(19分)如圖,在xoy平面上x<0的區域內存在一垂直紙面向外的勻強磁場,磁感應強度大小為B;OA是過原點的一條直線,與y軸正方向夾角為60°.在x>0的區域有一與OA平行的勻強電場,場強大小為E.現有一質量為m,電量為q的帶正電的粒子(重力不計)從直線OA上的某處P點由靜止釋放后,經0點進入磁場,經過一段時間后恰能垂直OA到達0A上的Q點(電場方向以及P點、Q點位置在圖中均未畫出).求
(1)P點的坐標;
(2)粒子從P點釋放到垂直0A到達Q點所用的時間;
(3)PQ之間的距離.
解:(1)設P點坐標為(x,y),粒子到達O點時速度為v1,
粒子在電場中加速度a=qE/m,①
v12=2a·,②
粒子從O點進入后做勻速圓周運動,設運動半徑為R,則有,
qv1B=m,③
粒子從M點射出磁場再次進入電場,速度大小為v1,方向與y軸負方向成60°角,設到達Q點時速度為v2,則:v2=v1sin60°,④
又由幾何關系可知,OM之間的距離為d="2R" sin60°,⑤
設粒子從M點到Q點所用時間為t3,則,dsin60°= v2t3,⑥
v1cos60°="a" t3,⑦
聯立解得:x=,⑧
t3=。⑨
由幾何關系可得:y==
。
即P點坐標為:(,
).。
(2)設粒子從P點到O點所用的時間為t1,從O點到M點所用的時間為t2,則,=
at12,
解得t1=。
粒子從O點進入磁場后做勻速圓周運動的周期為:T=,
t2=2T/3=。
所以從P點釋放到垂直OA經過Q點所用時間為t= t1+ t2+t3=。
(3)由①④⑦⑨得:v2=3E/B..。
設PQ之間的距離為l,在整個運動過程中,由動能定理,qEl=mv22,
解得:l=。
解析
科目:高中物理 來源: 題型:
一同學要探究輕質彈簧的彈性勢能與彈簧長度改變量的關系,他的實驗如下:
如圖,在一個水平固定的粗糙桿上套有一小球,小球與桿之間的摩擦力大小恒為f,小球和固定端之間有一輕質彈簧,彈簧左端固定,右端和小球不固連,現用力推動小球使彈簧壓縮一段距離x后,再由靜止釋放小球,小球向右運動距離s后停止(此時小球已離開彈簧),設水平桿足夠長,多次重復以上步驟,記錄s和相應的x數據如下:
彈簧壓縮量 (x/cm) | 3.00 | 4.00 | 5.00 | 6.00 | 7.00 |
小球滑行的距離(s/cm) | 4.50 | 7.99 | 12.50 | 18.01 | 24.50 |
(1)寫出彈簧的彈性勢能Ep與小球滑行距離s的關系式 ;
(2)由表中數據,可得s與x的關系是 ;
(3)由(1)、(2)的結論得到彈簧的彈性勢能Ep與彈簧的壓縮量x之間的關系是 。
四、計算題:本題共4小題,其中第17題6分,第18題8分,第19、20題各12分,共38分。解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案不得分。有數值計算的題,答案必須明確寫出數值和單位。
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科目:高中物理 來源:2010年泰州中學高一下學期期末測試物理 題型:實驗題
一同學要探究輕質彈簧的彈性勢能與彈簧長度改變量的關系,他的實驗如下:
如圖,在一個水平固定的粗糙桿上套有一小球,小球與桿之間的摩擦力大小恒為f,小球和固定端之間有一輕質彈簧,彈簧左端固定,右端和小球不固連,現用力推動小球使彈簧壓縮一段距離x后,再由靜止釋放小球,小球向右運動距離s后停止(此時小球已離開彈簧),設水平桿足夠長,多次重復以上步驟,記錄s和相應的x數據如下:
彈簧壓縮量 (x/cm) | 3.00 | 4.00 | 5.00 | 6.00 | 7.00 |
小球滑行的距離(s/cm) | 4.50 | 7.99 | 12.50 | 18.01 | 24.50 |
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科目:高中物理 來源:2013-2014河北石家莊高中畢業班3月教學質量檢測(二)物理試卷(解析版) 題型:計算題
(19分)如圖所示,在xoy平面內,以O'(0,R)為圓心、R為半徑的圓內有垂直平面向外的勻強磁場,x軸下方有垂直平面向里的勻強磁場,兩區域磁感應強度大小相等。第四象限有一與x軸成45°角傾斜放置的擋板PQ,P、Q兩點在坐標軸上,且OP兩點間的距離大于2R,在圓形磁場的左側0<y<2R的區間內,均勻分布著質量為m、電荷量為+q的一簇帶電粒子,當所有粒子均沿x軸正向以速度v射入圓形磁場區域時,粒子偏轉后都從O點進人x軸下方磁場,結果有一半粒子能打在擋板上。不計粒子重力、不考慮粒子間相互作用力。求:
(1)磁場的磁感應強度B的大小;
(2)擋板端點P的坐標;
(3)擋板上被粒子打中的區域長度。
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科目:高中物理 來源:2010年泰州中學高一下學期期末測試物理 題型:實驗題
一同學要探究輕質彈簧的彈性勢能與彈簧長度改變量的關系,他的實驗如下:
如圖,在一個水平固定的粗糙桿上套有一小球,小球與桿之間的摩擦力大小恒為f,小球和固定端之間有一輕質彈簧,彈簧左端固定,右端和小球不固連,現用力推動小球使彈簧壓縮一段距離x后,再由靜止釋放小球,小球向右運動距離s后停止(此時小球已離開彈簧),設水平桿足夠長,多次重復以上步驟,記錄s和相應的x數據如下:
彈簧壓縮量 (x/cm) |
3.00 |
4.00 |
5.00 |
6.00 |
7.00 |
小球滑行的距離(s/cm) |
4.50 |
7.99 |
12.50 |
18.01 |
24.50 |
(1)寫出彈簧的彈性勢能Ep與小球滑行距離s的關系式 ;
(2)由表中數據,可得s與x的關系是 ;
(3)由(1)、(2)的結論得到彈簧的彈性勢能Ep與彈簧的壓縮量x之間的關系是 。
四、計算題:本題共4小題,其中第17題6分,第18題8分,第19、20題各12分,共38分。解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案不得分。有數值計算的題,答案必須明確寫出數值和單位。
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科目:高中物理 來源: 題型:
(19分)如圖所示,離地面高5.45 m的a處用不可伸長的細線掛一質量為0.4 kg的爆竹(火藥質量忽略不計)',線長0.45 m.把爆竹拉起使細線水平,點燃導火線后將爆竹無初速度釋放,爆竹剛好到達最低點B時炸成質量相等的兩塊,一塊朝相反方向水平拋出,落到地面A處,拋出的水平距離為x=5m.另一塊仍系在細線上繼續做圓周運動通過最高點C.空氣阻力忽略不計,取g=10m/s2 求:
(2) -炸瞬間反向拋出那一塊的水平速度大小v1
(3) 繼續做圓周運動的那一塊通過最高點時對細線的拉力T
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