【题目】如图所示,由Oa、Ob、Oc三个铝制薄板互成120°角均匀分开的I、Ⅱ、Ⅲ三个匀强磁场区域,其磁感应强度分别用B1、B2、B3表示。现有带电粒子自a点垂直Oa板沿逆时针方向射入磁场中,带电粒子完成一周运动,假设带电粒子穿过铝质薄板过程中电荷量不变,在三个磁场区域中的运动时间之比为1:3:5,轨迹恰好是一个以O为圆心的圆,不计粒子重力,则
X
A. 磁感应强度B1:B2:B3=1:3:5
B. 磁感应强度B1:B2:B3=5:3:1
C. 其在b、c处穿越铝板所损失的动能之比为25:2
D. 其在b、c处穿越铝板所损失的动能之比为27:5
【答案】C
【解析】试题分析:利用洛伦兹力提供向心力求出半径公式,结合粒子在三个区域中运动的半径相同,粒子在三个区域中运动的时间之比为1:3:5,结合粒子转过的圆心角,再利用比例性质,联立即可求出粒子在b、c处穿越铝板所损失的动能之比.
带电粒子在磁场中运动的时间为,在各个区域的角度均为,根据洛伦兹力提供向心力可得,粒子在磁场中的运动的周期,所以,故,又因为m、q均为定值,则三个区域的磁场应强度之比为:,AB错误;三个区域的磁场半径相同,为,又因为动能:,联立可得,因为q、m和r均相同,故三个区域中运动的动能之比为,设比例中的每一份为k,在b处穿越铝板所损失的动能为,在c处穿越铝板所损失的动能为,所以可得其在b、c处穿越铝板所损失的动能之比,C正确D错误.
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【题目】如图所示,劲度系数为k=50N/m的轻质弹簧与完全相同的导热活塞A、B不拴接,一定质量的理想气体被活塞A、B分成两个部分封闭在可导热的汽缸内,活塞A、B之间的距离与B到汽缸底部的距离均为l=1.2m,初始时刻,气体I与外界大气压强相同温度为T1=300K,将环境温度缓慢升高至T2=440K,系统再次达到稳定,A已经与弹簧分离,已知活塞A、B的质量均为M=1.0kg.横截面积为S=10cm2;外界大气压强恒为P0=1.0×105P.不计活塞与汽缸之间的摩擦且密封良好,求活塞A相对初始时刻上升的高度。
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【题目】如图位于竖直面内的光滑轨道AB,与半径为R的圆形轨道底部相通,圆形轨道上部有一缺口CDE,D点为圆形最高点,∠COD=∠DOE=30°,质量为m可视为质点的小球自光滑轨道AB上某点静止下滑,由底部进入圆形轨道,通过不断调整释放位置,直到小球从C飞出后能无碰撞的从E进入左侧轨道,重力加速度为g。下列说法正确的是
A. 小球通过最高点的速度大小为
B. 小球通过C点时速度大小为
C. 小球从C点运动到最高点的时间为
D. A点距地面的高度为
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【题目】如图所示,水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.4m.在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,电场强度E=1.0×104N/C。现有一电荷量q=+1.0×10-4C,质量m=0.1kg的带电体(可视为质点),与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,现让带电体从水平轨道上的P点由静止释放,带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C,然后落至水平轨道上的D点,取g=10m/s2。
A. 带电体在圆形轨道C点的速度大小为4m/s
B. 释放位置P点到B点距离为2m
C. 落点D与B点的距离为0
D. 带电体在从B到C运动的过程中对轨道最大压力在B点
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【题目】如图表示一个盛有某种液体的槽,槽的中部扣着一个横截面为等腰直角三角形的薄壁透明罩CAB,罩内为空气,整个罩子浸没在液体中,底边AB上有一个点光源D,其中BD=AB。 P为BC边的中点,若要在液面上方只能够看到被照亮的透明罩为P点的上半部分,试求槽内液体的折射率应为多大?
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【题目】国标(GB/T)规定自来水在15℃时电阻率应大于13 Ω·m。某同学利用图甲电路测量15℃自来水的电阻率,其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管,细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量,玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略),右活塞固定,左活塞可自由移动。实验器材还有:
电源(电动势约为3 V,内阻可忽略); 电压表V1(量程为3 V,内阻很大);
电压表V2(量程为3 V,内阻很大);定值电阻R1(阻值4 kΩ);
定值电阻R2(阻值2 kΩ);电阻箱R(最大阻值9 999 Ω);
单刀双掷开关S;导线若干;游标卡尺;刻度尺。
实验步骤如下:
A.用游标卡尺测量玻璃管的内径d;
B.向玻璃管内注满自来水,并用刻度尺测量水柱长度L;
C.把S拨到1位置,记录电压表V1示数;
D.把S拨到2位置,调整电阻箱阻值,使电压表V2示数与电压表V1示数相同,记录电阻箱的阻值R;
E.改变玻璃管内水柱长度,重复实验步骤C、D,记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R;
F.断开S,整理好器材。
(1)测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图乙,则d=_______ mm;
(2)玻璃管内水柱的电阻值Rx的表达式为:Rx=_______ (用R1、R2、R表示)。
(3)利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据,绘制出如图丙所示的关系图象。则自来水的电阻率ρ=_______Ω·m(保留两位有效数字)。
(4)本实验中若电压表V1内阻不是很大,则自来水电阻率测量结果将_____(填“偏大”“不变”或“偏小”)。
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【题目】如图,长为l的绝缘轻绳上端固定于O点,下端系一质量为m的带负电小球,在小球运动的竖直平面内有垂直该平面向里的匀强磁场。某时刻给小球一垂直于磁场、水平向右的初速度,小球能做完整的圆周运动。不计空气阻力,重力加速度为g。则
A. 小球做匀速圆周运动
B. 小球运动过程机械能不守恒
C. 小球在最高点的最小速度
D. 最低点与最高点的绳子拉力差值大于6mg
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【题目】如图所示,在某电子设备中有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。AC、AD两块挡板垂直纸面放置,夹角为90°。一束电荷量为十q、质量为m的相同粒子,从AD板上距A点为L的小孔P处以不同速率垂直于磁场方向射入,速度方向与AD板的夹角为60°,不计粒子的重力和粒子间的相互作用。求:
(1)直接打在AD板上Q点的粒子,其从P运动到Q的时间是多少?
(2)直接垂直打在AC板上的粒子,其运动速率是多大?
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【题目】如图所示,圆心为O、半径为R的圆形磁场区域中存在垂直纸面向外的匀强磁场,以圆心O为坐标原点建立坐标系,在y=-2R处有一垂直于y轴的固定绝缘板(足够大),一质量为m、带电量为+q的粒子,自M(-R,0)点初速度v0沿+x方向射入磁场区域,经磁场偏转后在N点离开磁场(N点未画出)恰好垂直打在挡板上,粒子与挡板碰撞后以原速
率弹回,再次进入磁场,最后离开磁场。不计粒子的重力,求:
(1)N点的坐标;
(2)磁感应强度B的大小;
(3)若粒子从M点射入时的初速度大小仍为v0,但方向与+x方向夹角为θ=45°(如图中虚线箭头所示),求粒子从M点进入磁场到最终离开磁场的总时间。
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