(单选题)某同学通过以下步骤测出了从一定髙度落下的排球对地面的冲击力:将一张白纸铺在水平地面上,把排球在水里弄湿,然后让排球从规定的高度自由落下,并在白纸上留下 球的水印.再将印有水印的白纸铺在台秤上,将球放在纸上的水印中心,缓慢地向下压球,使排球与纸接触部分逐渐发生形变直至刚好遮住水印,记下此时台秤的示数,然后 根据台秤的示数算出冲击力的最大值.该同学所用的研究方法(或思想)是( )
A.
等效替代
B.
极限思想
C.
比值定义
D.
理想化模型
知识点:研究方法
A
解:通过白纸上的球的印迹,来确定球发生的形变的大小,从而可以把不容易测量的一次冲击力用球形变量的大小来表示出来,在通过台秤来测量相同的形变时受到的力的大小,这是用来等效替代的方法.故A正确.
故选A
(单选题)风速仪的简易装置如图(甲),风杯在风力作用下带动与其固定在一起的永磁铁转动,线圈中的感应电流随风速的变化而变化.风速为v1时,测得线圈中的感应电流随时间变化的关系如图(乙):若风速变为v2,且v2<v1则感应电流的峰值I∞和周期T的变化情况是( )
A.
I∞变小,T变小
B.
I∞变小,T变大
C.
I∞变大,T变小
D.
I∞变大,T变大
知识点:法拉第电磁感应定律
B
解:根据EM=NBSω,可知当转速变小时,则最大感应电动势也变小,所以感应电流也变小;
根据转速与周期成反比,可知,当转速变小时,则周期变大.故B正确,ACD错误;
故选:B
(单选题)一带电小球在电场中仅在电场力作用下,从A点运动到B点,速度大小随时间变化的图象如图所示,t1、t2分别是带电小球在A、B两点对应的时刻,则下列说法中正确的有( )
A.
A处的场强一定大于B处的场强
B.
A处的电势一定高于B处的电势
C.
带电小球在A处的电势能一定小于B处的电势能
D.
带电小球从A到B的过程中,电场力一定对电荷做正功
知识点:带电粒子在电场中的运动
D
解:A、v﹣t图象的斜率等于加速度,由v﹣t图象看出,质点做加速度增大的加速运动,而质点在电场中仅受电场力作用,则知电场力增大,说明电场强度增大,即有A处的场强一定小于B处的场强.故A错误.
B、由于电荷的电性未知,不能判断电场线的方向,也就无法判断电势的高低.故B错误.
C、质点的动能增大,由能量守恒定律得知,其电势能一定减小,则有电荷在A处的电势能一定大于在B处的电势能.故C错误.
D、质点的动能增大,由动能定理得知,电场力一定对电荷做正功.故D正确.
故选D
(单选题)(2011•渭南一模)如图所示,相距为d的两平行金属板水平放置,开始开关S1和S2均闭合使平行板电容器带电.板间存在垂直纸面向里的匀强磁场.一个带电粒子恰能以水平速度v向右匀速通过两板间.在以下方法中,有可能使带电粒子仍能匀速通过两板的是(不考虑带电粒子所受重力)( )
A.
保持S1和S2均闭合,减小两板间距离,同时减小粒子射入的速率
B.
保持S1和S2均闭合,将R1、R3均调大一些,同时减小板间的磁感应强度
C.
把开关S2断开,增大两板间的距离,同时减小板间的磁感应强度
D.
把开关S1断开,增大板间的磁感应强度,同时减小粒子入射的速率
知识点:法拉第电磁感应定律
B
解:A、保持S1和S2均闭合,减小两板间距离,电场强度增大,电场力增大,减小粒子的入射速率,根据F=qvB,知洛伦兹力减小,两力不再平衡,不能做匀速直线运动.故A错误.
B、保持S1和S2均闭合,将R1、R3均调大一些,R2两端的电压变小,电容器两端的电压变小,电场强度变小,电场力变小.减小板间的磁感应强度,根据F=qvB,知洛伦兹力减小,两力还可能平衡.故B正确.
C、把开关S2断开,增大两板间的距离,电容器带电量不变,根据C=,C=,E=,知电场强度不变,减小磁感应强度,洛伦兹力减小,两力不再平衡.故C错误.
