【題目】國際空間站上的阿爾法磁譜儀(AMS)是探究宇宙中的反物質(zhì)和暗物質(zhì)(即由反粒子構(gòu)成的物質(zhì))的重要儀器,如氚核()的反粒子(比如反氚核)為()。該磁譜儀核心部分的截面區(qū)域是半徑為R的圓形勻強磁場,該區(qū)域磁場方向垂直紙面向里,如圖所示,P為粒子入射窗口,各粒子從P射入速度相同,均沿直徑方向,P、a、b、c、d、e為圓周上等分點,若氚核粒子射入磁場區(qū)域后打在d點,則反質(zhì)子()射入后,則( 。
A.反質(zhì)子將打在b點
B.反質(zhì)子射入磁場后運動軌跡的半徑為氚核的3倍
C.反質(zhì)子在磁場中運動的時間為氚核的
D.反質(zhì)子在磁場中運動的軌跡弧長為氚核的
【答案】C
【解析】
AB.帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律得
解得
氚核的軌道半徑為r,已知各粒子從p射入速度相同,根據(jù)氚核()和反質(zhì)子的質(zhì)量關(guān)系可知反質(zhì)子的軌道半徑應(yīng)為
氚核()射入后打在d點,它轉(zhuǎn)過的圓心角
根據(jù)幾何關(guān)系得
同理反質(zhì)子的幾何關(guān)系也應(yīng)該是
則
由左手定則可知,反質(zhì)子剛射入磁場時受到的洛倫茲力豎直向下,則反質(zhì)子應(yīng)從a點射出磁場,故AB錯誤;
C.根據(jù)帶電粒子的周期公式可知氚核的周期
反質(zhì)子的周期
反質(zhì)子在磁場中運動的時間
氚核的周期
氚核在磁場中運動的時間
則反質(zhì)子在磁場中運動的時間為氚核在磁場中運動時間的倍,故C正確;
D.氚核的軌跡弧長
反質(zhì)子的軌跡弧長
所以反質(zhì)子在磁場中運動的軌跡弧長為氚核的,故D錯誤。
故選C。
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【題目】在以坐標原點 O為圓心、半徑為 r的圓形區(qū)域內(nèi),存在磁感應(yīng)強度大小為 B、方向垂直于紙面向里的勻強磁場,如圖所示。 一個不計重力的帶電粒子從磁場邊界與 x軸的交點 A處以速度 v沿-x方向射入磁場,它恰好從磁場邊界與 y軸的交點 C處沿+y方向飛出。
(1)請判斷該粒子帶何種電荷,并求出其比荷;
(2)若磁場的方向和所在空間范圍不變,而磁感應(yīng)強度的大小變?yōu)?/span>,該粒子仍從 A處以相同的速度射入磁場,但飛出磁場時的速度方向相對于入射方向改變了60°角,求磁感應(yīng)強度多大?
(3)此次粒子在磁場中運動所用時間 t是多少?
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【題目】如圖所示,一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧,下面掛有匝數(shù)為n的矩形線框abcd.bc邊長為l,線框的下半部分處在勻強磁場中,磁感應(yīng)強度大小為B,方向與線框平面垂直,在圖中垂直于紙面向里.線框中通以電流I,方向如圖所示,開始時線框處于平衡狀態(tài).令磁場反向,磁感應(yīng)強度的大小仍為B,線框達到新的平衡.則在此過程中線框位移的大小Δx及方向是( )
A.Δx=,方向向上
B.Δx= ,方向向下
C.Δx=,方向向上
D.Δx=,方向向下
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【題目】如圖所示,質(zhì)量為m,電荷量為e的粒子從A點以v0的速度沿垂直電場線方向的直線AO方向射入勻強電場,由B點飛出電場是速度方向與AO方向成45°,已知AO的水平距離為d。(不計重力;)求:
(1)從A點到B點用的時間;
(2)勻強電場的電場強度大。
(3)AB兩點間電勢差.
