【题目】长为L的平行板电容器沿水平方向放置,其极板间的距离为d,电势差为U,有方向垂直纸面向里的磁感应强度大小为B的匀强磁场.荧光屏MN与电场方向平行,且到匀强电、磁场右侧边界的距离为x,电容器左侧中间有发射质量为m带+q的粒子源,如图甲所示.假设a、b、c三个粒子以大小不等的初速度垂直于电、磁场水平射入场中,其中a粒子沿直线运动到荧光屏上的O点;b粒子在电、磁场中向上偏转;c粒子在电、磁场中向下偏转.现将磁场向右平移与电场恰好分开,如图乙所示.此时,a、b、c粒子在原来位置上以各自的原速度水平射入电场,结果a粒子仍恰好打在荧光屏上的O点;b、c中有一个粒子也能打到荧光屏,且距O点下方最远;还有一个粒子在场中运动时间最长,且打到电容器极板的中点.求:
(1)a粒子在电、磁场分开后,再次打到荧光屏O点时的动能;
(2)b,c粒子中打到荧光屏上的点与O点间的距离(用x、L、d表示);
(3)b,c中打到电容器极板中点的那个粒子先、后在电场中,电场力做功之比.
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
据题意分析可作出abc三个粒子运动的示意图,如图所示.
(1) 从图中可见电、磁场分开后,a粒子经三个阶段:第一,在电场中做类平抛运动;第二,在磁场中做匀速圆周运动;第三,出磁场后做匀速直线运动到达O点,运动轨迹如图中Ⅰ所示.
,
,
,
,
(2) 从图中可见c粒子经两个阶段打到荧光屏上.第一,在电场中做类平抛运动;第二,离开电场后做匀速直线运动打到荧光屏上,运动轨迹如图中Ⅱ所示.
设c粒子打到荧光屏上的点到O点的距离为y,根据平抛运动规律和特点及几何关系可得
,
(3) 依题意可知粒子先后在电场中运动的时间比为t1=2t2
如图中Ⅲ的粒子轨迹,设粒子先、后在电场中发生的侧移为y1,y2
,
,
,
,
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示为一太阳能空气集热器,底面及侧面为隔热材料,顶面为透明玻璃板,集热器容积为V0,开始时内部封闭气体的压强为p0,经过太阳曝晒,气体温度由T0=300 K升至T1=350 K.
(1)求此时气体的压强.
(2)保持T1=350 K不变,缓慢抽出部分气体,使气体压强再变回到p0.求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值.
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】某同学在探究“平抛运动”实验中,在白纸上记录了竖直方向,并作出小球平抛轨迹的部分拟合图线,但是没有记录平抛运动的起点,于是该同学以这段图线的起点作为坐标原点O,竖直向下方向为y轴正向,建立直角坐标系xOy,如图所示,在图线上标注a、b两点,用刻度尺测得其坐标a(x0,y1)、b(2x0,y2),已知当地重力加速度为g,不计空气阻力,则可确定:
(1)小球由O运动到b点时间t=__________________;
(2)平抛运动的初速度大小v0=______________;
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图,a、b、c、d是均匀媒质中x轴上的四个质点,相邻两点的间距依次为2m、4m和6m。一列简谐横波以2m/s的波速沿x轴正向传播,在t=0时刻到达质点a处,质点a由平衡位置开始竖直向下运动,t=3s时a第一次到达最高点。下列说法正确的是
A. 在t=6s时刻波恰好传到质点d处
B. 在t=5s时刻质点c恰好到达最高点
C. 质点b开始振动后,其振动周期为4s
D. 当质点d向下运动时,质点b正向上运动
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】有两个用一根轻质弹簧相连的木块A、B静止在光滑水平面上,其质量mA=1kg、mB=2.95kg,一颗质量m=50g的子弹沿水平方向以v0=400m/s的速度,在极短时间内射穿A并留在B中,射穿A木块后子弹的速度变为原来的0.6倍。求:
(1)子弹穿过木块A时A木块的速度vA;
(2)系统运动过程中弹簧的最大弹性势能EP;
(3)弹簧再次恢复原长时木块A、B的速度大小。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图甲所示,电源E=12V,内阻不计,灯泡L的额定电压为9V,其伏安特性曲线如图乙所示,滑动变阻器R的最大阻值为10Ω.则( )
甲 乙
A. 灯泡L的阻值随电流的增大而减小
B. 灯泡L的额定功率为13.5W
C. 灯泡L消耗电功率的最小值是2W
D. 滑动变阻器接入电路的阻值应至少为6Ω
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】“复兴号”动车组在京沪高铁率先实现350公里时速运营,我国成为世界上高铁商业运营速度最高的国家。一列“复兴号”正在匀加速直线行驶途中,某乘客在车厢里相对车厢以一定的速度竖直向上抛出一个小球,则小球( )
A. 在最高点对地速度为零
B. 在最高点对地速度最大
C. 落点位置与抛出时车厢的速度大小无关
D. 抛出时车厢速度越大,落点位置离乘客越远
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图甲所示,O点为振源,OP=s,t=0时刻O点由平衡位置开始振动,产生向右沿直线传播的简谐横波。图乙为从t=0时刻开始描绘的质点P的振动图象。下列判断中正确的是___________
A. t=0时刻,振源O振动的方向沿y轴正方向
B. t=t2时刻,P点的振动方向沿y轴负方向
C. t=t2时刻,O点的振动方向沿y轴正方向
D. 这列波的频率为
E. 这列波的波长为
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,a、b、c、d…为传播简谐横波的介质中一系列等间隔的质点,相邻两质点间的距离均为0.1m.若某时刻向右传播的波到达a质点,a开始时先向上运动,经过0.2s ,d质点第一次达到最大位移,此时a正好在平衡位置。已知质点振幅为2cm, ad沿传播方向上的距离小于一个波长.则该简谐横波在介质中的波速可能值为_____ m/s,此时质点j的位移为______cm.
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