如图所示,半径为R的半圆形区域内分布着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,半圆的左边垂直x轴放置一粒子发射装置,在-R≤y≤R的区间内各处均沿x轴正方向同时发射出一个带正电粒子,粒子质量均为m、电荷量均为q、初速度均为v,重力及粒子间的相互作用均忽略不计,所有粒子都能到达y轴,其中最后到达y轴的粒子比最先到达y轴的粒子晚△t时间,
A. 磁场区域半径R应满足
B. 有些粒子可能到达y轴上相同的位置
C. ,其中角度θ的弧度值满足
D.
【答案】BC
【解析】粒子在磁场中的运动图像如图:
A项,如图,若沿x轴入射磁场的粒子要打到y轴上,要求粒子在磁场中的运动半径 ,故A项错误。
B项,由图可知,发生偏转的粒子也有可能打在y=R的位置上,故B正确
C、D项,只考虑方向分运动,在磁场中粒子做匀速圆周运动,速率不变,速度方向偏转,所以在磁场中运动路程越长,打到y轴所需时间越长,
,即沿x轴入射磁场的粒子最后到达y轴,而
处的粒子最先到达y轴,所需时间 ,所以
,如图几何关系
,故C项正确,D项错误。
故选BC
【题型】多选题
【结束】
8
如图(1)所示螺旋测微器的读数为8.870mm,则A、B处应标的数字分别为_______和________;如图(2)所示游标卡尺的读数为_________cm。
如图所示,曲线I是一颗绕地球做圆周运动卫星轨道的示意图,其半径为R;曲线II是一颗绕地球椭圆运动卫星轨道的示意图,O点为地球球心,,AB为椭圆的长轴,两轨道和地心都在同一平面内,已知在两轨道上运动的卫星的周期相等,万有引力常量为G,地球质量为M,下列说法正确的是( )
A. 椭圆轨道的长轴长度为R
B. 卫星在I 轨道的速率为v0,卫星在II轨道B点的速率为vB,则
C. 卫星在I轨道的加速度大小为a0,卫星在II轨道A点加速度大小为aA,则
D. 若OA=0.5R,则卫星在B点的速率
【答案】BC
【解析】A项,根据开普勒第三定律可知椭圆轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个常数,由于两轨道上运动的卫星周期相等,所以轨道Ⅰ的半径和轨道Ⅱ的半长轴相等,所以AB的长度为2R,故A项错误。
B项,设两轨道的靠下的交点为C,在此点两个卫星受到的向心力大小相等,轨道I的万有引力提供了向心力,而轨道II是椭圆所以万有引力的一部分提供了向心力,根据 知在此点,轨道I上的速度大于轨道II上的速度,在轨道II上从C点运动到B点做离心运动,万有引力做负功,所以动能减小,速度减小,所以
,故B正确;
C项,两卫星都是由万有引力提供向心力,根据可知离地心越远,加速度越小,卫星1离地心的距离比卫星2在A点离地心的距离远,所以有
,故C项正确。
D项,由A项分析可知AB=2R,因为OA=0.5R,所以OB=1.5R,设绕地球做匀速圆周运动,且半径为1.5R的卫星的速度为v,则有 ,根据万有引力提供向心力有
,解得
,所以
,故D错误;
故选BC
【题型】多选题
【结束】
7
如图所示,半径为R的半圆形区域内分布着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,半圆的左边垂直x轴放置一粒子发射装置,在-R≤y≤R的区间内各处均沿x轴正方向同时发射出一个带正电粒子,粒子质量均为m、电荷量均为q、初速度均为v,重力及粒子间的相互作用均忽略不计,所有粒子都能到达y轴,其中最后到达y轴的粒子比最先到达y轴的粒子晚△t时间,
A. 磁场区域半径R应满足
B. 有些粒子可能到达y轴上相同的位置
C. ,其中角度θ的弧度值满足
D.
