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        1. 【題目】人類通過對(duì)放射性元素的探索來獲取核能的秘密,左下角部分的密閉裝置即為研究所研究核反應(yīng)的某種設(shè)備,钚的放射性同位素放置在密閉容器中,靜止時(shí)衰變?yōu)殁櫤?/span>α粒子,并放出能量為E0γ光子(衰變放出的光子的動(dòng)量可忽略),的質(zhì)量為M,衰變產(chǎn)生的α粒子的質(zhì)量為m帶電量為,從電場(chǎng)中坐標(biāo)為(L0)的點(diǎn)以速度v0沿+y方向射出。在直角坐標(biāo)系xoy的第一、四象限區(qū)域內(nèi)存在兩個(gè)有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng):垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ以及勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅱ,O、M、P、Q為磁場(chǎng)邊界和x軸的交點(diǎn),MP區(qū)域是真空的,OM=MP=L。在第二象限存在沿x軸正向的勻強(qiáng)電場(chǎng). α粒子從y軸上的C處、坐標(biāo)(0,2L)射入?yún)^(qū)域Ⅰ,并且沿x的正方向射出區(qū)域Ⅰ,帶電粒子經(jīng)過勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅱ后第二次經(jīng)過y軸時(shí)就回到C點(diǎn)(粒子的重力忽略不計(jì)). 求:

          1)钚核反應(yīng)中虧損的質(zhì)量;

          2)第二象限勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E的大小,區(qū)域Ⅰ內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大。

          3)粒子兩次經(jīng)過C的時(shí)間間隔.

          【答案】(1)(2) (3)

          【解析】

          1)衰變過程動(dòng)量守恒:

          Mvmv0,

          由動(dòng)能

          EUMv2

          Eαmv02

          EU=Eα

          質(zhì)量虧損放出的能量

          ΔEΔmc2

          ΔEEUEαEγ

          所以

          2)帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng).

          y方向勻速直線運(yùn)動(dòng):

          ,

          x方向勻變速直線運(yùn)動(dòng):

          消除t得:

          帶電粒子到達(dá)C點(diǎn)的水平分速度為

          。

          粒子進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ的速度

          方向與x軸正向成450

          粒子進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅰ做勻速圓周運(yùn)動(dòng),作圖如圖所示:

          對(duì)應(yīng)的圓心角為45°求得半徑為

          由洛倫茲力充當(dāng)向心力:

          可解得:

          3

          粒子要回到C位置,那么粒子在磁場(chǎng)Ⅱ的軌跡如圖所示,直徑關(guān)于C點(diǎn)對(duì)稱,所以粒子在磁場(chǎng)區(qū)域Ⅱ做勻速圓周的半徑為:

          粒子在磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ運(yùn)動(dòng)時(shí)間:

          ,

          粒子在真空區(qū)域MP的運(yùn)動(dòng)時(shí)間:

          粒子在磁場(chǎng)區(qū)域Ⅱ運(yùn)動(dòng)時(shí)間:

          練習(xí)冊(cè)系列答案
          相關(guān)習(xí)題

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          【題目】蹦極是一項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng)。某人(視為質(zhì)點(diǎn))身系彈性繩自高空P點(diǎn)自由下落,如圖所示。圖中a點(diǎn)是彈性繩的原長位置,c是人所到達(dá)的最低點(diǎn),b是人靜止懸吊著時(shí)的平衡位置,人在從P點(diǎn)落下到最低點(diǎn)c的過程中

          A. ab段,人處于失重狀態(tài)

          B. a點(diǎn)人的速度最大

          C. bc段,人處于失重狀態(tài)

          D. c點(diǎn),人的速度為零,加速度也為零

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          【題目】火星是太陽的類地行星,直徑約為地球的53%,質(zhì)量為地球的11%,地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的半長軸記作1天文單位,火星繞太陽運(yùn)動(dòng)的半長軸152天文單位。火衛(wèi)一是火星的天然衛(wèi)星。下列說法正確的是

          A. 月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度比地球同步衛(wèi)星的線速度大

          B. 地球表面附近的近地衛(wèi)星向心加速度是火星表面附近的近地衛(wèi)星向心加速度的5

          C. 火星繞太陽公轉(zhuǎn)一周約為地球公轉(zhuǎn)時(shí)間的兩倍

          D. 月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R1,周期為T1,火衛(wèi)一"繞火星做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R2,周期為T2,則

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          【題目】一電流表的滿偏電流Ig=1mA,內(nèi)阻為200Ω。下列說法正確的是(  )

