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【题目】如图所示,整个直角坐标系xOy内分布着方向垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,在的区域内还有方向平行于坐标平面的匀强电场(图中未画出),x轴上有厚度不计的离子收集板MNMN的坐标原点O处由小孔,现让一质量为m、电荷量为q的正离子从位置P以正对O点的速度v射出,离子恰好能沿直线PO射入并穿出小孔,不计粒子所受重力,求:

(1)电场强度的大小和方向;

(2)离子全程运动的时间和打在收集板MN上的位置坐标。

【答案】(1)E=Bv,方向垂直于PO斜向右上,与x轴成45°的夹角 (2),坐标为

【解析】(1)由P的位置特点可知∠Poy=45°,分析可知,粒子受到电场力和洛伦兹力作用沿PO沿直线只能做匀速运动由力的平衡条件可得qE=qvB

解得E=Bv

由左手定则可知,洛伦兹力在方向垂直于PO斜向左下,故电场力的方向垂直于PQ斜向右上,因粒子带正电,所以电场强度的方向垂直于PO斜向右上,与x轴成45°的夹角。

(2),粒子在的区域内运动的时间为

穿出小孔后粒子在区域内做匀速圆周运动,轨迹如图所示,其中为轨迹圆圆心,D为离子打在收集板上的位置

由牛顿第二定律有:,解得

运动周期

轨迹对应圆心角=270°,故粒子在区域内运动的时间为

粒子全程运动的时间为

由几何关系可知

所以,离子打在收集板MN上位置坐标为D

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】下列说法正确的是

A. 质子、中子和氘核的质量分别为m1m2m3,则质子与中子结合为氘核的反应是人工核转变,放出的能量为(m3m1m2c2

B. 交流发电机由产生感应电动势的线圈(通常叫做电枢)和产生磁场的磁体组成,分为旋转电枢式发电机和旋转磁极式发电机,能够产生几千伏到几万伏的电压的发电机都是旋转电枢式发电机

C. 1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射实验,证实了电子的波动性并提出实物粒子也具有波动性

D. 玻尔将量子观念引入原子领域,提出了轨道量子化与定态的假设,成功地解释了氢原子光谱的实验规律

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【题目】如图所示,带电量为+4Q与+2Q的两个点电荷分别固定在A、B两点,C、D两点将AB连线三等分,现使一个带负电的粒子从C点开始以某一初速度向右运动,不计粒子的重力,以无穷远为电势零点,下列说法正确的是

A. CD电场强度逐渐减小,方向不变

B. CD电势逐渐降低且始终大于零

C. C、D之间带电粒子一定先减速后加速运动

D. C、D之间带电粒子的电势能可能大于零

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,有一底部封闭的圆柱形气缸,用一厚度可忽略的活塞封闭一定质量的理想气体,活塞质量m=20kg。距离气缸底部高h0=50cm处有卡环可以限制活塞的运动。当气体温度为时,活塞离气缸底部的高度是h1=40Cm,已知大气压强P0=1.0×105Pa,气缸内横截面积S=0.01m2,重力加速度g10m/s2,不计活塞与气缸间的摩擦。求:

①若在活塞上放一质量为40kg的物块,求活塞稳定时离底部的高度h2(整个过程气体温度不变)。

②若在活塞上不放置物块,将缸内气体温度升高到t=177℃,求活塞稳定时缸内气体的压强P。

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,砝码的移动很小。这就是大家熟悉的惯性演示实验。若砝码和纸板的质量分别为Mm,各接触面间的动摩擦因数均为μ,砝码与纸板左端的距离和砝码与桌面右端的距离均为d,现用水平向右的恒力F拉动纸板,如图所示,则下列说法正确的是

A. 要使纸板相对砝码运动,F一定大于2μ(M+m)g

B. 纸板相对砝码运动时,纸板所受摩擦力的大小为μ(M+m)g

C. 若砝码与纸板分离时的速度不大于,砝码不会从桌面上掉下

D. F=2μ(M+2m)g时,砝码恰好到达桌面边缘

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图是在高山湖泊边拍摄的一张风景照片,湖水清澈见底,近处湖面水下的景物(石块、砂砾等)都看得很清楚,而远处则只看到对岸山峰和天空彩虹的倒影,水面下的景物则根本看不到。下列说法中正确的是

A. 远处山峰的倒影非常清晰,是因为山峰的光线在水面上发生了全反射

B. 光线由水射入空气,光的波速变大,波长变小

C. 远处水面下景物的光线射到水面处,入射角很大,可能发生了全反射,所以看不见

D. 近处水面下景物的光线到水面处,入射角较小,反射光强而折射光弱,因此有较多的能量射出水面而进入人眼睛中

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图甲所示,固定的光滑半圆轨道的直径PQ沿竖直方向,其半径R的大小可以连续调节,轨道上装有压力传感器,其位置N始终与圆心O等高。质量M=1kg、长度L=3m的小车静置在光滑水平地面上,小车上表面与P点等高,右端与P点的距离s=2m,一质量m=2kg的小滑块以v0=6m/s的水平初速度从左端滑上小车,小车与墙壁碰撞后小车立即停止运动。在R取不同值时,压力传感器读数F的关系如图乙所示,已知小滑块与小车表面的动摩擦因数μ=0.2,取重力加速度求:

(1)小滑块到达P点时的速度v1;

(2)图乙中ab的值;

(3)的情况下,小滑块落在小车上的位置与小车左端的最小距离xmin

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】足够长的光滑绝缘槽,与水平方向的夹角分别为α和β(α<β),如图所示,加垂直于纸面向里的磁场,分别将质量相等,带等量正、负电荷的小球a和b,依次从两斜面的顶端由静止释放,关于两球在槽上的运动,下列说法中不正确的是(

A.在槽上a.b两球都做匀加速直线运动,aa>ab

B.在槽上a、b两球都做变加速直线运动,但总有aa>ab

C.a、b两球沿槽运动的时间分别为tatb则ta<tb

D.a,b两球沿斜面运动的最大竖直高度分别为ha、hb,则ha<hb

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【题目】电动汽车由于节能环保的重要优势,越来越被大家认可。电动汽车储能部件是由多个蓄电池串联叠置组成的电池组,如图所示。某品牌电动小轿车蓄电池的数据如下表所示。下列说法正确的是

电池只数

输入电压

充电参数

放电时平均电压/

电池容量/

100

交流220

420V,20A

3.3V

120Ah

A. 将电池组的两极直接接在交流电上进行充电

B. 电池容量的单位Ah就是能量单位

C. 该电池组充电时的功率为4.4kW

D. 该电池组充满电所储存的能量为

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