如图所示,水平地面上方MN边界左侧存在垂直纸面向里的匀强磁场和沿竖直方向的匀强电场(图中未画电场),磁感应强度B=1.0T,边界右侧离地面高h=0.45m处有一光滑绝缘平台,右边有一带正电的小球a,质量ma=0.1kg、电量q=0.1C,以初速度v0=0.9m/s水平向左运动,与大小相同但质量为mb=0.05kg静止于平台左边缘的不带电的绝缘球b发生弹性正碰,碰后a球恰好做匀速圆周运动,两球均视为质点,重力加速度g=10m/s2。求∶
(1)碰撞后a球与b球的速度;
(2)碰后两球落地点间的距离(结果保留一位有效数字)。
(1)碰撞后a球与b球的速度;
(2)碰后两球落地点间的距离(结果保留一位有效数字)。
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更新时间:2020-04-09 21:17:46
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适中
(0.65)
名校
【推荐1】对于不同类型的物体和运动情况,测量速率的方法往往是不同的,当然测量速度的方法也受到历史的局限性和实验室提供的仪器的限制。
(1)历史上,由于测量条件的限制,伽利略无法用直接测量运动速度的方法来寻找自由落体的运动规律。因此他设想用斜面来“冲淡”重力,“放慢”运动,而且把速度的测量转化为对路程和时间的测量,并把自由落体运动看成为沿倾角为90°的斜面下滑运动的外推。假设一个时间单位为T,一个长度单位d,实验中记录了小球沿光滑斜面在不同时间内相对于起始点的距离,如下表所示,则分析表中数据可知,小球在t=3T时刻的瞬时速度等于多少?(用已知量T、d表示即可)
(2)带电粒子的速度可以利用速度选择器进行测量。如下图所示,真空环境中平行放置的金属板间距为d,两板间有垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场,带电粒子以某一速度两金属板的左侧中间沿平行于金属板面的方向射入两板间,当板间电压为U时,带电粒子恰好沿直线(图中虚线)穿越两板,不计带电粒子的重力,求它的速度大小?
(3)由于中子不带电,因此中子的速度无法直接使用速度选择器进行测量,可以采用碰撞的方法进行间接测量。低速中子与静止的原子核发生相互作用,有一定概率会与原子核发生弹性正碰。假设一群低速中子的速度大小相同,甲、乙原子核质量分别为M1、M2,这群中子中的两个中子分别与静止的甲、乙两原子核发生弹性正碰后,利用电偏转或磁偏转的方法测量得甲、乙原子核被碰后的速度大小分别为v1、v2,求这群中子的速度大小?
(1)历史上,由于测量条件的限制,伽利略无法用直接测量运动速度的方法来寻找自由落体的运动规律。因此他设想用斜面来“冲淡”重力,“放慢”运动,而且把速度的测量转化为对路程和时间的测量,并把自由落体运动看成为沿倾角为90°的斜面下滑运动的外推。假设一个时间单位为T,一个长度单位d,实验中记录了小球沿光滑斜面在不同时间内相对于起始点的距离,如下表所示,则分析表中数据可知,小球在t=3T时刻的瞬时速度等于多少?(用已知量T、d表示即可)
时间 | 0 | T | 2T | 3T | 4T | 5T | 6T |
距离 | 0 | d | 4d | 9d | 16d | 25d | 36d |
(2)带电粒子的速度可以利用速度选择器进行测量。如下图所示,真空环境中平行放置的金属板间距为d,两板间有垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场,带电粒子以某一速度两金属板的左侧中间沿平行于金属板面的方向射入两板间,当板间电压为U时,带电粒子恰好沿直线(图中虚线)穿越两板,不计带电粒子的重力,求它的速度大小?
(3)由于中子不带电,因此中子的速度无法直接使用速度选择器进行测量,可以采用碰撞的方法进行间接测量。低速中子与静止的原子核发生相互作用,有一定概率会与原子核发生弹性正碰。假设一群低速中子的速度大小相同,甲、乙原子核质量分别为M1、M2,这群中子中的两个中子分别与静止的甲、乙两原子核发生弹性正碰后,利用电偏转或磁偏转的方法测量得甲、乙原子核被碰后的速度大小分别为v1、v2,求这群中子的速度大小?
