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【题目】如图所示为一种研究高能粒子在不同位置对撞的装置。在关于y轴对称间距为2dMNPQ边界之间存在两个有界匀强磁场,其中KKx轴上方)下方I区域磁场垂直纸面向外,JK上方区域磁场垂直纸面向里,其磁感应强度均为B.直线加速器1与直线加速器2关于O点轴对称,其中心轴在位于x轴上,且末端刚好与MNPQ的边界对齐;质量为m、电荷量为e的正、负电子通过直线加速器加速后同时以相同速率垂直MNPQ边界进入磁场。为实现正、负电子在Ⅱ区域的y轴上实现对心碰撞(速度方向刚好相反),根据入射速度的变化,可调节边界与x轴之间的距离h,不计粒子间的相互作用,不计正、负电子的重力,求:

1)哪个直线加速器加速的是正电子;

2)正、负电子同时以相同速度ν1进入磁场,仅经过边界一次,然后在Ⅱ区域发生对心碰撞,试通过计算求出v1的最小值。

3)正、负电子同时以v2速度进入磁场,求正、负电子在Ⅱ区域y轴上发生对心碰撞的位置离O点的距离。

【答案】1)直线加速器22;(3y2[]n1357…2k1

【解析】

1)正负电子进入磁场后要在Ⅱ区域相遇,因此正负电子出加速器以后都向上偏转,根据左手定则可知直线加速器2加速得为正电子

2)如图所示:d2RsinθR1cosθ)=h

或直接得:

整理得:R

即当,即hRmin

根据ev1Bm,求得:v1

3)当v,则R,距离总是满足:y2h

情况一:hR,只有一种情况hR△y

情况二:hRhR

那么y2[]n1357…2k1

练习册系列答案
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【题目】若想检验使月球绕地球运动的力使苹果落地的力是否遵循同样的规律,在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下,需要验证(  )

A.地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的

B.月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的

C.自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的

D.苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的

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【题目】如图所示,水平放置的传送带与一光滑曲面相接(间隙很小),一小滑块质量为m=0.1kg,从距离传送带h=0.2m处静止滑下,传送带水平部分长l=1.8m,滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.1g10m/s2).

1)使传送带固定不动,问滑块能否滑离传送带?摩擦产生的热量是多少?

2)传送带逆时针以v2=1m/s匀速运动,问滑块能否滑离传送带?产生的热量是多少?

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【题目】如图,两个质量均为m的小木块ab(可视为质点)放在水平圆盘上,a与转轴OO的距离为lb与转轴的距离为2l。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,用ω表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是(

Ab一定比a先开始滑动 Bab所受的摩擦力始终相等

Cωb开始滑动的临界角速度 D.当ω时,a所受摩擦力的大小为kmg

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【题目】儿童乐园里的弹珠游戏不仅具有娱乐性还可以锻炼儿童的眼手合一能力。某弹珠游戏可简化成如图所示的竖直平面内OABCD透明玻璃管道,管道的半径较小。为研究方便建立平面直角坐标系,O点为抛物口,下方接一满足方程yx2的光滑抛物线形状管道OAABBC是半径相同的光滑圆弧管道,CD是动摩擦因数μ0.8的粗糙直管道;各部分管道在连接处均相切。ABCD的横坐标分别为xA1.20mxB2.00mxC2.65mxD3.40m。已知,弹珠质量m100g,直径略小于管道内径。EBC管道的最高点,在D处有一反弹膜能无能量损失的反弹弹珠,sin37°0.6sin53°0.8g10m/s2,求:

1)若要使弹珠不与管道OA触碰,在O点抛射速度ν0应该多大;

2)若要使弹珠第一次到达E点时对轨道压力等于弹珠重力的3倍,在O点抛射速度v0应该多大;

3)游戏设置3次通过E点获得最高分,若要获得最高分在O点抛射速度ν0的范围。

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【题目】如图是氢原子的能级图,对于一群处于n=4的氢原子,下列说法中正确的是(  )

A. 这群氢原子能够吸收任意能量的光子后向更高能级跃迁

B. 这群氢原子能够发出4种不同频率的光

C. n=4能级跃迁到n=3能级发出的光的波长最长

D. 如果发出的光子中有两种能使某金属产生光电效应,其中一种一定是由n=3能级跃迁到n=2能级发出的

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【题目】AB两相同小球在离地面同一高度处以相同大小的初速度v0分别沿水平方向和竖直方向抛出,不计空气阻力,如图所示,则下列说法正确的是(  )

A. 两小球落地时速度相同

B. 两小球落地时,重力的瞬时功率相同

C. 从开始运动至落地,重力对两小球做的功不同

D. 从开始运动至落地,重力对两小球做功的平均功率PA>PB

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【题目】如图所示,ab两点位于同一条竖直线上,从ab两点分别以速度v1v2水平抛出两个小球,它们都能经过水平地面上方的P点.则下列说法正确的是(  )

A. 两小球抛出的初速度v1>v2

B. 两小球抛出的初速度v1<v2

C. a点抛出的小球着地时水平射程较大

D. b点抛出的小球着地时水平射程较大

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【题目】如图所示,在倾角为300的滑雪道上,总质量为m(包括雪具在内)的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑,加速度为。在他从上向下滑到底端的过程中,下列说法正确的是

A. 运动员减少的重力势能全部转化为动能

B. 运动员获得的动能为

C. 系统减少的机械能为

D. 运动员克服摩擦力做功为

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