练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    4．一个圆沿一直线无滑动地滚动，则圆上一固定点所经过的轨迹称为摆线．在竖直平面内有xOy坐标系，空间存在垂直xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，一质量为m、电荷量为+q的小球从坐标原点由静止释放，小球的轨迹就是摆线．小球在O点速度为0时，可以分解为大小始终相等的一水平向右和一水平向左的两个分速度，如果速度大小取适当的值，就可以把小球的运动分解成以v0的速度向右做匀速直线运动和从O点以v1为初速度做匀速圆周运动两个分运动．设重力加速度为g，下列式子正确的是（　　）
    A．速度v0所取的适当值应为$\frac{mg}{2qB}$
    B．经过t=$\frac{2πm}{qB}$第一次到达摆线最低点
    C．最低点的y轴坐标为y=$\frac{-{m}^{2}g}{{q}^{2}{B}^{2}}$
    D．最低点的速度为2v0

    分析 初速度为零，将其分解为向右的v0的速度和向左的等大的速度，其中向右的v0的速度对应的洛伦兹力与重力平衡，做匀速直线运动；向左初速度与磁场垂直，做匀速圆周运动；实际运动是这两个分运动的合运动．根据小球运动过程，应用平衡条件、牛顿第二定律与动能定理解题．

    解答 解：A、实际运动可以分解为向右的匀速直线运动和初速度向左的匀速圆周运动；
    对于匀速直线运动，洛伦兹力与重力平衡，根据平衡条件得：mg=qv0B，解得：v0=$\frac{mg}{qB}$，故A错误；
    B、匀速圆周分运动的周期为：T=$\frac{2πm}{qB}$，经过t=$\frac{1}{2}$T=$\frac{πm}{qB}$，粒子第一次到达最低点，故B错误；
    C、匀速圆周分运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：qv0B=m$\frac{{v}_{0}^{2}}{R}$，解得：R=$\frac{m{v}_{0}}{qB}$；
    故最低点坐标为：y=-2R=-$\frac{2{m}^{2}g}{{q}^{2}{B}^{2}}$，故C错误；
    D、洛伦兹力不做功，只有重力做功，从O到最低点过程，由动能定理得：mg•2R=$\frac{1}{2}$mv2-0，解得：v=2v0，故D正确；
    故选：D．

    点评 本题考查了带电小球在重力场与磁场中的运动，本题是一道信息给予题，认真审题，从题目中获取所需信息是正确解题的前提；本题解题的关键是：将带电粒子的运动分解为向右的匀速直线运动和初速度向左的匀速圆周运动，要求能正确理解两个分运动的独立性；本题难度较大，是一道难题．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    14．质量均为m=2kg的三物块A、B、C，物块A、B用轻弹簧相连，初始时弹簧处于原长，A、B两物块都以v=3m/s的速度在光滑的水平地面上运动，物块C静止在前方，如图所示．B与C碰撞后二者会粘在一起运动．求在以后的运动中：

    （1）从开始到弹簧的弹性势能第一次达到最大时，弹簧对物块A的冲量；
    （2）系统中弹性势能的最大值EP是多少？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    15．如图所示，跨过定滑轮的轻绳两端的物体A和B的质量分别为M和m，物体A在水平面上，A由静止释放，当B沿竖直方向下落h时，测得A沿水平面运动的速度为v，这时细绳与水平面得夹角为θ，试分析计算B下降h过程中，地面摩擦力对A做的功？（滑轮的质量和摩擦均不计）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    12．如图所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞的厚度不计，在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，A左侧汽缸的容积为V0，A、B之间容积为0.1V0，开始时活塞在A处，缸内气体压强为0.9p0（p0为大气压强），温度为297K，现通过对气体缓慢加热使活塞恰好移动到B．求
    ①活塞移动到B时，缸内气体温度TB；
    ②阐述活塞由A到B过程中，缸内气体吸热的理由．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    19．如图所示的直角坐标系中，在直线x=-2a到y轴区域内存在着两个大小相等、方向相反的有界匀强电场，其中x轴上方的电场方向沿y轴正方向，x轴下方的电场方向沿y轴负方向．一群电荷量为-q、质量为m的粒子被加速电压U0加速后，从电场左边界上A（-2a，a）到C（-2a，0）区域内，依次连续沿x轴正方向射入有界匀强电场．从A点射入的粒子，恰好从y轴上的A′（0，-a）沿x轴正方向射出有界匀强电场，其轨迹如图所示．不计粒子的重力及它们间的相互作用
    （1）求匀强电场的电场强度E的大小．
    （2）粒子在AC间的位置坐标y为何值时，粒子通过电场后速度沿x轴正方向？
    （3）若以直线x=2a上的某点为圆心的圆形区域内，存在垂直xOy平面向里的匀强磁场，使沿x轴正方向射出电场的粒子，经磁场偏转后，都能通过直线x=2a与圆形磁场边界的一个交点处而被收集，求圆形磁场区域的最小面积Smin及相应磁感应强度B的大小．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    9．如图所示，两列简谐横波的振幅都是20cm，传播速度大小相同．虚线波的频率为2Hz，沿x轴负方向传播，实线波沿x轴正方向传播．某时刻两列波在如图所示区域相遇，以下判断正确的是（　　）
    A．实线波与虚线波的周期之比为2：1
    B．两列波在相遇区域会发生干涉现象
    C．平衡位置为x=6 m处的质点此刻速度为零
    D．平衡位置为x=4.5 m处的质点此刻位移y＞20cm

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    16．如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限内有场强大小为E、沿x轴正方向的匀强电场，垂直x轴放置一荧光屏．在第二象限内有一圆形（虚线）匀强磁场区域，磁场区域的边界与x轴相切于点P（-2L，0），磁场方向垂直纸面向里．在P点置一放射源，在纸面内以相等的速率v沿各个方向发射电子，电子的质量为m、电荷量为e，不计重力．当电子的速度方向沿y轴正方向，经过磁场后，电子通过y轴上的点Q（0，L）垂直y轴进入第一象限．
    （1）求磁场磁感应强度的大小．
    （2）要使进入电场的电子能打在荧光屏上，求荧光屏离坐标原点的最远距离．
    （3）当电子速度方向与x轴正方向的夹角为θ时（0°＜θ＜90°），求电子从射入磁场到最终离开磁场的时间．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    13．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n2=4：1，原线圈接图乙所示的正弦交流电，副线圈与理想电压表、理想电流表、热敏电阻RT（阻值随温度的升高而减小）及报警器P（有内阻）组成闭合电路，回路中电流增加到一定值时报警器P将发出警报声，则以下判断正确的是（　　）
    A．变压器原线圈中交流电压的瞬时表达式u=36sin（100πt） V
    B．电压表示数为9 V
    C．RT处温度升高到一定值时，报警器P将会发出警报声
    D．RT处温度升高时，变压器的输入功率变小

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    14．如图所示，一个弹簧台秤的秤盘质量和弹簧质量都不计，盘内放一个物体P处于静止，P的质量m=12kg，弹簧的劲度系数k=300N/m．现在给P施加一个竖直向上的力F，使P从静止开始向上做匀加速直线运动，已知在t=0.2s内F是变力，在0.2s以后F是恒力，g=10m/s2，则F的最小值、最大值各是多少？若秤盘质量m1=1.5kg，P物体质量为m2=10.5kg，其它条件不变，则又如何．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案