如图所示,直角坐标系xoy位于竖直平面内,在‑m≤x≤0的区域内有磁感应强度大小B = 4.0×10-4T、方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场,其左边界与x轴交于P点;在x>0的区域内有电场强度大小E = 4N/C、方向沿y轴正方向的有界匀强电场,其宽度d = 2m。一质量m = 6.4×10-27kg、电荷量q =-3.2×10‑19C的带电粒子从P点以速度v = 4×104m/s,沿与x轴正方向成α=60°角射入磁场,经电场偏转最终通过x轴上的Q点(图中未标出),不计粒子重力。求:
⑴带电粒子在磁场中运动的半径和时间;
⑵当电场左边界与y轴重合时Q点的横坐标;
⑶若只改变上述电场强度的大小,要求带电粒子仍能通过Q点,讨论此电场左边界的横坐标x′与电场强度的大小E′的函数关系。
〔物理选修3—5〕
(1)下列说法中正确的是(填入选项前的字母,有填错的不得分)
A.光电效应实验证实了光具有粒子性 |
B.太阳辐射能量主要来自太阳内部的裂变反应 |
C.按照玻尔理论,电子沿某一轨道绕核运动,若其圆周运动的频率是ν,则其发光频率也是ν |
D.质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2和m3,当一个质子和一个中子结合成一个氘核时,释放的能量是(m1+m2-m3)c2 |
(2)光滑水平面上,用弹簧相连接的质量均为2 kg的A、B两物体都以v0=6m/s速度向右运动,弹簧处于原长。质量为4 kg的物体C静止在前方,如图所示,B与C发生碰撞后粘合在一起运动,求:
①B、C碰撞刚结束时的瞬时速度;
②在以后的运动过程中,物体A是否会有速度等于零的时刻?试通过定量分析,说明你的理由。
〔物理选修3—4〕
(1)如图(甲)是沿x轴正方向传播的一列横波在t=0的一部分波形,此时P点的位移为y0。则此后P点的振动图象是如图(乙)中的(填入选项前的字母,有填错的不得分)
(2)如图所示,将一个折射率为n的透明长方体放在空气中,矩形ABCD是它的一个截面,一单色细光束入射到P点,入射角为θ。,求:
①若要使光束进入长方体后能射至AD面上,角θ的最小值为多少?
②若要此光束在AD面上发生全反射,角θ的范围如何?
如图所示,两电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角为θ,导轨间距为l,所在平面的正方形区域abcd内存在有界匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于斜面向上。如图所示,将甲、乙两阻值相同,质量均为m的相同金属杆放置在导轨上,甲金属杆处在磁场的上边界,甲、乙相距 l。从静止释放两金属杆的同时,在甲金属杆上施加一个沿着导轨的外力,使甲金属杆在运动过程中始终沿导轨向下做匀加速直线运动,且加速度大小a=gsinθ,乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动。
(1)求每根金属杆的电阻R为多少?
(2)设刚释放金属杆时开始计时,写出从计时开始到甲金属杆离开磁场的过程中外力F
随时间t的变化关系式,并说明F的方向。
(3)若从开始释放两杆到乙金属杆离开磁场,乙金属杆共产生热量Q,试求此过程中
外力F对甲做的功。
如图所示,ABC和DEF是在同一竖直平面内的两条光滑轨道,其中ABC的末端水平,DEF是半径为r=0.4m的半圆形轨道,其直径DF沿竖直方向,C、D可看作重合。现有一可视为质点的小球从轨道ABC上距C点高为H的地方由静止释放。
(1)若要使小球经C处水平进入轨道DEF且能沿轨道运动,H至少要有多高?
(2)若小球静止释放处离C点的高度h小于(1)中H的最小值,小球可击中与圆心等高的E点,求此h的值。(取g=10m/s2
如图所示,三个都可以视为质点的小球A、B、C穿在竖直固定光滑绝缘细杆上,A、B紧靠在一起,C在绝缘地板上,它们的质量分别为mA=2.32kg,mB=0.20kg,mC=2.00kg,其中A不带电,B、C的带电荷量分别为qB=+4.0×10-5C,qC=+7.0×10-5C,且电荷量都保持不变。开始时,三个小球均静止。现在给A一个竖直向上的拉力F,使它开始做加速度为a=4.0m/s2的匀加速直线运动,经过时间t,拉力F变为恒力。(重力加速度g=10m/s2,静电引力常量k=9×109N·m2/c2)求:
(1)时间t;
(2)在时间t内,若B所受的电场力对B所做的功W=17.2J,则拉力F所做的功为多少?