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【題目】2020年4月23日是人民海車的71歲生日。近年來,我國海車航母事業(yè)高歌猛進,“遼寧號”與第一艘國產(chǎn)航母將首次構(gòu)成雙航母編隊。我國的核動力航母也將在不遠的將來實現(xiàn)裝備,這也是我國海軍航母的“終極”日標。原子核的比結(jié)合能隨質(zhì)量數(shù)的變化圖象如圖所小,根據(jù)該曲線對核能的認識正確的是( 。
A.自由核子組成原子核時,其質(zhì)量虧損所對應(yīng)的能量不等于該原子核的結(jié)合能
B.質(zhì)量較小的輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的重核時要吸收能量,質(zhì)量較大的重核分裂成質(zhì)量較小的輕核時要放出能量
C.質(zhì)量較大的重核和質(zhì)量較小的輕核平均結(jié)合能都較小,且輕核的平均結(jié)合能還有些起伏
D.一重原子核衰變成粒子和另一原子核,衰變產(chǎn)物的質(zhì)量之和一定大于原來重核的質(zhì)量
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【題目】如圖所示,充電后的平行板電容器水平放置,電容為C,極板間距離為d,上極板正中有一小孔。質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球從小孔正上方高h處由靜止開始下落,穿過小孔到達下極板處速度恰為零(不計空氣阻力,極板間電場可視為勻強電場,重力加速度為g)。求:
(1)極板間電場強度大;
(2)小球從開始下落運動到下極板的時間.
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【題目】某飛機場利用如圖所示的傳送帶將地面上的貨物運送到飛機上,傳送帶與地面的夾角θ=,傳送帶兩端A,B之間的長度L=11m,傳送帶以v=2m/s的恒定速度向上運動.在傳送帶底端A輕輕放上一質(zhì)量m=2kg的貨物,貨物與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.8 求貨物從A端運送到B端所需的時間.(取g=10m/s2,sin=0.6,cos=0.8)
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【題目】如圖為“用DIS(位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機)研究加速度和力的關(guān)系”的實驗裝置。
(1)在該實驗中必須采用控制變量法,應(yīng)保持___________不變,用鉤碼所受的重力作為___________,用DIS測小車的加速度。
(2)改變所掛鉤碼的數(shù)量,多次重復(fù)測量。在某次實驗中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可畫出a-F關(guān)系圖線(如圖所示)。
①分析此圖線的OA段可得出的實驗結(jié)論是___________。
②此圖線的AB段明顯偏離直線,造成此誤差的主要原因是(______)
A.小車與軌道之間存在摩擦 B.導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)
C.所掛鉤碼的總質(zhì)量太大 D.所用小車的質(zhì)量太大
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【題目】有一個小燈泡上標有“4 V,2W”的字樣,現(xiàn)在要用伏安法測量這個小燈泡的伏安特性曲線,F(xiàn)有下列器材供選用:
A.電壓表V1(0~5 V,內(nèi)阻約10 kΩ)
B.電壓表V2(0~10V,內(nèi)阻約20 kΩ)
C.電流表A1(0~0.3 A,內(nèi)阻約1 Ω)
D.電流表A2(0~0.6 A,內(nèi)阻約0.4Ω )
E.滑動變阻器R1(0~10Ω,2 A)
F.滑動變阻器R2(0~100Ω,0.2 A)
G.學(xué)生電源(直流6V)、開關(guān)及導(dǎo)線
(1)為了調(diào)節(jié)方便,測量盡可能準確,實驗中應(yīng)選用電壓表______,電流表_____,滑動變阻器_______(填器材前方的選項符號,如“A”,“B”)
(2)為使實驗誤差盡量減小,要求從零開始多取幾組數(shù)據(jù);請在下面的方框中畫出實驗電路圖____________。
(3)P為上圖中圖線上的一點,PN為圖線上P點的切線、PQ為U軸的垂線,PM為I軸的垂線,下列說法中正確的是(____)
A.隨著所加電壓的增大,小燈泡的電阻增大
B.隨著所加電壓的增大,小燈泡的電阻減小
C.對應(yīng)P點,小燈泡的電阻約為5.33 Ω
D.對應(yīng)P點,小燈泡的電阻約為24.0Ω
(4)某同學(xué)通過實驗得到的數(shù)據(jù)畫出了該小燈泡的伏安特性曲線,如圖所示,若用電動勢為4.0V、內(nèi)阻為8Ω的電源直接給該小燈泡供電,則該小燈泡的實際功率是_______W(保留兩位有效數(shù)字)
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