【題目】如圖,在y>0的區(qū)域存在方向沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為E;在y<0的區(qū)域存在方向垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng).一個(gè)氕核 和一個(gè)氘核先后從y軸上y=h點(diǎn)以相同的動(dòng)能射出,速度方向沿x軸正方向.已知進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),速度方向與x軸正方向的夾角為45°,并從坐標(biāo)原點(diǎn)O處第一次射出磁場(chǎng). 氕核的質(zhì)量為m,電荷量為q. 氘核的質(zhì)量為2m,電荷量為q,不計(jì)重力.求:
(1) 第一次進(jìn)入磁場(chǎng)的位置到原點(diǎn)O的距離;
(2)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大;
(3) 第一次進(jìn)入磁場(chǎng)到第一次離開磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間.
【答案】(1)2h (2)(3)
【解析】
(1)H在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),應(yīng)用類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律求出H第一次進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)到O點(diǎn)的距離。
(2)H在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,求出H的軌道半徑,應(yīng)用牛頓第二定律求出磁感應(yīng)強(qiáng)度。
(3)根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解H第一次進(jìn)入磁場(chǎng)到第一次離開磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間.
(1)H在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示.設(shè)H在電場(chǎng)中的加速度大小為a1,初速度大小為v1,它在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1,第一次進(jìn)入磁場(chǎng)的位置到原點(diǎn)O的距離為s1,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有
s1=v1t1
h=a1t12
由題給條件,H進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的方向與x軸正方向夾角θ1=45°. H進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的y分量的大小為a1t1=v1tan θ1
聯(lián)立以上各式得s1=2h
(2) H在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),由牛頓第二定律有qE=ma1
設(shè)H進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的大小為v1′,由速度合成法則有v1′=
設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,H在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圓軌道半徑為R1,由洛倫茲力公式和牛頓第二定律有qv1′B=
由幾何關(guān)系得s1=2R1sin θ1
聯(lián)立以上各式得B=
(3)設(shè)H在電場(chǎng)中沿x軸正方向射出的速度大小為v2,在電場(chǎng)中的加速度大小為a2,由題給條件得
由牛頓第二定律有qE=2ma2
設(shè)H第一次射入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為v2′,速度的方向與x軸正方向夾角為θ2,入射點(diǎn)到原點(diǎn)的距離為s2,在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2.由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有s2=v2t2
h=a2t22
v2′=
sin θ2=
聯(lián)立以上各式得s2=s1,θ2=θ1=450 v2′=v1′
設(shè)H在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,由粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期公式得t=-
且T=
H第一次進(jìn)入磁場(chǎng)到第一次離開磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間.t=-
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,氕核、氘核、氚核三種粒子從同一位置無初速地飄入電場(chǎng)線水平向右的加速電場(chǎng)E1,之后進(jìn)入電場(chǎng)豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2發(fā)生偏轉(zhuǎn),最后打在屏上.整個(gè)裝置處于真空中,不計(jì)粒子重力及其相互作用,那么( )
A. 偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)對(duì)三種粒子做功一樣多
B. 三種粒子一定打到屏上的同一位置
C. 三種粒子運(yùn)動(dòng)到屏上所用時(shí)間相同
D. 三種粒子打到屏上時(shí)的速度一樣大
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在x=0處的質(zhì)點(diǎn)O在垂直于x軸方向上做簡諧運(yùn)動(dòng),形成沿x軸正方向傳播的機(jī)械波。在t=0時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)O開始從平衡位置向上運(yùn)動(dòng),經(jīng)0.4 s第一次形成圖示波形,P是平衡位置為x=0.5 m處的質(zhì)點(diǎn).
(1)位于x=5 m處的質(zhì)點(diǎn)B第一次到達(dá)波峰位置時(shí),求位于x=2 m處的質(zhì)點(diǎn)A通過的總路程。
(2)若從圖示狀態(tài)開始計(jì)時(shí),至少要經(jīng)過多少時(shí)間,P、A兩質(zhì)點(diǎn)的位移(y坐標(biāo))才能相同?