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适中
(0.65)
名校
【推荐2】如图,质量为
的玩具电动小货车沿平直轨道从A点由静止开始以恒定的功率行驶到B点,并与静止在B点的质量为
的玩具电动小轿车发生弹性正碰。已知A、B两点的距离为
,电动小货车与轨道间的摩擦力大小为
,电动小货车从A点行驶到B点用时为
,到达B点时速度大小为
(此时电动小货车还未达到最大速度)。求:
(1)电动小货车在A、B两点间行驶时的功率
;
(2)碰撞后瞬间电动小货车的速度大小
和电动小轿车的速度大小
;
(3)若碰撞后电动小货车的功率保持不变,求碰撞后瞬间电动小货车的牵引力大小
。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fad491e5b5e14c49ef8b7004ebcfcef9.png)
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(1)电动小货车在A、B两点间行驶时的功率
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dad2a36927223bd70f426ba06aea4b45.png)
(2)碰撞后瞬间电动小货车的速度大小
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/814f55724f7ee57bd395eb3b95393c68.png)
(3)若碰撞后电动小货车的功率保持不变,求碰撞后瞬间电动小货车的牵引力大小
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a0ed1ec316bc54c37c4286c208f55667.png)
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(0.65)
解题方法
【推荐1】卢瑟福通过α粒子(
He)轰击氮(
)的实验发现了质子并产生氧(O)原子核。某研究小组设计了如下装置分析该反应中产生的两种粒子。氮室右侧长方形区域MNPQ内存在磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直纸面向外;区域左边界中点O处带有一小孔,且与氮室右侧出口处于同一位置,其余三面均装有荧光底片。现让α粒子以初速度v0从左侧进入氮室轰击静止的氮原子核,反应后两粒子从O点垂直进入磁场,恰好打在底片的M、N两端点。已知反应后质子的速度也为v0,质子与中子的质量均为m,质子电荷量为e,全过程不考虑其他粒子的影响。
(1)写出该实验的核反应方程;
(2)求磁场区域MN的长度L;
(3)若在磁场区域内加入垂直MN板的匀强电场(未画出),发现两个粒子分别打在NQ中点O'和PQ上,求粒子打在PQ上时的动能Ek。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a84f265850904a6367e517987391d144.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d2b8839a2c8b1043b696c90d8de58d2a.png)
(1)写出该实验的核反应方程;
(2)求磁场区域MN的长度L;
(3)若在磁场区域内加入垂直MN板的匀强电场(未画出),发现两个粒子分别打在NQ中点O'和PQ上,求粒子打在PQ上时的动能Ek。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/31/2991477925945344/2992553041207296/STEM/1d2fed69-a75f-4819-bc37-f1332f4ffe16.png?resizew=312)
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适中
(0.65)
名校
【推荐2】如图所示的真空室内,在d≤x≤2d的空中存在着沿+y方向的有界匀强电场,电场强度为E;在-2d≤x≤-d的空间中存在着垂直纸面向里的有界匀强磁场,磁感应强度为B.在坐标原点处有一个处于静止状态的某原子核,某时刻该原子核经历一次衰变,沿+x方向射出一质量为m、电荷量为q的
粒子;质量为M、电荷量为Q的反冲核进入左侧的匀强磁场区域,反冲核恰好不能从磁场的左边界射出.不计粒子的重力和粒子间相互作用的库仑力.求:
(1)衰变结束时
粒子的速度;
(2)
粒子从电场右边界射出时的坐标.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e170f206fdbbd834aad7580c727e2cc6.png)
(1)衰变结束时
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e170f206fdbbd834aad7580c727e2cc6.png)
(2)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e170f206fdbbd834aad7580c727e2cc6.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/6/6/1961615875743744/1963431022092288/STEM/d91ddfecfdb2440daf04558985f193a6.png?resizew=264)
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