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提纯氘核技术对于核能利用具有重大价值.如是从质子、氘核混合物中将质子和氘核分离的...

提纯氘核技术对于核能利用具有重大价值.如是从质子、氘核混合物中将质子和氘核分离的原理图,x轴上方有垂直于纸面向外的匀强磁场,初速度为0的质子、氘核混合物经电压为U的电场加速后,从x轴上的A(﹣L,0)点沿与+x成θ=30°的方向进入第二象限(速度方向与磁场方向垂直),质子刚好从坐标原点离开磁场.已知质子、氘核的电荷量均为+q,质量分别为m、2m,忽略质子、氘核的重力及其相互作用.

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(1)求质子进入磁场时速度的大小;

(2)求质子与氘核在磁场中运动的时间之比;

(3)若在x轴上接收氘核,求接收器所在位置的横坐标.

 

(1)质子进入磁场时速度的大小为; (2)求质子与氘核在磁场中运动的时间之比为1:1; (3)若在x轴上接收氘核,接收器所在位置的横坐标为(﹣1)L.   【解析】【解析】 (1)质子在电场中加速,由动能定理得: qU=mv2﹣0,解得:v=; (2)质子与氘核在磁场中都转过个圆周, 做圆周运动的周期:T1=,T2=, 粒子在磁场中的运动时间:t=T, 则:t1:t2=T1:T2=1:2; (3)质子在磁场中运动时,由几何知识得:r=L, 由牛顿第二定律得:qvB=m, 氘核在电场中加速,由动能定理得:qU=•2mv′2﹣0, 在磁场中,由牛顿第二定律得:qv′B=2m,解得:R=L, 横坐标:x=R﹣L=(﹣1)L; 答:(1)质子进入磁场时速度的大小为; (2)求质子与氘核在磁场中运动的时间之比为1:1; (3)若在x轴上接收氘核,接收器所在位置的横坐标为(﹣1)L.   【点评】解决本题的关键作出粒子的运动轨迹图,结合几何关系,运用半径公式和周期公式进行求解.  
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考点分析:
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如图甲所示,无限长的直导线与y轴重合,通有沿+y方向的恒定电流,该电流在其周围产生磁场的磁感应强度B与横坐标的倒数满分5 manfen5.com的关系如图乙所示(图中x0、B0均为已知量).图甲中,坐标系的第一象限内,平行于x轴的两固定的金属导轨间距为L,导轨右端接阻值为R的电阻,左端放置一金属棒ab.ab棒在沿+x方向的拉力作用下沿导轨运动(ab始终与导轨垂直且保持接触良好),产生的感应电流恒定不变.已知ab棒的质量为m,经过x=x0处时的速度为v0,不计棒、导轨的电阻.

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(1)判断ab棒中感应电流的方向;

(2)求ab棒经过x=3x0时的速度和所受安培力的大小.

 

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为确保弯道行车安全,汽车进入弯道前必须减速.如图所示,AB为进入弯道前的平直公路,BC为水平圆弧形弯道.已知AB段的距离SAB=14m,弯道半径R=24m.汽车到达A点时速度vA=16m/s,汽车与路面间的动摩擦因数μ=0.6,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10m/s2.要确保汽车进入弯道后不侧滑.求汽车

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(1)在弯道上行驶的最大速度;

(2)在AB段做匀减速运动的最小加速度.

 

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在60m直线跑游戏中,一同学从起点由静止开始以2m/s2的加速度做匀加速运动,4s后,改做匀速运动直至到达终点,接着以4m/s2的加速度做匀减速运动,经1.5s进入迎接区,如图所示.求:

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(1)该同学匀速运动所用的时间;

(2)终点线到迎接区边界的距离.

 

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一探究小组采用以下两种方法测人体双手间的电阻.

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(1)用多用电表欧姆“×100”挡,测量结果如图2所示,读出人体电阻为      Ω.

(2)用伏安法测量:

①分别用电流表内接法和电流表外接法采集数据作出了U﹣I,图线如图1所示,其中用电流表内接法得到的是      图线(填“甲”或“乙”).

②已知滑动变阻器最大阻值约10Ω,为了较准确的测出人体电阻,且要求测量更多组数据,请在图3以笔画线代替导线完成剩余部分的实物连接.

 

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小明用如图所示的装置测量弹簧的劲度系数.其中,直角三角架底面水平,斜面可视为光滑,待测轻弹簧固定在斜面顶端.现在弹簧下端分别挂1个、2个、3个相同的钩码,静止时,弹簧分别伸长了x1、x2、x3.已知每个钩码的质量为50g,重力加速度g=l0m/s2.所测数据如表所示(单位:cm).

X1    X2    X3    斜面顶端高度h    斜面长度s

12.50    24.00    37.50    30.00    50.00

(1)挂一个钩码时弹簧受到的拉力为      N.

(2)由表中数据得,弹簧的劲度系数k=      N/m(保留3位有效数字).

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