【題目】在研究性學習中,某同學設計了一個測定帶電粒子比荷的實驗,其實驗裝置如圖所示.abcd是一個長方形盒子,在ad邊和cd邊上各開有小孔f和e,e是cd邊上的中點,熒光屏M貼著cd放置,能顯示從e孔射出的粒子落點位置.盒子內有一方向垂直于abcd平面的勻強磁場,磁感應強度大小為B.粒子源不斷地發射相同的帶電粒子,粒子的初速度可以忽略.粒子經過電壓為U的電場加速后,從f孔垂直于ad邊射入盒內.粒子經磁場偏轉后恰好從e孔射出.若已知 ,不計粒子的重力和粒子之間的相互作用力.請你根據上述條件求出帶電粒子的荷質比q/m.
【答案】
【解析】
帶電粒子經加速電場加速后,可根據動能定理求出粒子進入磁場后的速度大小表達式,粒子進入磁場后在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動,根據題設條件作出粒子在磁場中的運動軌跡,再根據幾何關系求出粒子運動的半徑,從而求出粒子的比荷q/m.
帶電粒子進入電場,經電場加速.根據動能定理有:電場力做的功等于粒子動能的變化,即:
qU=mv2
可得粒子經電場加速后的速度
當粒子進入磁場后做勻速圓周運動,軌跡如圖所示.
設粒子做圓周運動的軌道半徑為R,在三角形ode中,有(LR)2+()2=R2
由此可解得粒子做圓周運動的軌道半徑R=L
又因為粒子做圓周運動由洛倫茲力提供向心力故有:qvB=m即:R=
代入v和R可得:
由此整理可得:
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【題目】如圖,勻強磁場的磁感應強度B=0.5 T,邊長為L=10 cm的正方形線圈abcd共N=100匝,線圈電阻r=1 Ω.線圈繞垂直于磁感線的軸OO′勻速轉動,轉動的角速度ω=2π rad/s,外電路電阻R=4 Ω.
(1)求感應電動勢的最大值;由圖示位置轉過60°角時的感應電動勢的值.
(2)取,求線圈轉過一周電流產生的總熱量.
(3)由圖示位置開始,求在線圈轉過周期的時間內通過電阻R的電荷量
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【題目】如圖所示,一質量M=2.0kg、長L=0.60m的長木板AB靜止在光滑水平面上,木板的左側固定一半徑R=0.60m的四分之一圓弧形軌道,軌道末端的切線水平,軌道與木板靠在一起且末端高度與木板高度相同.現在將質量m=l.0kg的小鐵塊(可視為質點)從弧形軌道頂端由靜止釋放,小鐵塊到達軌道底端時的速度v0=3.0m/s,最終小鐵塊恰好到達長木板AB最右端.(g=l0m/s2).求:
(1)小鐵塊在弧形軌道末端時所受支持力的大小F;
(2)小鐵塊在弧形軌道上滑動過程中克服摩擦力所做的功Wf;
(3)小鐵塊和木板AB達到共同速度v及小鐵塊和木板AB間的動摩擦因數.
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【題目】“復興號”是我國具有完全自主知識產權的中國標準動車組,它的成功研制生產,標志著鐵路成套技術裝備特別是高速動車組已經走在世界先進行列。若一輛質量為M的高鐵,以額定功率P啟動,高鐵在鐵軌上行駛時受到的阻力恒為車重的k倍,則( )
A. 高鐵起動時,做勻加速直線運動
B. 在時間內高鐵牽引力做功為Pt
C. 高鐵在軌道上行駛時能達到的最大速度為
D. 當高鐵運行速度為v(小于最大速度)時的加速度為
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【題目】以下有關近代物理內容的若干敘述正確的是 ( )
A. 光電效應實驗中,遏止電壓與入射光的頻率有關
B. 結合能越大,表示原子核中核子結合得越牢固,原子核越穩定
C. 重核的裂變過程質量增大,輕核的聚變過程有質量虧損
D. 自然界中含有少量的14C , 14C具有放射性,能夠自發地進行β衰變,因此在考古中可利用14C來測定年代
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【題目】完成下列核反應方程
A. 盧瑟福用粒子轟擊氮核(
)發現質子:
__________
B. 查德威克用粒子轟擊鈹核(
)發現中子:
________
C. 約里奧—居里夫婦用粒子轟擊鋁核(
)發現放射性磷
:
___________
D. 哈恩和他的助手發現鈾核()裂變生成鋇(
)和氪(
):__________________
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【題目】一個小球做自由落體運動,它的下落高度足夠,g=10m/s2,關于這個小球的運動情況,下列說法中正確的是( )
A. 小球在第3s內的下落高度為45m
B. 小球在前3s內的平均速度為15m/s
C. 小球在第1s內、第2s內、第3s內的位移之比是1:3:5
D. 小球在前1s內、前2s內、前3s內的位移之比是1:3:5
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【題目】如圖所示,一輕質彈簧固定在光滑桿的下端,彈簧的中心軸線與桿重合,桿與水平面間的夾角始終=60°,質量為m的小球套在桿上,從距離彈簧上端O點的距離為 的A點靜止釋放,將彈簧壓至最低點B,壓縮量為
,不計空氣阻力,重力加速度為g。下列說法正確的是:( )
A. 小球從接觸彈簧到將彈簧壓至最低點B的過程中,其加速度一直減小
B. 小球運動過程中最大動能可能為
C. 彈簧勁度系數大于
D. 彈簧最大彈性勢能為
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【題目】如圖所示,在光滑的水平面上靜止放一質量為2m的木板B,木板表面光滑,右端固定一輕質彈簧.質量為m的木塊A以速度v0從板的左端水平向右滑上木板B,求:
(1)彈簧的最大彈性勢能;
(2)彈被簧壓縮直至最短的過程中,彈簧給木板A的沖量;
(3)當木塊A和B板分離時,木塊A和B板的速度.
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