【題目】如圖所示,紙面內(nèi)有半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,一束質(zhì)子在紙面內(nèi)以相同的速度射向磁場(chǎng)區(qū)域,質(zhì)子的電量為q,質(zhì)量為m,速度為,則以下說(shuō)法正確的是( )
A. 對(duì)著圓心入射的質(zhì)子,其出射方向的反向延長(zhǎng)線一定過(guò)圓心
B. 對(duì)著圓心入射的質(zhì)子,其在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)
C. 所有質(zhì)子都在磁場(chǎng)邊緣同一點(diǎn)射出磁場(chǎng)
D. 所有質(zhì)子都以相同的速度射出磁場(chǎng)
【答案】AC
【解析】試題分析:由洛侖茲力提供質(zhì)子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,從而求出質(zhì)子在圓形磁場(chǎng)區(qū)域做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r恰好等于R,若質(zhì)子朝著圓心射入磁場(chǎng)區(qū)域,則由幾何關(guān)系求得該質(zhì)子必從圓心的C點(diǎn)正下方射出,同時(shí)可以證明所有質(zhì)子均從C點(diǎn)射出磁場(chǎng),這是磁聚焦的原理.
首先可以確定朝著圓心射入的質(zhì)子,其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛侖茲力提供: ,將已知代入解得: ;那么由幾何關(guān)系知道該質(zhì)子最后從O點(diǎn)的正下方C點(diǎn)射出磁場(chǎng).再假設(shè)從任意點(diǎn)E水平射入的質(zhì)子,其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心為D,連接兩交點(diǎn)及兩圓心.由于,且,則四邊形DEOC是平行四邊形,所以,所以從任意點(diǎn)E水平入射的質(zhì)子也從O點(diǎn)的正下方C射出.由于磁場(chǎng)圓的半徑與質(zhì)子軌跡圓的半徑相等,所以朝著圓心方向射入的質(zhì)子,必從O點(diǎn)的正下方射出磁場(chǎng),故A正確;質(zhì)子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的速率v相同,質(zhì)子運(yùn)動(dòng)軌跡越長(zhǎng),運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng)越長(zhǎng),質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng),運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的最大弦長(zhǎng)為磁場(chǎng)直徑,對(duì)著圓心入射的質(zhì)子運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的弦長(zhǎng)不是直徑,因此對(duì)著圓心入射的質(zhì)子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間不是最長(zhǎng)的,故B錯(cuò)誤;上述已證明,所有質(zhì)子均從圓心的正下方C點(diǎn)射出,故C正確;質(zhì)子射出磁場(chǎng)時(shí)的速度大小相等,當(dāng)速度方向不同,速度是矢量,速度方向不同,速度不同,故D錯(cuò)誤.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,真空中有一個(gè)固定的點(diǎn)電荷,電荷量為+Q.圖中的虛線表示該點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中的四個(gè)等勢(shì)面.有兩個(gè)一價(jià)離子M、N(不計(jì)重力,也不計(jì)它們之間的電場(chǎng)力)先后從a點(diǎn)以相同的速率v0射入該電場(chǎng),運(yùn)動(dòng)軌跡分別為曲線apb和aqc,其中p、q分別是它們離固定點(diǎn)電荷最近的位置.①M一定是正離子,N一定是負(fù)離子.②M在p點(diǎn)的速率一定大于N在q點(diǎn)的速率.③M在b點(diǎn)的速率一定大于N在c點(diǎn)的速率.④M從p→b過(guò)程電勢(shì)能的增量一定小于N從a→q電勢(shì)能的增量.以上說(shuō)法中正確的是
A. 只有①③ B. 只有②④ C. 只有①④ D. 只有②③
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的位移s和時(shí)間t的關(guān)系如圖所示,那么該質(zhì)點(diǎn)在3s內(nèi)的位移是( 。
A.﹣1m
B.﹣2m
C.1m
D.2m
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】下列結(jié)論正確的是
A.電場(chǎng)強(qiáng)度越大的地方電勢(shì)越高,電場(chǎng)強(qiáng)度越小的地方電勢(shì)越低
B.電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與等勢(shì)面處處垂直
C.電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體是等勢(shì)體
D.靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示為一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q的圓環(huán),可在水平放置的足夠長(zhǎng)的粗糙細(xì)桿上滑動(dòng),細(xì)桿處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中(不計(jì)空氣阻力).現(xiàn)給圓環(huán)向右的初速度v0,在以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖象可能是下圖中的( )
A. B.
C. D.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí),先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1,然后經(jīng)點(diǎn)火,使其沿橢圓軌道2運(yùn)行,最后再次點(diǎn)火,將衛(wèi)星送入同步橢圓軌道3。軌道1、2相切于Q點(diǎn),軌道2、3相切于P點(diǎn)。軌道3到地面的高度為h,地球的半徑為R,地球表面的重力加速度為g。以下說(shuō)法正確的是
A. 衛(wèi)星在軌道3上的機(jī)械能大于在軌道1上的機(jī)械能
B. 衛(wèi)星在軌道3上的周期小于在軌道2上的周期
C. 衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的速度小于于它在軌道3上經(jīng)過(guò)P時(shí)的速度
D. 衛(wèi)星在軌道3上的線速度為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示木桿長(zhǎng)5m,上端固定在某一點(diǎn),由靜止放開(kāi)后讓它自由落下(不計(jì)空氣阻力),木桿通過(guò)懸點(diǎn)正下方20m處圓筒AB,圓筒AB長(zhǎng)為5m,求:
(1)木桿經(jīng)過(guò)圓筒的上端A所用的時(shí)間t1是多少?
(2)木桿通過(guò)圓筒AB所用的時(shí)間t2是多少?(取g=10m/s2)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】已知引力常量G和下列某組數(shù)據(jù)就能計(jì)算出地球的質(zhì)量,這組數(shù)據(jù)是( )
A. 地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期及地球與太陽(yáng)之間的距離
B. 月球繞地球運(yùn)行的周期及月球與地球之間的距離
C. 人造地球衛(wèi)星在地面附近繞行的速度及運(yùn)行周期
D. 若不考慮地球自轉(zhuǎn),已知地球的半徑及地球表面重力加速度
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