【题目】如图所示,电压为U的两块平行金属板MN,M板带正电。x轴与金属板垂直,原点O与N金属板上的小孔重合,在O≤X≤d区域存在垂直纸面的匀强磁场B1 (图上未画出)和沿y轴负方向大小为的匀强电场,B1与E在y轴方向的区域足够大。有一个质量为m,带电量为q的带正电粒子(粒子重力不计),从靠近M板内侧的P点 (P点在x轴上)由静止释放后从N板的小孔穿出后沿x轴做直线运动;若撤去磁场B1,在第四象限x>d的某区域加上左边界与y轴平行且垂直纸面的匀强磁场B2(图上未画出),为了使粒子能垂直穿过x轴上的Q点,Q点坐标为()。求:
(1)磁感应强度B1的大小与方向;
(2)磁感应强度B2的大小与方向;
(3)粒子从坐标原点O运动到Q点所用的时间t。
【答案】(1).方向垂直纸面向里.
(2),方向垂直纸面向里.(3)
【解析】
试题分析:(1)设粒子从O点穿出时速度为v0,由动能定理得,qU=mv02,
解得.
由于粒子在电磁场中做直线运动,粒子所受电场力与洛伦兹力平衡,有: qv0B1=qE,
解得,磁场的方向垂直纸面向里.
(2)若撤去磁场B1,粒子在电磁场做类平抛运动,其运动时间,
设粒子离开电场时偏向角为θ,有:vy=at,,,解得θ=30°.
粒子离开电场时速度大小,
依题意,粒子运动轨迹如图所示,设在磁场B2中半径为r,可得FO′=2r,2r+r=OQ-OF=3d,解得r=d.
根据洛伦兹力提供向心力,,解得,方向垂直纸面向里.
(3)由几何关系可知,O到磁场左边界在x轴上的距离为L=2.5d-rcos60°=2d,
粒子从O到磁场左边界所用时间,
在磁场中运动时间,
在总时间.
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【题目】如图所示,用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B置于光滑绝缘的水平面上,A球的带电量为,B球的带电量为,构成一个带电系统(它们均可视为质点,不考虑两者间相互作用的库仑力),现让小球A处在有界的电场区域内,已知虚线MP位于细杆的中垂线上,MP的左侧没有电场,右侧有匀强电场,电场强度大小为E,方向水平向右,从静止释放带电系统(忽略带电系统运动过程中所产生的磁场效应),求:
(1)带电系统运动的最大速度为多少?
(2)带电系统运动过程中,B球电势能增加的最大值为多少?
(3)若小球B带电量为,其它物理量不变,带电系统仍由图示位置静止释放,经时间t小球B进入电场,又经时间2t小球B第一次回到初始位置,则小球B的带电量多少?
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【题目】如图,光滑水平地面上,质量分别为m、2m的物体A、B分别系在轻质弹簧的两端。初始时刻,A、B均静止,弹簧为原长状态,现给A一个向右的瞬时冲量I,在以后的过程中,弹簧始终在弹性限度内,求:
(1)弹簧最短时,A、B速度为多大?
(2)弹簧弹性势能最大为多少?
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【题目】在“用单摆测定重力加速度”的实验中
(1)测得摆线长101cm,摆球直径为2.00cm,单摆做50次全振动所经历的时间为101.5s,则当地的重力加速度值g= m/s2(π=3.14 保留3位有效数字).
(2)如果测得g值偏大,可能的原因是( )
A.测摆线长时摆线拉得过紧。
B.摆线上端悬点未固定,振动中出现松动,使摆线长度增加了。
C.开始计时时,秒表过迟按下
D.实验中误将49次全振动次数记为50次
E.漏测了小球的半径,把摆线长直接当作摆长进行计算。
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【题目】如图所示,固定在水平地面上的气缸,用一个不漏气的活塞封闭了一定质量理想气体,活塞可以无摩擦地移动,活塞的面积S=100 cm2。活塞与在另一水平平台上的物块A用水平轻杆连接,在平台上有另一物块B,A、B的质量均为m=12.5 kg,物块与平台间的动摩擦因数,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。两物块间距d=5 c m。开始时活塞距缸底L1=10cm,缸内气体压强pl等于外界大气压强p0,温度t1=27℃。现对气缸内的气体缓慢加热。(p0=1.0×105Pa,g=10 m/s2)求
①使物块A刚开始移动时,气缸内的温度为多少K;
②使物块B刚开始移动时,气缸内的温度为多少K。
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【题目】如图甲所示,在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上运动,其v﹣t图象如图乙所示。同时人顶杆沿水平地面运动的x﹣t图象如图丙所示。若以地面为参考系,则下列说法中正确的是( )
A.猴子的运动轨迹为直线
B.猴子在0~2 s内做匀变速曲线运动
C.t=0时猴子的速度大小为8 m/s
D.t=1 s时猴子的加速度大小为4 m/s2
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【题目】如图,密闭汽缸两侧与一U形管的两端相连,汽缸壁导热;U形管内盛有密度为ρ=7.5×102 kg/m3的液体。一活塞将汽缸分成左、右两个气室,开始时,左气室的体积是右气室的体积的一半,气体的压强均为p0=4.5×103 Pa。外界温度保持不变。缓慢向右拉活塞使U形管两侧液面的高度差h=40 cm,求此时左、右两气室的体积之比。取重力加速度大小g=10 m/s2,U形管中气体的体积和活塞拉杆的体积忽略不计。
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【题目】研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示。两块平行放置的金属板A、B分别与电源的两极a、b连接,放射源发出的射线从其上方小孔向外射出。则
A.a为电源正极,到达A板的为α射线
B.a为电源正极,到达A板的为β射线
C.a为电源负极,到达A板的为α射线
D.a为电源负极,到达A板的为β射线
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【题目】某同学改装和校准电压表的电路图如图所示,图中虚线框内是电压表的改装电路。
(1)已知表头G满偏电流为100 μA,表头上标记的内阻值为900 Ω。R1、R2和R3是定值电阻。利用R1和表头构成1 mA的电流表,然后再将其改装为两个量程的电压表。若使用a、b两个接线柱,电压表的量程为1 V;若使用a、c两个接线柱,电压表的量程为3 V。则根据题给条件,定值电阻的阻值应选R1=_______Ω,R2=_______Ω,R3=_______Ω。
(2)用量程为3 V,内阻为2 500 Ω的标准电压表对改装表3 V挡的不同刻度进行校准。所用电池的电动势E为5 V;滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为50 Ω和5 kΩ。为方便实验中调节电压,图中R应选用最大阻值为______Ω的滑动变阻器。
(3)校准时,在闭合开关S前,滑动变阻器的滑动端P应靠近_______(填“M”或“N”)端。
(4)若由于表头G上标记的内阻值不准,造成改装后电压表的读数比标准电压表的读数偏小,则表头G内阻的真实值_______(填“大于”或“小于”)900 Ω。
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