题目内容
【题目】如图所示,圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场,三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c,以不同速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场,其运动轨迹如图.若带电粒子只受磁场力作用,则下列说法正确的是( )
A. a粒子动能最大
B. c粒子速率最大
C. c粒子在磁场中运动时间最长
D. 它们做圆周运动的周期相同
【答案】BD
【解析】AB、粒子在磁场中做匀速圆周运动时,由洛伦兹力提供向心力,根据,可得:,则可知三个带电粒子的质量、电荷量相同,在同一个磁场中,当速度越大时、轨道半径越大,则由图知,a粒子的轨迹半径最小,c粒子的轨迹半径最大,则a粒子速率最小,a粒子动能最小,c粒子速率最大,故A错误,B正确;
CD、三个带电粒子的质量和电荷量都相同,由粒子运动的周期及,θ是粒子轨迹对应的圆心角,也等于速度的偏转角,可知,三粒子运动的周期相同,即,由图知,a在磁场中运动的偏转角最大,运动的时间最长,c在磁场中运动的偏转角最小,c粒子在磁场中运动时间最短,故D正确,C错误;
故选BD。
【题目】某兴趣小组设计了一个寻求碰撞前后不变量的实验。实验器材有:打点计时器、低压交流电源(f=50Hz)、纸带、刻度尺、表面光滑的平直金属轨道、带撞针的小车甲、带橡皮泥的小车乙、天平。
该小组实验的主要步骤有:
A用天平测出甲的质量m甲=0.50kg,乙的质量m乙=0.25kg
B.更换纸带重复操作三次
C.接通电源,并给甲车一定的初速度v甲
D.将平直轨道放在水平桌面上,在其一端固定打点计时器,连接电源
E.将小车甲靠近打点计时器放置,在车后固定纸带,将小车乙静止地放在平直轨道中间位置
(1)上述实验步骤合理的顺序为A_________,(补充完整)
(2)从打下的纸带中,选取比较理想的一条,如下图所示,请补充完成下表(均保留两位有效数字)
甲车 | 乙车 | 甲乙整体 | |
m/kg | 0.50 | 0.25 | 0.75 |
v/(m/s) | 3.0 | 0 | ______ |
6.0 | 0 | 2.7 | |
mv | 1.5 | 0 | ______ |
mv2 | 4.5 | 0 | 3.0 |
(3)根据以上数据寻找出碰撞前后不变量的表达式为_____________________.