          A.要把它改裝成一個(gè)量程為0.5A的電流表,則應(yīng)在電流表上串聯(lián)一個(gè)約為0.4Ω的電阻

          B.要把它改裝成一個(gè)量程為0.5A的電流表,則應(yīng)在電流表上并聯(lián)一個(gè)約為0.4Ω的電阻

          C.要把它改裝成一個(gè)量程為3V的電壓表,則應(yīng)在電流表上串聯(lián)一個(gè)2000Ω的電阻

          D.要把它改裝成一個(gè)量程為3V的電壓表,則應(yīng)在電流表上并聯(lián)一個(gè)2000Ω的電阻

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          【題目】彈珠游戲在孩子們中間很受歡迎,有很多種玩法,其中一種玩法就是比距離,模型如圖所示,用內(nèi)壁光滑的薄壁細(xì)圓管彎成的由半圓形APB(圓半徑比細(xì)管的內(nèi)徑大得多)和光滑直管BC組成的軌道固定在水平桌面上,已知APB部分的半徑R1.0 m,BC段長L11.5m。彈射裝置將一個(gè)質(zhì)量m=100g小球(可視為質(zhì)點(diǎn))v08m/s的水平初速度從A點(diǎn)彈入軌道,小球從C點(diǎn)離開軌道隨即進(jìn)入長L2=2mμ=0.1的粗糙水平地面(圖上對(duì)應(yīng)為CD),最后通過光滑軌道DE,從E點(diǎn)水平射出,已知E距離地面的高度為h=1m,不計(jì)空氣阻力。求:

          1)小球在半圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的角速度ω和到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對(duì)圓管的壓力;

          2)若小球能從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn),則小球進(jìn)入A點(diǎn)的速度至少為多大;

          3)若E點(diǎn)的高度h可以調(diào)節(jié),小球仍以v08m/sA進(jìn)入,當(dāng)h多高時(shí),水平射程x最大,并求出這個(gè)最大值.

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          【題目】一輛汽車在教練場(chǎng)上沿平直道路行駛,以x表示它相對(duì)出發(fā)點(diǎn)的位移.汽車在0~40s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的x-t圖像如圖所示.則汽車

          A.10s~20s內(nèi)做勻速運(yùn)動(dòng)

          B.10s內(nèi)速率是后20s內(nèi)速率的兩倍

          C.10s內(nèi)與后20s內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向相同

          D.始終沿同一方向運(yùn)動(dòng)

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          【題目】如圖所示,帶有擋板的光滑斜面固定在水平地面上,斜面的傾角為。質(zhì)量均為1kgAB兩物體用輕彈簧拴在一起,彈簧的勁度系數(shù)為5N/cm,質(zhì)量為2kg的物體C用細(xì)線通過光滑的輕質(zhì)定滑輪與物體B連接。開始時(shí)A、B均靜止在斜面上,A緊靠在擋板處,用手托住C,使細(xì)線剛好被拉直。現(xiàn)把手拿開,讓C由靜止開始運(yùn)動(dòng),從C開始運(yùn)動(dòng)到A剛要離開擋板的過程中,下列說法正確的是( )(取g=10m/s2

          A.初狀態(tài)彈簧的壓縮量為1cm

          B.末狀態(tài)彈簧的伸長量為1cm

          C.物體B、C與地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

          D.物體C克服繩的拉力所做的功為0.2J

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          【題目】一個(gè)單擺懸掛在小車上,隨小車沿斜面下滑。圖中虛線垂直于斜面,虛線平行于斜面,虛線是豎直方向。下列說法中正確的是

          A.如果斜面是光滑的,擺線將與虛線重合

          B.如果斜面是粗糙的,擺線可能與虛線重合

          C.如果斜面粗糙且μ<tanθ,擺線將位于①③之間

          D.如果斜面粗糙且μ>tanθ,擺線將位于②③之間

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          【題目】20127月,一個(gè)國際研究小組借助于智利的甚大望遠(yuǎn)鏡,觀測(cè)到了一組雙星系統(tǒng),它們繞兩者連線上的某點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動(dòng),如圖所示.此雙星系統(tǒng)中體積較小成員能吸食另一顆體積較大星體表面物質(zhì),達(dá)到質(zhì)量轉(zhuǎn)移的目的,假設(shè)在演變的過程中兩者球心之間的距離保持不變,則在最初演變的過程中( 。

          A. 它們做圓周運(yùn)動(dòng)的萬有引力保持不變

          B. 它們做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度不斷變大

          C. 體積較大星體圓周運(yùn)動(dòng)軌跡半徑變大,線速度也變大

          D. 體積較大星體圓周運(yùn)動(dòng)軌跡半徑變大,線速度變小

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          同步練習(xí)冊(cè)答案