【题目】如图,虚线L1、L2将平面分为四个区域,L2的左侧有一匀强电场,场强大小为E,方向与L1平行。L2的右侧为匀强磁场,方向垂直纸面向外。在图中L1上到L2的距离为d的A点有一粒子源,可以发射质量为m,电荷量为+q的粒子,粒子的初速度方向与L2平行,不计粒子的重力。
(1)若从A点射出的粒子恰好从距离L1为2d的B点进入磁场,求该粒子进入磁场时的速度大小和方向;
(2)在磁场区域放置绝缘挡板BD,挡板与L1交于C点,已知OC=OB,BC=2CD。粒子与挡板BD碰撞前后粒子平行于挡板的分速度不变,垂直于挡板的分速度大小不变,方向反向。当磁感应强度在B1≤B≤B2取值时,恰好所有取值都能使由B点进入磁场的粒子不与挡板的CD段碰撞,并能从L2上的OB段射出磁场,求B1、B2的值,并求出粒子离开磁场的位置到O点的最远距离。(不考虑粒子再次进入磁场的情况,也不考虑B1≤B≤B2以外的取值)
【答案】(1), ;(2)
【解析】解:(1)粒子在电场做类平抛运动
①
②
③
设粒子射入磁场时沿L1方向的分速度为v1
④
射入磁场的速度 ⑤
该速度与L1的夹角正切值 ⑥
解得,
(2)粒子在磁场运动时 ⑦
粒子不与挡板的CD段碰撞,并能从L2上的OB段射出磁场的临界情况有2个:
(a)粒子在C点与挡板2个侧面碰撞2次后恰好从O点射出磁场,如图(a);
(b)粒子与挡板碰撞1次后恰好从D点绕过挡板,再与挡板碰一次,然后从P点射出磁场,如图(b)。
由几何关系,
对图(a),
对图(b),
得粒子在磁场的运动半径满足 ⑧
联立⑦⑧解得
粒子离开磁场的位置到O点的最远距离为图(b)中的OP,由几何关系
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【题目】我国自主研制的“神州七号”载人飞船于2008年9月25日21时10分04秒,在酒泉卫星发射中心成功发射。第583秒火箭将飞船送到近地点200kin,远地点350km的椭圆轨道的人121,箭船分离。21时33分变轨成功,飞船进入距地球表面约343km的圆形预定轨道,绕行一周约90分钟。下列关于“神州七号”载人飞船在预定轨道上运行时的说法中正确的是 ( )
A.“神州七号”载人飞船在圆形轨道上飞行的线速度比第一宇宙速度大
B.飞船由于完全失重,飞船中的宇航员不再受到重力的作用
C.当飞船要离开圆形轨道返回地球时,要启动助推器让飞船速度减小
D.飞船绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度小
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【题目】如图所示,两根水平放置的平行金属导轨,其末端连接等宽的四分之一圆弧导轨,圆弧半径r=0.41m,导轨的间距为L=0.5m,导轨的电阻与摩擦均不计.在导轨的顶端接有阻值为R1=1.5Ω的电阻,整个装置处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=2.0T.现有一根长度稍大于L、电阻R2=0.5Ω、质量m=1.0kg的金属棒.金属棒在水平拉力F作用下,从图中位置ef由静止开始匀加速运动,在t=0时刻,F0=1.5N,经2.0s运动到cd时撤去拉力,棒刚好能冲到最高点ab,(重力加速度g=10m/s2).求:
(1)金属棒做匀加速直线运动的加速度;
(2)金属棒运动到cd时电压表的读数;
(3)金属棒从cd 运动到ab过程中电阻R1上产生的焦耳热.
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【题目】如图,第一次,小球从粗糙的圆形轨道顶端A由静止滑下,到达底端B的速度为v1,克服摩擦力做功为W1;第二次,同一小球从底端B以v2冲上圆形轨道,恰好能到达A点,克服摩擦力做功为W2,则
A. v1可能等于v2
B. W1一定小于W2
C. 小球第一次运动机械能变大了
D. 小球第一次经过圆弧某点C的速率小于它第二次经过同一点C的速率
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【题目】某运动员在110米跨栏时采用蹲踞式起跑,发令枪响后,左脚迅速蹬离起跑器,在向前加速的同时提升身体重心.如图所示,假设质量为m的运动员,在起跑时前进的距离x内,重心上升高度为h,获得的速度为v,克服阻力做功为W阻,则在此过程中,下列说法中正确的是( )
A.运动员的重力做功为W重=mgh
B.运动员机械能增量为mv2+mgh
C.运动员的动能增加量W阻+mgh
D.运动员自身做功为mv2+mgh﹣W阻
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【题目】如图所示,横截面(纸面)为△ABC的三棱镜置于空气中,顶角∠A=60°.纸面内一细光束以入射角i射入AB面,直接到达AC面并射出,光束在通过三棱镜时出射光与入射光的夹角为φ(偏向角).改变入射角i,当i=i0时,从AC面射出的光束的折射角也为i0,理论计算表明在此条件下偏向角有最小值φ0=30°.求三棱镜的折射率n.
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【题目】关于功、功率以下说法正确的是()
A. 滑动摩擦力对物体只能做负功
B. 静摩擦力不可能对物体做功
C. 作用力和反作用力可能对物体都不做功
D. 功率反映的是力对物体做功的快慢,功率大,做功一定多
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【题目】一个闭合电路产生的感应电动势较大,是因为穿过这个闭合电路的( )
A. 磁感应强度大 B. 磁通量较大
C. 磁通量变化量较大 D. 磁通量的变化率较大
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【题目】某实验小组要探究力对物体做功与物体获得速度的关系,选取的实验装置如图所示。
(1)除了图中已有的实验器材外,还需要导线、开关、刻度尺和______电源(填“交流”或“直流”);
(2)实验主要步骤如下:
I.实验时,为使小车所受合力等于橡皮筋的拉力,在未连接橡皮筋前将木板的左端用小木块垫起,使木板倾斜合适的角度,启动电源,轻推小车,得到的纸带应该是____________(填“甲”或“乙”);
II.小车在一条橡皮筋的作用下由静止弹出,沿木板运动,此过程橡皮筋对小车做的功为W;
III.再分别改用完全相同的2条、3条……橡皮筋作用于小车,每次释放小车时:除由静止释放外,还必须_____________________(填写相应实验条件),使得每次每条橡皮筋对小车做的功都为W;
IV.分析打点计时器打出的纸带,分别求出小车每次获得的最大速度vl、v2、v3……。下图是实验中打出的一条纸带,为了测量小车获得的最大速度,应选用纸带的_____________部分进行测量;作出W-v图象,则下列符合实际的图象是_________;
A. B. C. D.
(3)若该小组实验时遗忘了上述步骤I操作的情况下也完成了整个实验,那么当小车速 度最大时,橡皮筋处于__________________状态。(填“伸长”或“原长”)
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