D、把开关S1断开,电容器会放电,电场强度变为0,电场力为0,所以不再平衡.故D错误.
故选B.
(单选题)2013年2月26日,在埃及旅游城市卢克索,一个载有21人热气球原本静止在地面即将升空,由于两个乘客发现危险跳出篮筐,致使减轻负重的热气球立即以1m/s2的加速度匀加速上升,最终在上空爆炸后坠毁.若人坠地的致命速度为m/s,则篮筐内其余乘客至多应在气球升空后多长时间内必须翻出篮筐?(设人同时翻出,不计人翻出时与篮筐间的相对速度和人所受的空气阻力,取g=10m/s2)( )
A.
1s
B.
2s
C.
3s
D.
4s
知识点:匀变速直线运动
C
解:令气球升空后t秒内人必须翻出篮筐,则此时气球的速度为v=at,气球上升的距离为h=
对于人离开气球后做匀变速直线运动,根据速度位移关系有:
代入数据得:
代入a=1m/s2,g=10m/s2可解得t=3s.
故选C.
(多选题)(2013•枣庄一模)据中新社北京2月26日电,中国军队2013年将举行近 40场军事演习,以提高信息化条件下威慑和实战能力.若在某次军事演习中,某空降兵从悬停在空中的直升飞 机上跳下,从跳离飞机到落地的过程中沿竖直方向运动 的v﹣t图象如图所示,則下列说法正确的是( )
A.
0﹣10s内空降兵运动的加速度越来越大
B.
O﹣10 s内空降兵和降落伞整体所受重力大于空气阻力
C.
10 s﹣15 s内空降兵和降落伞整体所受的空气阻力越来越小
D.
10 s﹣15s内空降兵处于失重状态
知识点:物体的超重与失重
BC
解:A、v﹣t图象中,图线上某点的切线的斜率表示该时刻加速度,故0﹣10s内空降兵运动的加速度越来越小,故A错误;
B、O﹣10 s内空降兵和降落伞做加速运动,故整体所受重力大于空气阻力,故B正确;
C、10s末~15s末速度向下做加速度不断减小的减速直线运动,加速度向上,根据牛顿第二定律,有
f﹣mg=ma,由于a不断减小,故f不断减小,故C正确;
D、10 s﹣15s内空降兵向下做加速度不断减小的减速直线运动,加速度向上,是超重,故D错误;
故选BC.
(多选题)(2013•枣庄一模)设想我国宇航员随“嫦娥”号登月飞船贴近月球表面做匀速圆周运动,宇航员测出飞船绕行n圈所用的时间为t,登月后,宇航员利用身边的弹簧测力计测出质量为m的物体重 力为G,.已知引力常量为G1根据以上信息可得到( )
A.
月球的密度
B.
月球的半径
C.
飞船的质量
D.
飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的速度
知识点:万有引力定律
ABD
解:A、设月球的半径为R,月球的质量为M,
g= ①
=mg=mR()2 ②
宇航员测出飞船绕行n圈所用的时间为t,T=③
由①②③两式得,R=,故B正确
M=.
根据ρ=可以求得密度,故A正确
C、根据万有引力提供向心力,列出等式中消去飞船的质量,所以无法求出飞船的质量,故C错误
D、根据v=可以求得表面附近绕月球做匀速圆周运动的速度,故D正确
故选ABD.
(多选题)(2013•枣庄一模)如图甲所示,abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框,金属线框的质量为m,电阻为R0在金属线框的下方有一匀强磁场区域,MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界,并与 线框的bc边平行,磁场方向垂直于线框平面向里.现使金属线框从MN上方某一髙度处由 静止开始下落,如图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的v﹣t图象,图象中内均为已知量.重力加速度为g不计空气阻力.下列说法正确的是( )
A.
金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿adcba方向
B.
金属线框的边长为v1(t2﹣t1)
C.
磁场的磁感应强度为
D.
金属线框在O﹣t4的时间内所产生的热量为mgv1(t2﹣t1)+m(v﹣v)
知识点:法拉第电磁感应定律
BC
解:A、金属线框刚进入磁场时,根据楞次定律判断可知,感应电流方向沿abcda方向.故A错误.
B、由图象可知,金属框进入磁场过程中是做匀速直线运动,速度为v1,运动时间为t2﹣t1所以金属框的边长:l=v1(t2﹣t1).故B正确.
