题目内容

【题目】如图所示虚线框MNQP内存在匀强磁场磁场方向垂直纸面向里。abc是三个质量和电荷量都相等的带电粒子它们从PQ边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场图中画出了它们在磁场中的运动轨迹。若不计粒子所受重力( )

A. 粒子a带负电粒子bc带正电

B. 粒子c在磁场中运动的时间最长

C. 粒子c在磁场中的加速度最大

D. 粒子c在磁场中的动量最大

【答案】B

【解析】A项:根据左手定则可知α粒子带正电,b、c粒子带负电,所以选项A错误;

B项:根据得, 即各粒子的周期一样,粒子C的轨迹对应的圆心角最大,所以粒子c在磁场中运动的时间最长,故B正确;

C项:根据公式可得, c在磁场中运动的半径最小,所以速度最小,加速度最小,故C错误;

D项:由C分析可知,c在磁场中的速度最小,由于质量相等,所以c的动量最小,故D错误。

练习册系列答案
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【题目】人类总想追求更快的速度,继上海磁悬浮列车正式运营,又有人提出了新设想“高速飞行列车”,并引起了热议。如图1所示,“高速飞行列车”拟通过搭建真空管道,让列车在管道中运行,利用低真空环境和超声速外形减小空气阻力,通过磁悬浮减小摩擦阻力,最大时速可达4千公里。我们可以用高中物理知识对相关问题做一些讨论,为计算方便,取“高速飞行列车”(以下简称“飞行列车”)的最大速度为v1m=1000m/s;取上海磁悬浮列车的最大速度为v2m=100 m/s;参考上海磁悬浮列车的加速度,设“飞行列车”的最大加速度为a=0.8m/s2

(1)若“飞行列车”在北京和昆明(距离为L=2000km)之间运行,假设列车加速及减速运动时保持加速度大小为最大值,且功率足够大,求从北京直接到达昆明的最短运行时间t

(2)列车高速运行时阻力主要来自于空气阻力,因此我们采用以下简化模型进行估算:设列车所受阻力正比于空气密度、列车迎风面积及列车相对空气运动速率的平方;“飞行列车”与上海磁悬浮列车都采用电磁驱动,可认为二者达到最大速度时功率相同,且外形相同。在上述简化条件下,求在“飞行列车”的真空轨道中空气的密度与磁悬浮列车运行环境中空气密度的比值。

(3)若设计一条线路让“飞行列车”沿赤道穿过非洲大陆,如图2所示,甲站在非洲大陆的东海岸,乙站在非洲大陆的西海岸,分别将列车停靠在站台、从甲站驶向乙站(以最大速度)、从乙站驶向甲站(以最大速度)三种情况中,车内乘客对座椅压力的大小记为F1F2F3,请通过必要的计算将F1F2F3按大小排序。(已知地球赤道长度约为4×104km,一天的时间取86000s)

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