美国物理学家劳伦斯于1932年发明的回旋加速器,应用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点,能使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量,使人类在获得高能量带电粒子方面前进了一步.如图为一种改进后的回旋加速器示意图,其中盒缝间的加速电场场强大小恒定,且被限制在A、C板间,如图所示.带电粒子从P0处以速度v0沿电场线方向射入加速电场,经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动.对于这种改进后的回旋加速器,下列说法正确的是( )
A.带电粒子每运动一周被加速两次
B.带电粒子每运动一周P1P2=P2P3
C.加速电场方向需要做周期性的变化
D.加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关
如图所示,一辆运送沙子的自卸卡车装满沙子,沙粒之间的动摩擦因数为μ1,沙子与车厢底部材料的动摩擦因数为μ2,车厢的倾角用θ表示(已知μ2>μ1),下列说法正确的是 ( )
A.要顺利地卸干净全部沙子,应满足sinθ>μ2
B.要顺利地卸干净全部沙子,应满足tanθ>μ2
C.只卸去部分沙子,车上还留有一部分沙子,应满足μ2>tanθ>μ1
D.只卸去部分沙子,车上还留有一部分沙子,应满足μ2>μ1> tanθ
如图所示为三个运动物体的v-t图象,其中A、B两物体是从不同地点出发,A、C是从同一地点出发,则以下说法正确的是( )
A.A、C两物体的运动方向相反
B.t=4 s时,A、C两物体相遇
C.t=4 s时,A、B两物体相遇
D.t=2 s时,A、B两物体相距最远
扭摆器是同步辐射装置中的插入件,能使粒子的运动轨迹发生扭摆,其简化模型如图所示:I、II两处的条形匀强磁场区域的宽度分别为L1、L2,边界竖直,I区域的右边界和II区域的左边界相距L,磁感应强度大小分别为B1、B2,方向相反且垂直纸面。一质量为m、电量为-q、重力不计的粒子,从靠近平行板电容器的负极板处由静止释放,两极板间电压为U,粒子经电场加速后平行纸面射入I区域,射入时的速度方向与水平方向的夹角θ=30°。
(1)当L1=L,B1=B0时,粒子从I区域右边界射出时速度与水平方向的夹角也为30°,求B0及粒子在I区域中运动的时间t1;
(2)若L2=L1=L,B2=B1=B0,求粒子在I区域中的最高点与II区域中的最低点之间的高度差h;
(3)若L2=L1=L,B1=B0,为使粒子能返回I区域,求B2应满足的条件;
(4)若L1≠L2,B1≠B2,且已保证粒子能从II区域的右边界射出,为使粒子从II区域右边界射出时速度与从I区域左边界射入时的方向总相同,求B1、B2、L1、L2之间应满足的关系式。
如图所示,竖直放置的半圆形光滑绝缘轨道半径为R,圆心为O,最高点为D,下端与绝缘水平轨道在B点平滑连接。一质量为m、带电量为+q的小物块置于水平轨道上的A点。已知A、B两点间的距离为L,小物块与水平轨道间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。
(1)若物块能到达的最高点是半圆形轨道上与圆心O等高的C点,则物块在A点水平向左的初速度应为多大?
(2)若整个装置处于方向竖直向上的匀强电场中,物块在A点水平向左的初速度vA=,沿轨道恰好能到达最高点D,并向右飞出,则匀强电场的场强E多大?
(3)若整个装置处于方向水平向左、场强大小E′=的匀强电场中,现将物块从A点由静止释放,
运动过程中始终不脱离轨道,求物块第2n(n=1、2、3……)次经过B点时的速度大小。
篮球比赛时,为了避免对方运动员的拦截,往往采取将篮球与地面发生一次碰撞后传递给队友的方法传球——击地传球。设运动员甲以v0=5m/s 的水平速度将球从离地面高 h1=0.8m处抛出,球与地面碰撞后水平方向的速度变为原来水平速度的4/5,竖直方向离开地面瞬间的速度变为与地面碰前瞬间竖直方向速度的3/4,运动员乙恰好在篮球的速度变为水平时接住篮球。运动员与篮球均可看成质点,篮球与地面发生作用的时间为0.02s,并认为篮球与地面接触时可看成是水平方向的匀变速运动,不计空气阻力,g取10m/s2,求甲抛球的位置与乙接球的位置之间的水平距离。