C、在金属框进入磁场的过程中,金属框所受安培力等于重力:
mg=BIl
I=
又l=v1(t2﹣t1).
联立解得:B=.故C正确.
D、金属框在进入磁场过程中金属框产生的热为Q1,重力对其做正功,安培力对其做负功,由能量守恒定律得:
Q1=mgl=mgv1(t2﹣t1)
金属框在离开磁场过程中金属框产生的热为Q2,重力对其做正功,安培力对其做负功,由能量守恒定律得:
故Q总=Q1+Q2=2mgv1(t2﹣t1)+.故D错误.
故选BC
(多选题)(2013•浦东新区一模)如图(a)所示,A、B为钉在光滑水平面上的两根铁钉,小球C用细绳拴在铁钉B上(细绳能承受足够大的拉力),A、B、C、在同一直线上.t=0时,给小球一个垂直于绳的速度,使小球绕着两根铁钉在水平面上做圆周运动.在0≤t≤10s时间内,细绳的拉力随时间变化的规律如图(b)所示,则下列说法中正确的有( )
A.
两钉子间的距离为绳长的1/6
B.
t=10.5s时细绳拉力的大小为6N
C.
t=14s时细绳拉力的大小为10N
D.
细绳第三次碰钉子到第四次碰钉子的时间间隔为3s
知识点:圆周运动
ABD
解:A、0~6s内绳子的拉力不变,知,6~10s内拉力大小不变,知,因为,则,两钉子之间的间距.故A正确.
B、第一个半圈经历的时间为6s,则,则第二个半圈的时间,则t=10.5s时,小球在转第二个半圈,则绳子的拉力为6N.故B正确.
C、小球转第三个半圈的时间,则t=14s时,小球转动的半径,根据,则拉力变为原来的倍,大小为7.5N.故C错误.
D、细绳每跟钉子碰撞一次,转动半圈的时间少,则细绳第三次碰钉子到第四次碰钉子的时间间隔△t═6﹣3×1=3s.故D正确.
故选ABD.
为了探究物体做功与物体速度变化的关系,现提供如图所示的器材,A为小车,连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔,它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上,C为力传感器,不计绳与滑轮的摩擦实验时,先接通电源再松开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点.该同学在一条比较理想的纸带上,从点迹清楚的某点开始记为0点,顺次选取5个
点,分别测量这5个点到0之间的距离,并计算出它们与0点之间的速度平方差△v2(△v2=v2﹣v02),填入下表:
点迹
S/cm
△V2/m2•s﹣2
0
/
/
1
1.60
0.04
2
3.60
0.09
3
6.00
0.15
4
7.00
0.18
5
9.20
0.23
(1)请以△v2为纵坐标,以s为横坐标在方格纸中作出△v2﹣s图象.
(2)若测出小车质量为0.2kg,结合图象可求得小车所受合外力的大小为 N.
(3)若该同学通过计算发现小车所受合外力小于力传感器读数,明显超出实验误差的正常范围.你认为主要原因是 .
知识点:测定匀变速直线运动的加速度
(1)如图所示;(2)0.25;(3)未平衡摩擦力;
解:(1)根据描点法作出图象,如图所示:
(2)由动能定理可得:W=Fx=mv2﹣mv02=m(v2﹣v02)
△v2=
则可知图象的斜率等于,由图可知,图象的斜率为2.5;合外力F=0.25N;
(3)实验中是将物体的重力充当了小车的拉力,由于小车受到桌面的摩擦力,故会使合力小于物体的重力,造成较大的误差,故应未平衡摩擦力(或小车受到的摩擦阻力的影响).措施是把木板不带定滑轮的那一端适当垫高,以平衡摩擦力.
(2012•莆田模拟)某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中,正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图所示,则它们的读数值依次是 、 、 .
①已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0~10Ω,电流表内阻约几欧,电压表内阻约20kΩ.电源为干电池(不宜在长时间、大功率状况下使用),电动势E=4.5V,内阻很小.则以下电路图中 (填电路图2中的字母代号)电路为本次实验应当采用的最佳电路.但用此最佳电路测量的结果仍然会比真实值偏 .
②若已知实验所用的电流表内阻的准确值RA=2.0Ω,则准确测量金属丝电阻Rx的最佳电路应是上图中的 电路(填电路图下的字母代号).此时测得电流为I、电压为U,则金属丝电阻Rx= ( 用题中字母代号表示).
