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坐标原点O处有一点状的放射源,它向xOy平面内的x轴上方各个方向发射粒子,粒子的...

坐标原点O处有一点状的放射源,它向xOy平面内的x轴上方各个方向发射粒子,粒子的速度大小都是v0,在0yd的区域内分布有指向y轴正方向的匀强电场,场强大小为E,其中qm分别为α粒子的电荷量和质量;在dy2d的区域内分布有垂直于xOy平面的匀强磁场.ab为一块很大的平面感光板,放置于y2d处,如图所示.观察发现此时恰无粒子打到ab板上.(不考虑粒子的重力)

(1)粒子刚进入磁场时的动能Ek及磁感应强度B的大小;

(2)ab板平移到纵坐标为多少的位置时所有粒子恰好均能打到板上?并求ab板在此位置被粒子打中区域的长度L

 

(1); ;(2); 【解析】 (1)根据动能定理: 可得末动能: 根据可知,对于沿轴正方向射出的粒子进入磁场时与轴正方向夹角,其在电场中沿方向的位移: 易知若此粒子不能打到板上,则所有粒子均不能打到板,因此此粒子轨迹必与板相切,可得其圆周运动的半径: 又根据洛伦兹力提供向心力: 可得: (2)易知沿轴负方向射出的粒子若能打到板上,则所有粒子均能打到板上.其临界情况就是此粒子轨迹恰好与板相切.可知此时磁场宽度为原来的,即当板位于的位置时,恰好所有粒子均能打到板上; 板上被打中区域的长度:  
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如图所示,固定的绝热气缸内有一质量为m的“T”型绝热活塞(体积可忽略),距气缸底部h0处连接一U形管(管内气体的体积忽略不计).初始时,封闭气体温度为T0,活塞距离气缸底部为1.5h0,两边水银柱存在高度差.已知水银的密度为ρ,大气压强为p0,气缸横截面积为s,活塞竖直部分长为1.2h0,重力加速度为g.试问:

(1) 初始时,水银柱两液面高度差多大?

(2) 缓慢降低气体温度,两水银面相平时温度是多少?

 

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滑冰是青少年喜爱的一项体育运动。如图,两个穿滑冰鞋的男孩和女孩一起在滑冰场沿直线水平向右滑行,某时刻他们速度均为v02m/s,后面的男孩伸手向前推女孩一下,作用时间极短,推完后男孩恰好停下,女孩继续沿原方向向前滑行。已知男孩、女孩质量均为m50kg,假设男孩在推女孩过程中消耗的体内能量全部转化为他们的机械能,求男孩推女孩过程中:

(1)女孩受到的冲量大小;

(2)男孩消耗了多少体内能量?

 

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描绘小灯泡的伏安特性曲线实验中,某实验小组决定测绘标有“3.8 V  0.4 A”小灯泡的伏安特性曲线.

(1)使用多用电表粗测小灯泡的电阻,选择“×1”欧姆挡测量,示数如图所示,读数为_______Ω.

(2)实验室提供的实验器材有:

A.电源E(4 V,内阻约0.4 Ω)

B.电压表V(2 V,内阻为2 kΩ)

C.电流表A(0.6 A,内阻约0.3 Ω)

D.滑动变阻器R(0~10 Ω)

E.三个定值电阻(R1=1 kΩ,R2=2 kΩ,R3=5 kΩ)

F.开关及导线若干

①小组同学们研究后发现,电压表的量程不能满足实验要求,为了完成测量,他将电压表进行了改装.在给定的定值电阻中选用______(选填R1”“R2R3)与电压表______(选填串联并联),完成改装.

②在图虚线框中画出正确的实验电路图(虚线框中已将部分电路画出,请补齐电路的其他部分)_____________

(3)该实验小组按照正确的电路图和实验操作描绘出了小灯泡的伏安特性曲线如图所示.先将两个相同规格的小灯泡按如图所示电路连接,图中定值电阻阻值为R0=3 Ω,电源电动势E=4.5 V,内阻r=1.5 Ω,此时每个小灯泡消耗的电功率为________W.(结果保留2位有效数字,I表示通过每个小灯泡的电流)

 

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某同学从实验室天花板处自由释放一钢球,用频闪摄影手段验证机械能守恒.频闪仪每隔相等时间短暂闪光一次,照片上记录了钢球在各个时刻的位置.

(1)操作时比较合理的做法是__________

A.先打开频闪仪再释放钢球    B.先释放钢球再打开频闪仪

(2)频闪仪闪光频率为f,拍到整个下落过程中的频闪照片如下图所示,结合实验场景估算f可能值为________

A0.1 Hz       B1 Hz      C10 Hz      D100 Hz

(3)用刻度尺在照片上测量钢球各位置到释放点O的距离分别为s1s2s3s4s5s6s7s8及钢球直径,重力加速度为g.用游标卡尺测出钢球实际直径D,如下图所示,则D_______cm.(已知实际直径与照片上钢球直径之比为k.)

(4)选用以上各物理量符号,验证从OA过程中钢球机械能守恒成立的关系式为:2gs5=______.(用题中所给字母表示)

 

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如图所示,在I、Ⅱ两个区域内存在磁感应强度均为B的匀强磁场,磁场方向分别垂直于纸面向外和向里,ADAC边界的夹角∠DAC=30°,边界AC与边界MN平行,Ⅱ区域宽度为d.质量为m、电荷量为+q的粒子可在边界AD上的不同点射入,入射速度垂直AD且垂直磁场,若入射速度大小为,不计粒子重力,则(   )

A.粒子在磁场中的运动半径为

B.粒子距A0.5d处射入,不会进入Ⅱ区

C.粒子距A1.5d处射入,在I区内运动的时间为

D.能够进入Ⅱ区域的粒子,在Ⅱ区域内运动的最短时间为

 

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