【題目】如圖a所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于xOy平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度B1按圖b所示規(guī)律變化(垂直于紙面向外為正).t=0時(shí),一比荷為 =1×105C/kg的帶正電粒子從原點(diǎn)沿y軸正方向射入,速度大小v=5×104m/s,不計(jì)粒子重力.
(1)求帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑.
(2)求t= ×10﹣4s時(shí)帶電粒子的坐標(biāo).
(3)保持b中磁場(chǎng)不變,再加一垂直于xOy平面向外的恒定勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2 , 其磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.3T,在t=0時(shí),粒子仍以原來(lái)的速度從原點(diǎn)射入,求粒子回到坐標(biāo)原點(diǎn)的時(shí)刻.
【答案】
(1)解:帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),洛侖茲力提供向心力,
代入數(shù)據(jù)解得:
r=1m
答:求帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為1m;
(2)解:帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期, s
在0~ s過(guò)程中,粒子運(yùn)動(dòng)了 ,
圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角,
在 s~ s過(guò)程中,粒子又運(yùn)動(dòng)了 ,
圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角,
軌跡如圖a所示,根據(jù)幾何關(guān)系可知,
橫坐標(biāo): m
縱坐標(biāo): m
帶電粒子的坐標(biāo)為(3.41m,﹣1.41m)
答:t= ×10﹣4s時(shí)帶電粒子的坐標(biāo)為[3.41m,﹣1.41m];
(3)解:施加B2=0.3T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)疊加后,如圖b所示,
①當(dāng) (n=0,1,2,…)時(shí), s
②當(dāng) (n=0,1,2,…)時(shí),
粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖c所示,則粒子回到原點(diǎn)的時(shí)刻為,
(n=0,1,2,…)
答:粒子回到坐標(biāo)原點(diǎn)的時(shí)刻為t1=( +2nπ)×10﹣4s,t2=2(n+1)π×10﹣4s (n=0,1,2,…).
【解析】本題考查帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),解題時(shí)要分析好粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,注意粒子運(yùn)動(dòng)的周期性,畫(huà)出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡并結(jié)合幾何知識(shí)求解。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在傾角為θ的光滑斜面上有兩個(gè)用輕彈簧連接的物塊A和B,它們的質(zhì)量分別為m和2m,彈簧的勁度系數(shù)為k,C為一固定擋板,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)用一沿斜面方向的恒力拉物塊A使之沿斜面向上運(yùn)動(dòng),當(dāng)B剛離開(kāi)C時(shí),A的速度為v,加速度方向沿斜面向上,大小為a,則( )
A.從靜止到B剛離開(kāi)C的過(guò)程中,A發(fā)生的位移為
B.從靜止到B剛離開(kāi)C的過(guò)程中,重力對(duì)A做的功為﹣
C.B剛離開(kāi)C時(shí),恒力對(duì)A做功的功率為(mgsinθ+ma)v
D.當(dāng)A的速度達(dá)到最大時(shí),B的加速度大小為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一名宇航員在某星球上完成自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn),讓一個(gè)質(zhì)量為1kg的小球從一定的高度自由下落,測(cè)得在第5 s內(nèi)的位移是18 m,則下列說(shuō)法不正確的是( )
A. 小球在5 s內(nèi)的位移是50 m
B. 小球在2 s末的速度是20 m/s
C. 該星球上的重力加速度為5 m/s2
D. 小球在第5 s內(nèi)的平均速度是3.6 m/s
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】μ子與氫原子核(質(zhì)子)構(gòu)成的原子稱(chēng)為μ氫原子,它在原子核物理的研究中有重要作用.如圖所示為μ氫原子的能級(jí)示意圖,假定光子能量為E的一束光照射容器中大量處于n=2能級(jí)的μ氫原子,μ氫原子吸收光子后,發(fā)出頻率為v1、v2、v3、v4、v5和v6的光,且頻率依次增大,則E等于( )
A.h(v2+v1)
B.h(v5+v6)
C.hv3
D.hv4
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】下列說(shuō)法中正確的是( )
A.
衰變成 要經(jīng)過(guò) 6 次 a 衰變和 4 次 β 衰變
B.湯姆孫的 a粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子具有核式結(jié)構(gòu)
C.β衰變中產(chǎn)生的β射線(xiàn)實(shí)際上是原子的核外電子掙脫原子核的束縛而形成的
D.質(zhì)能方程反映出能量與質(zhì)量是統(tǒng)一的
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】質(zhì)量是2kg的物體處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)同時(shí)受到同一平面內(nèi)的三個(gè)共點(diǎn)力作用,在如圖所示的四種情況中(坐標(biāo)紙中每格邊長(zhǎng)表示1N大小的力),物體的運(yùn)動(dòng)情況分別是( 。
A.甲做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),加速度為3 m/s2
B.乙做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),加速度為3 m/s2
C.丙做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),加速度為2m/s2
D.丁做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),加速度為2 m/s2
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,相距l(xiāng)的兩小球A、B位于同一高度h(l、h均為定值).將A向B水平拋出的同時(shí),B自由下落.A、B與地面碰撞前后,水平分速度不變,豎直分速度大小不變、方向相反.不計(jì)空氣阻力及小球與地面碰撞的時(shí)間,則( 。
A.A,B在第一次落地前能否發(fā)生相碰,取決于A的初速度大小
B.A,B在第一次落地前若不碰,此后就不會(huì)相碰
C.A,B不可能運(yùn)動(dòng)到最高處相碰
D.A,B一定能相碰
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】質(zhì)量為0.1kg 的彈性球從空中某高度由靜止開(kāi)始下落,該下落過(guò)程對(duì)應(yīng)的v﹣t圖象如圖所示.球與水平地面相碰后離開(kāi)地面時(shí)的速度大小為碰撞前的 .設(shè)球受到的空氣阻力大小恒為f,取g=10m/s2 , 求:
(1)彈性球受到的空氣阻力f的大小;
(2)彈性球第一次碰撞后反彈的高度h.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,在粗糙水平地面上放著一個(gè)截面為四分之一圓弧的柱狀物體A,A的左端緊靠豎直墻,A與豎直墻壁之間放一光滑球B,整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài).若把A向右移動(dòng)少許后,它們?nèi)蕴幱陟o止?fàn)顟B(tài),則( )
A. B對(duì)墻的壓力減小 B. A與B之間的作用力增大
C. 地面對(duì)A的摩擦力減小 D. A對(duì)地面的壓力不變
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