知识点:测定金属的电阻率
A,小,B,﹣RA
解:螺旋测微器先读固定部分为0.5mm,可动部分可估读为49.6~49.7,故总示数为:0.5+49.7×0.01mm=0.997mm;
电流表量程为0.6A,则最小刻度为0.02;指针所示为0.42A;
电流表量程为3V,最小刻度为0.1V,则指针指数超过2.25,故可估读为:2.25~2.28V;
故答案为:0.996~0.999mm、0.42A、2.25~2.28V.
①因电源不能在大功率下长时间运行,则本实验应采用限流接法;同时电压表内阻较大,由以上读数可知,待测电阻的内阻约为5Ω,故采用电流表外接法误差较小;在实验中电压表示数准确,但电流测量的是干路电流,故电流表示数偏大,则由欧姆定律得出的结果偏小;
②因已知电流表准确值,则可以利用电流表内接法准确求出待测电阻;故应选B电路;待测电阻及电流表总电阻R=,则待测电阻RX=R﹣RA;
(2013•宿迁一模)下列四幅图的有关说法中正确的是( )
( )
A.
分子间距离为r0时,分子间不存在引力和斥力
B.
水面上的单分子油膜,在测量油膜直径d大小时可把他们当做球形处理
C.
食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布,具有空间上的周期性
D.
猛推木质推杆,密闭的气体温度升高,压强变大,气体对外界做正功
知识点:分子间的作用力
BC
解:A、分子间同时存在引力和斥力,分子间距离为r0时,分子力的合力为零,故A错误;
B、从B图看出,水面上的单分子油膜,在测量油膜直径d大小时可把它们当做球形处理,故B正确;
C、从C图可以看出,食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布,具有空间上的周期性,故C正确;
D、猛推木质推杆,密闭的气体温度升高,压强变大,外界对气体做正功,故D错误;
故选BC.
(2008•上海模拟)已知某物质摩尔质量为M,密度为ρ,阿伏加德罗常数为NA,则该物质的分子质量为 ,单位体积的分子数为 .
知识点:估测分子的大小
;NA
解:每个分子的质量m=.单位体积的质量等于单位体积乘以密度,质量除以摩尔质量等于摩尔数,所以单位体积所含的分子数n=NA;
(2013•宿迁一模)如图,一定质量的理想气体从状态A经等容过程变化到状态B,此过程中气体吸收的热量Q=6.0×102J,求:
①该气体在状态A时的压强;
②该气体从状态A到状态B过程中内能的增量.
知识点:理想气体的状态方程
见解析
解:(1)选取A的状态为初状态B的状态为末状态,由查理定律:
解得:Pa
(2)气体从状态A到状态B过程中体积不变,对外做功为0,根据热力学第一定律,气体内能的增量:
△E=W+Q=6.0×102J
答:气体在状态A时的压强8.0×104;气体内能的增量6.0×102.
(2013•宿迁一模)下列四幅图的有关说法中正确的是 ( )
A.
由两个简谐运动的图象可知:它们的相位差为或者π
B.
当球与横梁之间存在摩擦的情况下,球的振动不是简谐运动
C.
频率相同的两列波叠加时,某些区域的振动加强,某些区域的振动减弱
D.
当简谐波向右传播时,质点A此时的速度沿y轴正方向
知识点:简谐运动
BC
解:A、根据数学知识得知,两个简谐运动的图象的相位差为(n•2π+)(n=0,1,2…);故A错误.
B、当球与横梁之间存在摩擦的情况下,球的振动做的是阻尼振动,振幅不断减小,做的不是简谐运动;故B正确.
C、频率相同的两列波叠加时,能产生稳定的干涉现象,某些区域的振动加强,某些区域的振动减弱;故C正确.
D、当简谐波向右传播时,波形向右平移,则得质点A此时的速度沿y轴负方向.故D错误.
故选BC
1905年爱因斯坦提出的狭义相对论是以狭义相对性原理和 这两条基本假设为前提的;在相对于地面以0.8c运动的光火箭上的人观测到地面上的生命进程比火箭上的生命进程要 (填快或慢).
知识点:相对论
光速不变原理,慢.
