【题目】如图所示,在平行竖直虚线a与b、b与c、c与d之间分别存在着垂直于虚线的匀强电场、平行于虚线的匀强电场、垂直纸面向里的匀强磁场,虚线d处有一荧光屏。大量正离子(初速度和重力均忽略不计)从虚线a上的P孔处进入电场,经过三个场区后有一部分打在荧光屏上。关于这部分离子,若比荷q/m越大,则离子( )
A.经过虚线C的位置越低
B.经过虚线C的速度越大
C.打在荧光屏上的位置越低
D.打在荧光屏上的位置越高
【答案】BD
【解析】
试题分析:粒子在ab区间的加速电场中,由动能定理可知:,粒子在cd区间内匀强电场中做类平抛运动,,在cd区间内经过的时间:,在cd区间内的偏转量:,联立以上几个公式,整理得:,所以,粒子经过虚线c的位置都相同.故A错误;粒子在cd区间内电场力做功:,联立以上几个公式,整理得:.所以粒子的比荷越大,经过虚线c的速度越大.故B正确;设偏转角为,有:,所以粒子进入区间cd时的角度都是相同的.粒子在cd的区间内做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,得:,得:,所以粒子的比荷越大,在磁场中运动的半径越小,由图可知,在磁场中运动的半径越小打在荧光屏上的位置越高.故C错误,D正确。
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【题目】(18分)
如图1所示,用质量为m的重物通过滑轮牵引小车,使它在长木板上运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。
(1)打点计时器使用的电源是 (选填选项前的字母)。
A.直流电源 B.交流电源
(2)实验中,需要平衡摩擦力和其他阻力。正确操作方法是 (选填选项前的字母)。
A.把长木板右端垫高 B.改变小车的质量
在不挂重物且 (选填选项前的字母)的情况下,轻推一下小车,若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。
A.计时器不打点 B.计时器打点
(3)接通电源,释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,将打下的第一个点标为O。在纸带上依次去A、B、C……若干个计数点,已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得A、B、C……各点到O点的距离为x1、x2、x3……,如图2所示。
实验中,重物质量远小于小车质量,可认为小车所受的拉力大小为mg,从打O点打B点的过程中,拉力对小车做的功W= ,打B点时小车的速度v= 。
(4)以v2为纵坐标,W为横坐标,利用实验数据作如图3所示的v2–W图象。由此图象可得v2随W变化的表达式为_________________。根据功与能的关系,动能的表达式中可能包含v2这个因子;分析实验结果的单位关系,与图线斜率有关的物理量应是_________。
(5)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响,若重物质量不满足远小于小车质量的条件,则从理论上分析,图4中正确反映v2–W关系的是______________。
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【题目】如图所示,垂直纸面的正方形匀强磁场区域内,有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd,现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场,则导体框从两个方向移出磁场的两过程中( )
A. 导体框中产生的感应电流方向相反
B. 导体框中产生的焦耳热相同
C. 导体框ad边两端电势差相同
D. 通过导体框截面的电量相同
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【题目】在街头的理发店门口,常可以看到有这样的标志:一个转动的圆筒,外表有彩色螺旋斜条纹,我们感觉条纹在沿竖直方向运动,但实际上条纹在竖直方向并没有升降,这是由于圆筒的转动而使我们的眼睛产生的错觉.如图所示,假设圆筒上的条纹是围绕圆筒的一条宽带,相邻两圈条纹在沿圆筒轴线方向的距离(即螺距)为L=10cm,圆筒沿逆时针方向(从俯视方向看),以2转/秒的转速匀速转动,我们感觉到的升降方向和速度大小分别为( )
A. 向上 10cm/s B. 向上 20cm/s C. 向下 10cm/s D. 向下 20cm/s
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【题目】在用自由落体运动做“验证机械能守恒定律”实验中,用天平称得重物的质量为,所用电源的频率为50Hz,某同学通过正确的实验操作得到了一条理想的纸带。纸带上打出的点如图所示(纸带上的O点是第一个打印点,A、B、C、D、E分别是每打两个点的时间作为计时单位取的记数点,图中数据单位为毫米),已知当地的重力加速度g=9.8m/s2。选择B点为初始点,D点为终点,则从打下B点到打下D点的过程中,重物的重力势能的减少量为△Ep =_______J;重物动能的增加量为△Ek =_______J;但实验中总存在△Ep _____△Ek(填:小于、等于、大于),其原因是 __________。(计算结果取3位有效数字)
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【题目】如图所示,一个电荷量为-Q的点电荷甲固定在粗糙绝缘水平面上O点,另一个电荷量为+q、质量为m的点电荷乙,从A点以初速度v0沿它们的连线向甲运动,到B点时速度减小到最小值v,已知点电荷乙与水平面的动摩擦因数为μ,A、B间距离为L0,静电力常量为k,则下列说法中正确的是( )
A. OB间的距离为
B. 在点电荷甲产生的电场中,B点的场强大小为
C. 点电荷乙在A点的电势能小于在B点的电势能
D. 在点电荷甲产生的电场中,A、B间的电势差
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【题目】如图所示,两水平放置的平行金属板a、b,板长L=0.2m,板间距d=0.2m.两金属板间加可调控的电压U,且保证a板带负电,b板带正电,忽略电场的边缘效应.在金属板右侧有一磁场区域,其左右总宽度s=0.4m,上下范围足够大,磁场边界MN和PQ均与金属板垂直,磁场区域被等宽地划分为n(正整数)个竖直区间,磁感应强度大小均为B=5×10﹣3T,方向从左向右为垂直纸面向外、向内、向外….在极板左端有一粒子源,不断地向右沿着与两板等距的水平线OO′发射比荷=1×108C/kg、初速度为v0=2×105m/s的带正电粒子.忽略粒子重力以及它们之间的相互作用.
(1)当取U何值时,带电粒子射出电场时的速度偏向角最大;
(2)若n=1,即只有一个磁场区间,其方向垂直纸面向外,则当电压由0连续增大到U过程中带电粒子射出磁场时与边界PQ相交的区域的宽度;
(3)若n趋向无穷大,则偏离电场的带电粒子在磁场中运动的时间t为多少?
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【题目】在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,使质量为m=1.00 kg的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带如图所示.O为第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点.已知打点计时器每隔0.02 s打一个点,当地的重力加速度为g=9.80 m/s2,那么:
(1)根据图上所得的数据,应取图中O点到________________点来验证机械能守恒定律;
(2)从O点到(1)问中所取的点,重物重力势能的减少量_________,速度的增加量_________(结果取四位有效数字);
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