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(16分)在如图所示xoy坐标系第一象限的三角形区域(坐标如图中所标注)内有垂直...

(16分)在如图所示xoy坐标系第一象限的三角形区域(坐标如图中所标注)内有垂直于纸面向外的匀强磁场,在x 轴下方有沿+y方向的匀强电场,电场强度为E。将一个质量为m、带电量为+q的粒子(重力不计)从P(-a,0)点由静止释放。由于x轴上存在一种特殊物质,使粒子每经过一次x轴后速度大小变为穿过前的说明: 6ec8aac122bd4f6e倍。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)欲使粒子能够再次经过x轴,磁场的磁感应强度B0最小是多少?

(2)在磁感应强度等于第(1)问中B0的情况下,求粒子在磁场中的运动时间;

(3)若磁场的磁感应强度变为第(1)问中B0的2倍,求粒子运动的总路程。

 

(1)(2)(3) 【解析】⑴设粒子到O点时的速度为v0,由动能定理有  解得(1分) 粒子经过O点后,速度为v1,(1分) 如图甲所示,粒子进入磁场后的轨迹圆与磁场边界相切时,磁感应强度最小为B0。设粒子轨道半径为R1,有(1分) 由得   (2分) ⑵如图甲,粒子经O1点进入电场区域做匀减速运动,后又加速返回,再次进入磁场时的速率(1分) 此时粒子做圆周运动的半径(1分) 其运动轨迹如图甲所示,此后不再进入磁场。由几何 关系可知, 则粒子在磁场中运动的时间为 (3分) ⑶若B=2B0,粒子的运动情况如图乙所示, 粒子经过O 点第一次进入磁场时的速率仍为v1,在磁场中做圆 周运动的半径记为,由第⑴问可知,,(1分) 粒子从O1点穿过x轴进入电场时速率为,运动到P1点后返回,则由动能定理    解得  (1分) 当粒子第二次进入磁场时的速率 做圆周运动的半径为 (1分) 粒子从O2点穿过x轴进入电场时速率为, 运动到P2点后返回,则由动能定理   解得  (1分) ………… 依此类推可知,当粒子第n次进入磁场时,其在磁场中做圆周运动的轨道半径为,再进入电场中前进的距离 (1分) 因此,粒子运动的总路程为 == (1分)
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考点分析:
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(16分)空间有一竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=0.8T,两相同的长方形金属板MNPQ竖直平行放置,俯视如图。两板间距L=0.20m,与两板间距等长的金属棒AB垂直放在金属板上,可无摩擦滑动,其电阻R0=4Ω,金属板的右边接有如图电路,电阻R1=4Ω,R,2=2Ω。现有不计重力的带电粒子以v0=2m/s的水平初速度射入两板间,问:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)欲使粒子能保持水平方向做匀速直线运动,金属棒AB运动速度的大小和方向;

(2)若金属棒AB保持以(1)中速度做匀速滑动,作用在AB上的外力多大;

(3)若使金属棒在稳定运动过程中突然停止,则在停止运动的瞬间,作用在棒上的磁场力大小与方向。

 

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(15分)如图所示,从A点以v0=4m/s的水平速度抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方向进入光滑圆弧轨道BC,经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面的长木板上,圆弧轨道C端切线水平。已知长木板的质量M=4kg,AB两点距C点的高度分别为H=0.6m、h=0.15m,R=0.75m,物块与长木板之间的动摩擦因数μ1=0.5,长木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.2,g=10m/s2。求:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)小物块运动至B点时的速度大小和方向;

(2)小物块滑动至C点时,对圆弧轨道C点的压力;

(3)长木板至少为多长,才能保证小物块不滑出长木板。

 

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卢瑟福用α粒子轰击氮原子核,产生了氧的一种同位素和一个质子。其核反应程为说明: 6ec8aac122bd4f6e。在些反应室内有“α粒子、氮原子核、质子、氧的同位素”共存,它们间常发生碰撞。设有速度为v的氮核与静止的质子发生弹性正碰,求碰撞后两个粒子的速度。已知氮核的质量mN质子的质量mH(只要求写出方程或方程组即可,不要求解方程)。

 

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美国物理学家密立根通过测量金属的遏止电压Uc与入射光频率ν,算出普朗克常量h,并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较,以验证爱因斯坦方程的正确性。实验结果表明,两种方法得出的普朗克常量h在误差允许的范围内是一致的。下图是某次试验中得到的两种金属的遏止电压Uc与入射光频率ν关系图象,图中直线的斜率为k。若光电子的电荷量为e ,根据图象可知:普朗克常量h=___________________,两种金属的逸出功关系为W____________W(选填“>”、“=”或“<”)。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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下列科学家提出的原子物理理论,其中错误的是_______________

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.普朗克假设:振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍

B.德布罗意提出:实物粒子也具有波动性,其动量P、波长λ,满足说明: 6ec8aac122bd4f6e

C.贝可勒尔发现天然放射现象,揭示了原子核具有复杂结构

D.波尔的定态理论和跃迁理论,很好地解释了所有原子光谱的实验规律

 

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