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)要測(cè)量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ,步驟如下:
⑴用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量其長度如圖,由圖可知其長度為______________mm;
⑵用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如右上圖,由圖可知其直徑為_________mm;
⑶該同學(xué)先用歐姆表粗測(cè)該圓柱體的阻值,選擇歐姆檔倍率“×100”后測(cè)得的阻值如右圖表盤所示,測(cè)得的阻值約為_________Ω,
⑷導(dǎo)線的直徑為d,長度為L,電壓表示數(shù)為U,電流表示數(shù)為I,則電阻率的表達(dá)式ρ=______。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)用圖中所給器材進(jìn)行與安培力有關(guān)的實(shí)驗(yàn).兩根金屬導(dǎo)軌ab和a1b1固定在同一水平面內(nèi)且相互平行,足夠大的電磁鐵(未畫出)的N極位于兩導(dǎo)軌的正上方,S極位于兩導(dǎo)軌的正下方,一金屬棒置于導(dǎo)軌上且兩導(dǎo)軌垂直.
(1)在圖中畫出連線,完成實(shí)驗(yàn)電路.要求滑動(dòng)變阻器以限流方式接入電路,且在開關(guān)閉合后,金屬棒沿箭頭所示的方向移動(dòng).
(2)為使金屬棒在離開導(dǎo)軌時(shí)具有更大的速度,有人提出以下建議:
A.適當(dāng)增加兩導(dǎo)軌間的距離
B.換一根更長的金屬棒
C.適當(dāng)增大金屬棒中的電流
其中正確的是_____(填入正確選項(xiàng)前的標(biāo)號(hào))
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】中國宋代科學(xué)家沈括在《夢(mèng)溪筆談》中最早記載了地磁偏角: “以磁石磨針鋒,則能指南,然常微偏東,不全南也.”進(jìn)一步研究表明,地球周圍地磁場(chǎng)的磁感線分布示意如圖所示。結(jié)合上述材料,下列說法正確的是
A. 地理南、北極與地磁場(chǎng)的南、北極完全重合
B. 地球內(nèi)部不存在磁場(chǎng),地磁南極在地理北極附近
C. 地球表面任意位置的地磁場(chǎng)方向都與地面平行
D. 地磁場(chǎng)對(duì)射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示為研究自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路,A、B為兩個(gè)完全相同的燈泡,線圈L的自感系數(shù)很大且線圈的直流電阻可忽略,定值電阻的阻值為R.關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn),下列說法中正確的有
A. 閉合開關(guān)S的瞬間,A、B一起亮,然后A熄滅
B. 閉合開關(guān)S的瞬間,B比A先亮,待電路穩(wěn)定后A比B亮
C. 閉合開關(guān)S,待電路穩(wěn)定后再斷開,A逐漸變暗,B閃亮一下然后逐漸變暗
D. 閉合開關(guān)S,待電路穩(wěn)定后再斷開,A、B燈中的電流方向均為從左向右
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】一列簡諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖如圖中實(shí)線所示,t=時(shí)的波形圖如圖中虛線所示,若波傳播的速度v=8m/s,下列說法正確的是()
A. 這列波的周期為0.4s
B. 這列波沿x軸負(fù)方向傳播
C. t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)
D. 從t=0時(shí)刻開始質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)0.25s通過的路程為0.4m
E. x=2m處的質(zhì)點(diǎn)的位移表達(dá)式為
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,上下表面平行的玻璃磚折射率n=,下表面鍍有反射膜,玻璃磚右側(cè)整直放置一標(biāo)尺。一束單色光以入射角i=45射到玻璃磚上表面的A點(diǎn),在標(biāo)尺上出現(xiàn)兩個(gè)光點(diǎn)(圖中未面出)。不考慮多次反射,已知折射光在玻璃磚內(nèi)的傳播時(shí)間為t,真空中的光速為c,求:
(i)標(biāo)尺上兩光點(diǎn)的距離;
(ii)光在標(biāo)尺上形成兩光點(diǎn)的時(shí)間差。
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