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【题目】如图所示,半径为R的绝缘圆筒中有沿轴线方向的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。从离子源产生的甲、乙两种正离子,经加速电压加速后从M点垂直于磁场射入匀强磁场,正离子与筒壁的碰撞是弹性碰撞(碰撞时无能量和电荷量损失),最终都从M点射出磁场。已知甲离子的质量为m,电荷量为q 与筒壁碰撞了2次;乙离子与筒壁碰撞了3次。不计离子的重力和相互作用,正离子由离子源飞出时的速度可忽略不计。求:

1)甲、乙离子在磁场中运动的半径之比;

2)加速电压U与磁感应强度B之间满足的关系式和乙离子的比荷。

【答案】(1)(2)

【解析】

1)甲离子与筒壁碰撞了2次,其轨迹把圆筒三等分,如图所示,根据几何关系得

tan60°=

同理可得乙离子的轨迹半径应满足

tan45°=

所以甲、乙离子在磁场中运动的半径之比为

2)设加速电压为U,匀强磁场的磁感应强度为B,对甲离子利用动能定理得

qU=

根据牛顿第二定律得

解得

同理,对乙离子利用动能定理得

q2U=

根据牛顿第二定律得

解得

练习册系列答案
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【题目】关于人造卫星和宇宙飞船,下列说法正确的是(  )

A.一艘绕地球运转的宇宙飞船,宇航员从舱内慢慢走出,并离开飞船,飞船因质量减小,所受到的万有引力减小,故飞行速度减小

B.两颗人造卫星,只要它们在圆形轨道的运行速度相等,不管它们的质量、形状差别有多大,它们的运行速度相等,周期也相等

C.原来在同一轨道上沿同一方向运转的人造卫星一前一后,若要后一个卫星追上前一个卫星并发生碰撞,只要将后面一个卫星速率增大一些即可

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【题目】如图所示,某同学站在一弹性木板的中央,当静止时木板被压弯,则下列说法中正确的是

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【题目】如图所示,用细绳悬挂一条形磁体在竖直平面内,由500匝导线构成的闭合线圈,总电阻为R,在外力的作用下先后两次以不同的速度匀速从位置I竖直向下穿越条形磁体运动到位置II,前后两次所用时间为t1t2= 1: 2。则

A.前后两次线圈中产生的感应电流大小之比i1i2=21

B.前后两次线圈中通过的电荷量之比q1q2= 11

C.前后两次线圈中产生的电热之比Q1Q2= 21

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【题目】一列简谐横波沿x轴正方向传播,波源在O点,图甲为t=0时刻的波形图,简谐波恰好传到Q点,图乙为某质点的振动图像。则下列说法中正确的是

A.该简谐波的传播速度为40m/s

B.图乙是质点Q的振动图象

C.该简谐波可以发生偏振现象

D.某观察者向x轴正方向运动时,他接收到该波的频率大于5Hz

E.经过t= 0.25sx= 12 m处的质点第一次达到波峰

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【题目】如图,倾角为37°的粗糙斜面AB底端与半径R=0.4m的光滑半圆轨道BC平滑相连,O点为轨道圆心,BC为圆轨道直径且处于竖直方向,AC两点等高.质量m=1kg的滑块从A点由静止开始下滑,恰能滑到与O点等高的D点,g10m/s2

(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数μ

(2)若使滑块能到达C点,求滑块从A点沿斜面滑下时的初速度v0的最小值;

(3)若滑块离开C点的速度大小为10m/s,求滑块从C点飞出至落到斜面上所经历的时间t

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【题目】重庆地区冬天的早上经常有雾,能见度不足60m,若小汽车在刹车时与地面的动摩擦因数为μ=0.4,司机遇紧急情况时反应时间约为t=0.5s,在此天气条件下,为保证行车安全,小汽车应控制的最大车速约为约为(g10m/s2

A.90 km/hB.70 km/h

C.50 km/hD.30 km/h

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【题目】(多选)如图所示,MN是一负点电荷产生的电场中的一条电场线.一个带正电的粒子(不计重力)ab穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示.下列结论正确的是(  )

A. 带电粒子从ab过程中动能逐渐减小

B. 负点电荷一定位于M点左侧

C. 带电粒子在a点时具有的电势能大于在b点时具有的电势能

D. 带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度

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【题目】一列简谐横波在t=0时刻的波形图如图中实线所示,t=时的波形图如图中虚线所示,若波传播的速度v=8m/s,下列说法正确的是(

A. 这列波的周期为0.4s

B. 这列波沿x轴负方向传播

C. t=0时刻质点a沿y轴负方向运动

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E. x=2m处的质点的位移表达式为

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