解:狭义相对论是以相对性原理和光速不变原理为依据的;
根据狭义相对论的运动延迟效应,相对于地面以0.8c运动的光火箭上的人观测到地面上的生命进程比火箭上的生命进程要慢;
如图所示,△ABC为等腰直角三棱镜的横截面,∠C=90°,一束激光a沿平行于AB边射入棱镜,经一次折射后射到BC边时,刚好能发生全反射,求该棱镜的折射率n和棱镜中的光速.
知识点:光的折射
见解析
解:①如图,,又n=,
C+α=90°,得:
②v=×108m/s.
答:棱镜的折射率为,在棱镜中的速度为.
(2013•枣庄一模)下列说法正确的是( )
A.
某放射性元素经过19天后,余下的该元素的质量为原来的,则该元素的半衰期为 3.8天
B.
a粒子散射实验说明原子核内部具有复杂结构
C.
对放射性物质施加压力,其半衰期将减少
D.
氢原子从定态n=3跃迁到定态n=2,再跃迁到定态n=1,则后一次跃迁辐射的光子 波长;比前一次的要短.
知识点:放射性元素的衰变
AD
解:A、某放射性元素经过19天后,余下的该元素的质量为原来的,知经过了5个半衰期,则元素的半衰期为3.8天.故A正确.
B、a粒子散射实验说明了原子的核式结构模型,未涉及到原子核内部结构.故B错误.
C、对放射性物质施加压力,半衰期不变.故C错误.
D、氢原子从定态n=3跃迁到定态n=2,再跃迁到定态n=1,由于n=3和n=2之间的能级差小于n=2和n=1之间的能级差,则后一次辐射的光子能量大,频率大,波长短.故D正确.
故选AD.
光电效应和 都证明光具有粒子性, 提出实物粒子也具有波动性.
知识点:光电效应
康普顿效应,德布罗意
解:物体在光的照射下发射出电子的现象叫光电效应,根据爱因斯坦光子说的理论可知,光电效应说明了光具有粒子性.康普顿效应也揭示了光具有粒子性.
而德布罗意波长,λ=,可知,实物粒子具有波动性.
(2013•枣庄一模)如图所示,水平光滑地面上依次放置着质量m=0.08kg的10块完全相同的长直木 板.质量M=1.0kg、大小可忽略的小铜块以初速度v0=6.O m/s从长木板左端滑上木 板,当铜块滑离第一块木板时,速度大小为v1=4.0m/S.铜块最终停在第二块木板上. 取g=10m/s2,结果保留两位有效数字.求:
①第一块木板的最终速度
②铜块的最终速度.
知识点:动量守恒定律
见解析
解:①铜块和10个长木板在水平方向不受外力,所以系统动量守恒.
设铜块滑动第二块木板时,第一块木板的最终速度为v2,由动量守恒定律得,
Mv0=Mv1+10mv2
解得v2=2.5m/s.
②由题可知,铜块最终停在第二块木板上,设铜块的最终速度为v3,由动量守恒定律得:
Mv1+9mv2=(M+9m)v3
解得:v3=3.4m/s.
答:(1)第一块木板的最终速度为2.5m/s.
(2)铜块的最终速度为3.4m/s.
如图所示,质量m=1kg的小物体从倾角θ=37°的光滑斜面上A点静止开始下滑,经过B点后进入粗糙水平面(经过B点时速度大小不变而方向变为水平).AB=3m.试求:
(1)小物体从A点开始运动到停止的时间t=2.2s,则小物体与地面间的动摩擦因数μ多大?
(2)若在小物体上始终施加一个水平向左的恒力F,发现当F=F0时,小物体恰能从A点静止出发,沿ABC到达水平面上的C点停止,BC=7.6m.求F0的大小.
(3)某同学根据(2)问的结果,得到如下判断:“当F≥F0时,小物体一定能从A点静止出发,沿ABC到达C点.”这一观点是否有疏漏,若有,请对F的范围予以补充.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
知识点:牛顿第二定律
见解析
解:(1)物体在斜面上的加速度a1==gsinθ=6m/s2
物体在斜面上运动中,得t1=1s,
vB=a1t1=6m/s
物体在水平面上的加速度a2=μg,t2=2.2﹣t1=1.2s
vB=a2t2,得μ=0.5
故小物体与地面间的动摩擦因数μ为0.5.
(2)对A到C列动能定理式,其中h为斜面高度,L为斜面水平宽度
mgh+F0(xBC+L)﹣μmgx BC=0
F0=2N
故F0的大小为2N.
