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【题目】如图所示,在xoy平面内的坐标原点处,有一个粒子源,某一时刻以同一速率v发射大量带正电的同种粒子,速度方向均在xoy平面内,且对称分布在x轴两侧的30°角的范围内。在直线x=ax=2a之间包括边界存在匀强磁场,方向垂直于xoy平面向外,已知粒子在磁场中运动的轨迹半径为2a。不计粒子重力及粒子间的相互作用力,下列说法正确的是(

A. 最先进入磁场的粒子在磁场中运动的时间为

B. 最先进入和最后进入磁场中的粒子在磁场中运动的时间都相等

C. 最后从磁场中射出的粒子在磁场中运动的时间为

D. 最后从磁场中射出的粒子出场的位置坐标为

【答案】ACD

【解析】

A项:沿x轴方向射出的粒子最先进入磁场,由几何关系可知,粒子在磁场中运动的偏转角为,所以运动时间为 ,故A正确;

BCD项:沿与x轴成 角的两个方向同时进入磁场,沿与x轴成角斜向下方进入磁场的粒子在磁场中偏转角为 ,所以用的时间为

弦长为 ,粒子进入磁场的位置离x轴的距离为 ,所以最后从磁场中射出的粒子出场的位置的纵坐标为,所以最后从磁场中射出的粒子出场的位置坐标为,故B错误,CD正确。

故选:ACD

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某静电场的方向平行于x轴,其电势φx的分布如图所示。一质量m=4×1010kg电荷量q=2×109C的带负电粒子(不计重力)(-1m,0)点由静止开始,仅在电场力作用下在x轴上往返运动。则该粒子运动的周期为

A. s B. 0.6s C. 0.1 D. s

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【题目】如图所示,带有圆管轨道的长轨道水平固定,圆管轨道竖直(管内直径可以忽略),底端分别与两侧的直轨道相切圆管轨道的半径R=0.5m,P点左侧轨道(包括圆管光滑右侧轨道粗糙。质量m=1kg的物块Av0=10m/s的速度滑入圆管,经过竖直圆管轨道后与直轨道上P处静止的质量M=2kg的物块B发生碰撞(碰撞时间极短),碰后物块B在粗糙轨道上滑行18m后速度减小为零。已知物块A、B与粗糙轨道间的动摩擦因数均为μ=0.1,取重力加速度大小g=10m/s2,物块A、B均可视为质点。求:

(1)物块A滑过竖直圆管轨道最高点Q时受到管壁的弹力;

(2)最终物块A静止的位置到P点的距离。

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【题目】核聚变是能源的圣杯,但需要在极高温度下才能实现,最大难题是没有任何容器能够承受如此高温。托卡马克采用磁约束的方式,把高温条件下高速运动的离子约束在小范围内巧妙实现核聚变。相当于给反应物制作一个无形的容器。20181112日我国宣布东方超环(我国设计的全世界唯一一个全超导托卡马克)首次实现一亿度运行,令世界震惊,使我国成为可控核聚变研究的领军者。

120181116日,国际计量大会利用玻尔兹曼常量将热力学温度重新定义。玻尔兹曼常量k可以将微观粒子的平均动能与温度定量联系起来,其关系式为,其中k=1.380649×10-23J/K。请你估算温度为一亿度时微观粒子的平均动能(保留一位有效数字)。

2)假设质量为m、电量为q的微观粒子,在温度为T0时垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场,求粒子运动的轨道半径。

3)东方超环的磁约束原理可简化如图。在两个同心圆环之间有很强的匀强磁场,两圆半径分别为r1r2,环状匀强磁场围成中空区域,中空区域内的带电粒子只要速度不是很大都不会穿出磁场的外边缘,而被约束在该区域内。已知带电粒子质量为m、电量为q、速度为v,速度方向如图所示。要使粒子不从大圆中射出,求环中磁场的磁感应强度最小值。

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【题目】如图,水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨,导轨间距为l,电阻不计。左侧接有定值电阻R。质量为m、电阻为r的导体杆,以初速度v0沿轨道滑行,在滑行过程中保持与轨道垂直且接触良好。整个装置处于方向竖直向上,磁感应强度为B的匀强磁场中。宏观规律与微观规律有很多相似之处,导体杆速度的减小规律类似于放射性元素的半衰期,理论上它将经过无限长的时间衰减完有限的速度。

1)求在杆的速度从v0减小到的过程中

a.电阻R上产生的热量

b.通过电阻R的电量

2a.证明杆的速度每减小一半所用的时间都相等

b.若杆的动能减小一半所用时间为t0,则杆的动量减小一半所用时间是多少?

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【题目】如图所示,两个等量异种点电荷+Q和-Q固定在一条竖直线上,其右侧固定一根竖直的光滑细木杆,有一个带正电小球p套在细杆上。小球p由静止释放,从与-Q等高处运动到与+Q等高处的过程中,下列说法正确的是(

A. 小球p的电势能先减小,后增加

B. 小球受到细扞的弹力方向先向右,后向左

C. 小球一直做匀加速直线运动

D. 若细杆换为光滑绝缘金属杆,小球P做匀加速直线运动

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【题目】如图所示,两个相同的空心金属球MNM带电荷量为-QN不带电(MN相距很远,互不影响),旁边各放一个不带电的金属球PR,当将带正电Q的小球分别放入MN的空腔中时(  )

A. PR上均有感应电荷

B. PR上均没有感应电荷

C. P上有而R上没有感应电荷

D. P上没有而R上有感应电荷

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【题目】如图,两个轻环ab套在位于竖直面内的一段固定圆弧上:一细线穿过两轻环,其两端各系一质量为m的小球,在ab之间的细线上悬挂一小物块.平衡时,ab间的距离恰好等于圆弧的半径.不计所有摩擦,小物块的质量为(  )

A. B. C. m D. 2m

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【题目】某学习小组通过下图实验装置来验证动量守恒定律。A 是同定在水平桌面上光滑的斜槽.斜槽末端与水平桌面平行,B是气垫导轨,C是光电门,D是带有小孔的滑块(孔内粘有胶带, 小球进入小孔即粘在胶带上),滑块上方有一窄挡光片。实验前将斜槽固定在水平桌面上,调整气垫导轨的高度,使滑块小孔与斜槽末端在同一高度处,同时调整气垫导轨水平,多次改变小球释放高度h。得到挡光片通过光电门的时间t,做出图象。小球质量为m,滑块总质量为M,挡光片宽度为d,重力加速度为g

(1)用螺旋测微器测量挡光片的宽度,如图所示,宽度d=______mm;

(2)请用题中所给的物理量来表示,只要满足关系式h=______,就可以说明在误差允许范围内碰撞中动量守恒;

(3)如果图象是一条过原点的 ______ (填写“倾斜直线”或“抛物线”),同样可以验证动量守恒。

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