【题目】如图所示,在xOy直角坐标系内有两个半径R=d的等大圆形区城Ⅰ和Ⅱ,圆心分别位于O1(0,2d)处和O2(0,-2d)处,两个区域内都有垂直平面向外的匀强磁场。现有一个不计重力的带正电的粒子,从A点(-d,3d)处以速度v0水平向右射入区域Ⅰ,然后从区域Ⅰ竖直向下射出,经区域Ⅱ的磁场偏转后又竖直向上进入区域Ⅰ。试求:
(1)区域Ⅰ与区域Ⅱ内匀强磁场的磁感应强度之比;
(2)从最初进入区域Ⅰ到第二次离开区域Ⅰ的总时间。
【答案】(1)磁感应强度之比为1:2 (2)
【解析】
设A点所在半径OA与y轴的夹角为θ,由几何关系可得
解得:,故θ=45°
由对称性可知,粒子竖直向下离开区域I的位置一定在A点所在直径对应点,且这段圆弧所对应的圆心角为90°,画出粒子的整个运动轨迹如图所示
(1)在区域I中运动时,设运动半径为R1,由几何关系可得
代人数据可得
在区域II内运动时,粒子刚好转过半个圆周,设运动半径为R2,由几何关系可得
代人数据可得
粒子在磁场中运动时,所受的洛仑兹力
在此力作用下粒子做匀速圆周运动,所以有
由以上两式可得
由上式可以看出,在质量、速度、电量不变的情况下,运动半径与磁感应强度成反比
粒子在区域I与区域II的运动半径之比为2: 1,所以磁感应强度之比为1:2
(2)由数学知识可知,弧长的计算公式为rθ,所以粒子在区域I内运动的弧长为,在区域I内运动的弧长为
由几何关系可以求出,在两区域之间的无磁场区运动的路径长度为
所以运动的总时间
整理得
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图甲所示,在“力的平行四边形定则”的实验探究中,某同学进行实验的主要步骤是:将橡皮条的一端固定在木板上的A点,另一端拴上两根带有绳套的细绳,每根绳套分别连着一个弹簧测力计.沿着两个方向拉弹簧测力计,将橡皮条的活动端拉到某一位置,将此位置标记为O点,读取此时弹簧测力计的示数,分别记录两个拉力F1、F2的大小并标出方向;再用一个弹簧测力计将橡皮条的活动端仍拉至O点,记录其拉力F的大小和方向.
(1)图乙所示,弹簧秤读数为____________N
(2)用一个弹簧测力计将橡皮条的活动端仍拉到O点,这样做的目的是__________________________________________________________
(3)为尽可能减小实验误差,下列操作中正确的是(____).
A.弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行
B.两细绳必须等长
C.标记同一细绳方向的两点要远些
D.用两弹簧秤同时拉细绳时夹角应尽可能大
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】已知氘核质量为2.0136u,中子质量为1.0087u, 核的质量为3.0150u.两个速率相等的氘核对心碰撞聚变成并放出一个中子,释放的核能也全部转化为机械能.(质量亏损为1u时,释放的能量为931.5MeV.除了计算质量亏损外, 的质量可以认为是中子的3倍.)
(1)写出该核反应的反应方程式;
(2)该核反应释放的核能是多少?
(3)若测得反应后生成中子的动能是3.12Mev,则反应前每个氘核的动能是多少Mev?
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,质量为的物体,在水平外力F作用下,以速度沿水平面匀速运动,当物体运动到A点时撤去外力F,物体由A点继续向前滑行的过程中经过B点,则物体由A点到B点的过程中,下列说法正确的是( )
A. 越大,摩擦力对物体的冲量越大;摩擦力做功越多
B. 越大,摩擦力对物体的冲量越大;摩擦力做功与的大小无关
C. 越大,摩擦力对物体的冲量越小;摩擦力做功越少
D. 越大,摩擦力对物体的冲量越小;摩擦力做功与的大小无关
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,质量M=4.0 kg的长木板B静止在光滑的水平地面上,在其右端放一质量m=1.0 kg的小滑块A(可视为质点)初始时刻,A、B分别以v0=2.0 m/s向左、向右运动,最后A恰好没有滑离B板.已知A、B之间的动摩擦因数μ=0.40,取g=10 m/s2.求:
(1)B的最终速度为多大
(2)木板B的长度L.
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,利用半径相同的A、B两球的碰撞验证“动量守恒定律”。实验时先让A球从斜槽上的固定挡板处由静止开始滚下,进入水平轨道后,从轨道末端水平抛出,落到位于水平地面的复写纸上,在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹。再把B球放在水平轨道末端,让A球仍从挡板位置由静止滚下,A球和B球碰撞后,分别在白纸上留下各自的落点痕迹,重复操作10次。M、P、N为三个落点的平均位置,未放B球时,A球的落点是P点,O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点。
(1)实验中,除了斜槽轨道、重锤、两个小球、白纸、复写纸、刻度尺之外,下列器材中还必须使用的两种器材是__________.
A. 秒表 B. 天平 C. 圆规 D. 打点计时器
(2)实验中,为了减小误差,入射小球的质量m1和被碰小球的质量m2应满足m1________m2(选填“>”或“<”)。实验中通过测量小球运动的水平射程来“替代”小球碰撞前后的速度,为了进行这样“替代”,在安装斜槽时必须保证__________.
(3)实验中A球的水平射程OP与球A的质量__________(选填“无关”或“有关”),实验中若需要减小OP的距离,可以进行的操作是____________________.
(4)若入射小球和被碰小球的质量分别为m1和m2,测出OM、OP、ON的距离,在实验误差允许范围内,若满足关系式__________,则可以认为两球碰撞前后总动量守恒;若还满足关系式__________,则碰撞是弹性碰撞.
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】太空飞船在宇宙空间中飞行时,会遇到太空尘埃的碰撞而受到阻碍作用。设单位体积的太空均匀分布着尘埃n颗,每颗尘埃平均质量为m,尘埃速度可忽略、飞船的横截面积为S,与尘埃碰撞后将尘埃完全黏附住。当飞船维持恒定的速率v飞行时,飞船引擎需要提供的平均推力为
A. nmv2S B. nmv2S C. nmv2S D. nmv2S
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图为美国太空探索公司于2017年1月15日回收的一级火箭在海上平台着陆的场景,火箭回收的最后阶段几乎以竖直姿态竖直下落.若火箭从高空飞来开始呈竖直姿态下落时离平台高为H=36.5 km,向下的速度v0=100 m/s,之后竖直自然下坠t=70 s后,打开反推喷气发动机,使火箭减速下降(视为匀减速),着陆时的速度恰好为零.设火箭质量为m=2.0×104 kg(反推喷气损耗的质量忽略不计),火箭下落过程空气阻力大小始终为重力的0.2倍,g取10 m/s2.求:
(1)打开反推喷气发动机时,火箭的速度大小v1和离平台的高度h.
(2)反推喷气发动机产生的平均反推力大小.
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,顶端装有光滑定滑轮的斜面体放在粗糙水平地面上,A、B两物体通过轻质细绳连接,并处于静止状态.现用水平向右的力F将物体B缓慢拉动一定的距离(斜面体与物体A始终保持静止).在此过程中,下列判断正确的是( )
A. 水平力F逐渐变大
B. 物体A所受斜面体的摩擦力逐渐变大
C. 斜面体所受地面的支持力逐渐变大
D. 斜面体所受地面的摩擦力逐渐变大
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com