如图所示,两个带等量正电的点电荷分别位于x轴上的P、Q两点,其位置关于坐标原点O对称,圆弧曲线是一个以O点为圆心的半圆,c点为半圆与y轴的交点,a,b两点为一平行于x轴的直线与半圆的交点,下列说法正确的是
A. a,b两点的场强相同
B. a,b两点的电势相同
C. 将一个正电荷q沿着圆弧从a点经c点移到b点,电势能先增加后减小
D. 将一个正电荷q放在半圆上任一点,两电荷对q的作用力大小分别是F1、F2,则为一定值
【答案】BD
【解析】:等量同种正电荷电场线和等势面的分布图如图所示,
A、电场强度的方向沿电场线的切线方向,由图可以知道,a,b两点的场强大小相等、方向不同,场强不同.故A错误;
B、根据等量同种电荷的电场分布的对称性知,a点的电势等于b.所以B选项是正确的;
C、将一个正电荷q沿着圆弧从a点经c点移到b点,电场力先做正功,后做负功,故电势能先减小后增加,故C错误;
D、设圆直径为d,将一个正电荷q放在半圆上任一点,设该点到a的距离为 ,到b的距离为
,则由勾股定理得
:两电荷对q的作用力大小分别是
、
,则由库仑定律得:
,
所以 ,为定值.所以D选项是正确的.
故选BD
点睛:根据等量同号电荷的电场分布图,可以知道各点的电势高低和场强大小;由电场力做功情况可以知道电势能的大小;根据库仑定律推导的值.
【题型】多选题
【结束】
6
如图所示,曲线I是一颗绕地球做圆周运动卫星轨道的示意图,其半径为R;曲线II是一颗绕地球椭圆运动卫星轨道的示意图,O点为地球球心,,AB为椭圆的长轴,两轨道和地心都在同一平面内,已知在两轨道上运动的卫星的周期相等,万有引力常量为G,地球质量为M,下列说法正确的是( )
A. 椭圆轨道的长轴长度为R
B. 卫星在I 轨道的速率为v0,卫星在II轨道B点的速率为vB,则
C. 卫星在I轨道的加速度大小为a0,卫星在II轨道A点加速度大小为aA,则
D. 若OA=0.5R,则卫星在B点的速率
如图所示,竖直平面内有一半圆槽,A、C等高,B为圆槽最低点,小球从A点正上方O点静止释放,从A点切入圆槽,刚好能运动至C点。设球在AB段和BC段运动过程中,运动时间分别为t1、t2,合外力的冲量大小为I1、I2,则( )
A. B.
C.
D.
【答案】C
【解析】AB、小球刚开始自由落体,到达C点速度大小为零,由受力分析小球在BC阶段一直减速,则小球在AB阶段平均速率大于BC阶段,两段弧长相等,所以 故A B选项错误
CD、沿圆心方向的合力与速度垂直,动量变化为零,AB段平均速率大于BC段平均速率,说明切线方向上AB段速度变化较大,根据动量定理,合外力的冲量等于动量的变化,所以合外力的冲量大小为,所以C选项是正确的,D错误.
故选C
点睛:从A到C速度越来越小,AB段平均速率大于BC段平均速率,两段路程相等,从而可比较时间;根据动量定理,合外力的冲量等于动量的变化,从而比较合外力的冲量大小.
【题型】单选题
【结束】
5
如图所示,两个带等量正电的点电荷分别位于x轴上的P、Q两点,其位置关于坐标原点O对称,圆弧曲线是一个以O点为圆心的半圆,c点为半圆与y轴的交点,a,b两点为一平行于x轴的直线与半圆的交点,下列说法正确的是
A. a,b两点的场强相同
B. a,b两点的电势相同
C. 将一个正电荷q沿着圆弧从a点经c点移到b点,电势能先增加后减小
D. 将一个正电荷q放在半圆上任一点,两电荷对q的作用力大小分别是F1、F2,则为一定值
如图所示,竖直平面内有一半圆槽,A、C等高,B为圆槽最低点,小球从A点正上方O点静止释放,从A点切入圆槽,刚好能运动至C点。设球在AB段和BC段运动过程中,运动时间分别为t1、t2,合外力的冲量大小为I1、I2,则( )
A. B.
C.
D.
如图所示,理想变压器的原线圈接有频率为f、电压为U的交流电,副线圈接有光敏电阻R1(光照增强时,光敏电阻阻值减小)、用电器R2,下列说法正确的是( )
A. P位置不动,当光照增强时,变压器的输入功率减小
B. 光照强度不变,当滑动触头P向上滑动时,用电器消耗的功率增大
C. 当f减小时,变压器的输入功率减小
D. P位置不动,光照强度不变,当U增大时,用电器消耗的功率增大