(3)有疏漏,F太大物体会离开斜面,而不能沿ABC运动.
临界状态为物体沿斜面运动但与斜面没有弹力,此时F==16.7N
得≥F≥2N故F的范围为N≥F≥2N.
如图(甲)的轮轴,它可以绕垂直于纸面的光滑固定水平轴0转动.轮 上绕有轻质柔软细线,线的一端系一重物,另一端系一质量为m的金属杆.在竖直平 面内有间距为L的足够
长的平行金属导轨PO、HF,在QF之间连接有阻值为R的电 阻,其余电阻不计,磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直.开始时金属杆置于 导轨下端,将质量为M的重物由静止释放,重物最终能匀速下降.运 动过程中金属杆始终与导轨垂直且 接触良好,忽略所有摩擦.(1)重物匀速下降的速度V的大小是 多少?
(2)对一定的磁感应强度B,重物的质量M取不同的值,测出相应的 重物做匀速运动时的速度,可得 出v﹣M实验图线.图(乙)中 画出了磁感应强度分别为B1和B2时的两条实验图线,试根据实验结果计算B1和B2的比值.
(3)若M从静止到匀速的过程中一目下降的高度为h,求这一过程中R上产生的焦耳热.
知识点:法拉第电磁感应定律
见解析
解:(1)金属杆达到匀速运动时,受绳子拉力F、金属杆的重力mg、向下的安培力FA.
则:F=FA+mg ①
其中 F=Mg ②
又对金属杆有:安培力FA=BIL,感应电流I=,感应电动势E=BLv
则得 FA= ③
所以由①②③得 v= ④
(2)由④式可得v﹣M的函数关系式为
v=﹣
结合图线可知,斜率
k=
所以
k1=•s﹣1/kg=1.6m•s﹣1/kg
k2==m•s﹣1/kg=0.9m•s﹣1/kg
故:==
(3)由能量关系,可得R上产生的焦耳热为
Q=(M﹣m)gh﹣(M+m)v2
将v代入可得:
Q=(M﹣m)g[h﹣]
答:
(1)重物匀速下降的速度v的大小是.
(2)B1和B2的比值为3:4.
(3)这一过程中R上产生的焦耳热为(M﹣m)g[h﹣].
如图所示,直线MN下方无磁场,上方空间存在两个匀强磁场,其分界线是半径为R的半圆,两侧的磁场方向相反且垂直于纸面,磁感应强度大小都为B.现有一质量为m、电荷量为q的带负电微粒从P点沿半径方向向左侧射出,最终打到Q点,不计微粒的重力.求:
(1)微粒在磁场中运动的周期;
(2)从P点到Q点,微粒的运动速度大小及运动时间;
(3)若向里磁场是有界的,分布在以O点为圆心、半径为R和2R的两半圆之间的区域,上述微粒仍从P点沿半径方向向左侧射出,且微粒仍能到达Q点,求其速度的最大值.
知识点:磁场对运动电荷的作用力
见解析
解:(1)由qvB=m及T=得:
微粒在磁场中运动的周期 T=.
(2)令n表示带电粒子在磁场中运动时的圆心个数,则
由几何关系可知,微粒运动的轨道半径r应满足:r=Rtan,(n=2,3,4,5,…),
结合(1)可知,v==,(n=2,3,4,5,…);
相应的运动轨迹所对应的圆心角φ满足:
①当n为偶数时,φ=(2π﹣)+=nπ;(n=2,4,6,8,…)
②当n为奇数时,φ=(2π﹣)+=;(n=3,5,7,9,…)
对应的运动时间t满足:
①当n为偶数时,t==,(n=2,4,6,8,…);
②当n为奇数时,t==;(n=3,5,7,9,…)
(3)由几何关系可知,rn+≤2R,(n=2,3,4,5,…);
得:当n=3时,r可取满足条件的最大值,rmax=,
相应的粒子速度vmax=.
相应的运动轨迹如图所示.
答:
(1)微粒在磁场中运动的周期为;
(2)从P点到Q点,微粒的运动速度大小为,(n=2,3,4,5,…);对应的运动时间;①当n为偶数时,t==,(n=2,4,6,8,…);②当n为奇数时,t==;(n=3,5,7,9,…)
(3)速度的最大值是.