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如图,真空室内存在一有右边界的匀强磁场区域,磁感应强度B=0.332T,磁场方向...

如图,真空室内存在一有右边界的匀强磁场区域,磁感应强度B=0.332T,磁场方向垂直于纸面向里,右边界cd为荧光屏(粒子打上去会发光).在磁场中距荧光屏d=8cm处有一点状α粒子放射源S,可沿纸面向各个方向均匀放射初速率相同的α粒子,已知:α粒子的质量m=6.64×10-27kg,电荷量q=3.2×10-19C,初速度v=3.2×106m/s.(可能用到的三角函数:sin37°=0.6,sin30°=0.5)求:
(1)α粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径R;
(2)荧光屏cd被α粒子射中而发光的区域长度L;
(3)若从放射源打出的α粒子总个数为3.6×1010个,则最终能打到荧光屏上的α粒子个数为多少?

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(1)根据洛伦兹力提供向心力,求出带电粒子在磁场中的轨道半径公式,从而求出半径的大小. (2)放射源S可沿纸面向各个方向均匀放射初速率相同的α粒子,根据几何关系,粒子打在O点上方的最高点时,轨迹与光屏相切.在O点下方的最低点与放射源的连线等于直径,结合半径的大小结合几何关系求出发光的区域长度L. (3)根据几何关系找出不能打在光屏上的粒子速度方向的范围,从而得出能够打在光屏上粒子的角度范围,从而确定出最终能打到荧光屏上的α粒子个数. 【解析】 (1)由得,R=  (2)粒子打在O点上方的最高点时,轨迹与光屏相切.在O点下方的最低点与放射源的连线等于直径,轨迹如图. O点上方最高点与O点的距离. O点下方最低点与O点的距离. 发光长度为:L=16(1+)cm. (3)粒子能打在荧光屏上的速度方向介于如下图所示的两个速度之间,根据几何关系得,θ=360°-(180°-2×37°)=254° 则最终能打到荧光屏上的α粒子个数为n=. 答:(1)α粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径R为0.2m. (2)荧光屏cd被α粒子射中而发光的区域长度L=16(1+)cm. (3)最终能打到荧光屏上的α粒子个数为2.54×1010个.
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考点分析:
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(1)用打点计时器测定重力加速度.装置如图1.
①如果实验时所用交流电频率为50Hz,已知当地的重力加速度大约为为9.79m/s2.某同学选取了一条纸带并在该纸带上连续取了4个点,且用刻度尺测出了相邻两个点间距离,则该同学所选的纸带是______(填写代号即可)
②若打出的另一条纸带如图2,实验时该纸带的______(填“甲”或“乙”)端通过夹子和重物相连接.纸带上1至9各点为计时点,由纸带所示数据可算出实验时的重力加速度为______m/s2,该值与当地重力加速度有差异的原因是______(写一个即可)
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(2)在“测定金属丝的电阻率”的实验中,待测合金电阻丝阻值Rx约为4Ω.
①用游标卡尺测量电阻丝的长度L.测量结果如图3所示,图中读数为L=______mm.
用螺旋测微器测量电阻丝的直径d.测量结果如图3所示,图中读数为d=______mm.
②为了测量电阻丝的电阻R,除了导线和开关S外,
还有以下一些器材可供选择:
电压表V,量程3V,内阻约3kΩ
电流表A1,量程0.6A,内阻约0.2Ω
电流表A2,量程100μA,内阻约2000Ω
滑动变阻器R1,0~1750Ω,额定电流0.3A
滑动变阻器R2,0~50Ω,额定电流1A
电源E(电动势为3V,内阻约为1.2Ω)
为了调节方便,测量准确,实验中应选用电流表______,滑动变阻器______,(填器材的符号)
③在所给的实物图中画出连线,接成测量电路图4.
④若电压表测量值为U,电流表测量值为I,用测量的物理量表示计算材料电阻率的公式是ρ=______
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一定质量理想气体的状态沿如图所示的圆周变化,则该气体体积变化的情况是( )
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A.沿a→b,逐步减小
B.沿b→c,先逐步增大后逐步减小
C.沿c→d,逐步减小
D.沿d→a,逐步减小
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A.若将R2的滑动触头P向a端移动,则θ不变
B.若将R2的滑动触头P向b端移动,则I减小,U减小
C.保持滑动触头P不动,用较强的光照射R1,则小球重新达到稳定后θ变小
D.保持滑动触头P不动,用较强的光照射R1,则U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值不变
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A.t1时刻车速更小
B.0~t1的时间内加速度更小
C.加速度总比不启用ABS时大
D.刹车后前行的距离比不启用ABS更短
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A.加速度更大
B.初速度更大
C.动能增量更大
D.两次的电势能增量相同
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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