均速度,可以求出B点瞬时速度的大小;根据功能关可知,需要比较哪些物理量.

(1)可得,纸带上打相邻两点的时间间隔为0.02 s;

(2)AC两点的距离为C点的刻度值减去A点的刻度值,即AC=5.90-0.50 cm=5.40 cm,B点对应的速度为AC两点间的平均速度,则有

(3)本实验需要验证的是重物自B点至H点,重力势能的减少量与动能的增量是否相等,即比较,整理得

【点睛】正确解答实验问题的前提是明确实验原理,从实验原理出发进行分析所需实验器材、所测数据、误差分析等。

型】实验题
束】
107

【题目】图(a)是测量电源电动势E和内阻r的原理图.R0=2.5Ω为定值保护电阻,电流表内阻不计,单位长度电阻r0=0.10Ω/cm的电阻丝ac标有长度刻度

请根据原理图接图(b)的实物图

闭合开关S,记录ab的长度L和电流表A的示数I;b点改变ab的长度L,测6组L和I值,并算出对应的值.写出与L、E、r、R0、r0的关系式 =_________

图(c)中“×”是已标出的实验数据,请作出L变化的图线;

根据-L图线算出电源电动势E =_____V,内阻r =_____Ω.(计算结果保留到小数点后两位)

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【题目】亚里士多德384—322,古希腊斯吉塔拉人,世界古代史上最伟大的哲学家、科学家和教育家之一。但由于历史的局限性,亚里士多德的有些认识是错误的。为了证明亚里士多德的一个结论是错误的,一位科学家设计了一个理想实验,下图是这个理想实验的示意图。甲图是将两个斜面对接,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面;图乙是减小第二个斜面的倾角,小球在这个斜面上几乎要达到原来的高度;……。由此得到推论:图丙中,在没有摩擦等阻碍时,小球将永远运动下去。

设计这个理想实验的科学家是_______,这个理想实验说明亚里士多德的力是_______物体运动的原因的结论是错误的。

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【题目】如图所示,质量为m的物体置于光滑水平面上,一根绳子跨过定滑轮一端固定在物体上,另一端在力F作用下,以恒定速度v0竖直向下运动.物体由静止开始运动到绳与水平方向夹角α=45°过程中,绳中拉力对物体做的功为(

A. mv02 B. mv02 C. mv02 D. mv02

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,木板OA可绕轴O在竖直平面内转动,某研究小组利用此装置探索物块在方向始终平行于木板向上、大小为F8 N的力作用下加速度与倾角的关系.已知物块的质量m1 kg,通过DIS实验,描绘出了如图(b)所示的加速度大小a与倾角θ的关系图线(θ<90°).若物块与木板间的动摩擦因数为0.2,假定物块与木板间的最大静摩擦力始终等于滑动摩擦力,g10 m/s2.则下列说法中正确的是( )

A. 由图象可知木板与水平面的夹角处于θ1θ2之间时,物块所受摩擦力一定为零

B. 由图象可知木板与水平面的夹角大于θ2时,物块所受摩擦力一定沿木板向上

C. 根据题意可以计算得出物块加速度a0的大小为6 m/s2

D. 根据题意可以计算当θ45°时,物块所受摩擦力为Ffμmgcos 45°N

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【题目】完成下列关于打点计时器的问题

1)运动物体拉动穿过打点计时器的纸带,纸带上打下一系列点迹,纸带上的点迹直接记录了__

A.物体运动的时间

B.物体的形状和质量

C.物体在不同时刻的速度

D.物体在不同时刻的加速度

2)电火花打点计时器使用交流__V电源工作,它工作电源的频率是50Hz,如果用它测量速度时,实验者不知道工作电源的频率已变为60Hz,而仍按50Hz进行计算,这样算出的速度值与物体速度的真实值相比__(填偏大偏小).

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