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题文

如图所示,在y轴上A点沿平行x轴正方向以v0发射一个带正电的粒子,在该方向上距A点3R处的B点为圆心存在一个半径为R的圆形有界的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,当粒子通过磁场后打到x轴上的C点,且速度方向与x轴正向成60°角斜向下,已知带电粒子的电量为q,质量为m,粒子的重力忽略不计,O点到A点的距离为R.求:
(1)该磁场的磁感应强度B的大小
(2)若撤掉磁场,在该平面内加上一个与y轴平行的有界匀强电场,粒子仍按原方向入射,当粒子进入电场后一直在电场力的作用下打到x轴上的C点且速度方向仍与x轴正向成60°角斜向下,则该电场的左边界与y轴的距离为多少?
(3)若撤掉电场,在该平面内加上一个与(1)问磁感应强度大小相同的矩形有界匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,粒子仍按原方向入射,通过该磁场后打到x轴上的C点且速度方向仍与x轴正向成60°角斜向下,则所加矩形磁场的最小面积为多少?

科目 物理   题型 计算题   难度 中等
知识点: α粒子散射实验
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(16分)如图所示, 在水平地面上方有一范围足够大的互相正交的匀强电场和匀强磁场区域.磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里.一质量为m、带电荷量为q的带正电微粒在此区域内沿竖直平面(垂直于磁场方向的平面)做速度大小为v的匀速圆周运动,重力加速度为g.

(1)求此区域内电场强度的大小和方向.
(2)若某时刻微粒在场中运动到P点时,速度与水平方向的夹角为60°,且已知P点与水平地面间的距离等于其做圆周运动的半径.求该微粒运动到最高点时与水平地面间的距离.
(3)当带电微粒运动至最高点时,将电场强度的大小变为原来的 (方向不变,且不计电场变化对原磁场的影响),且带电微粒能落至地面,求带电微粒落至地面时的速度大小.

如图,水平地面和半圆轨道面均光滑,质量M=1kg的小车静止在地面上,小车上表面与m的半圆轨道最低点P的切线相平。现有一质量m=2kg的滑块(可视为质点)以=7.5m/s的初速度滑上小车左端,二者共速时滑块刚好在小车的最右边缘,此时小车还未与墙壁碰撞,当小车与墙壁碰撞时即被粘在墙壁上,滑块则离开小车进入圆轨道并顺着圆轨道往上运动,已知滑块与小车表面的滑动摩擦因数μ=0.5,g取10m/s2.求:

(1)小车与墙壁碰撞前的速度大小
(2)小车需要满足的长度L
(3)请判断滑块能否经过圆轨道的最高点Q,说明理由。

质量M=327 kg的小型火箭(含燃料)由静止发射,发射时共喷出质量m=27 kg的气体,设喷出的气体相对地面的速度均为v=1000 m/s.忽略地球引力和空气阻力的影响,则气体全部喷出后,则:
(1)求火箭获得的最终速度?
(2)什么因素决定火箭获得的最终速度?

A、B两物体在光滑的水平面上相向运动,其中物体A的质量为mA=4 kg,两球发生相互作用前后的运动情况如图14-1-5所示,则:

(1)由图可知A、B两物体在什么时刻发生碰撞?B物体的质量为多少千克?
(2)碰撞过程中,系统的机械能损失多少?

( 9分 )如图所示,扇形OAB为透明柱状介质的横截面,其圆柱半径为R,介质的折射率,圆心角∠AOB=60°,一细束激光平行于角平分线由OA面的P点射入,射入介质后第一次射到界面上的N
点,已知弧长AN是弧长AB的四分之一。

(1)完成光在透明柱状介质中传播的光路图
(2)求入射点P与圆心O的距离

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