【題目】(22分)如圖所示，在兩塊水平金屬極板間加有電壓U構(gòu)成偏轉(zhuǎn)電場，一束比荷為帶正電的粒子流（重力不計(jì)），以速度vo =104m/s沿水平方向從金屬極板正中間射入兩板。粒子經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后進(jìn)入一具有理想邊界的半圓形變化磁場區(qū)域，O為圓心，區(qū)域直徑AB長度為L=1m，AB與水平方向成45°角。區(qū)域內(nèi)有按如圖所示規(guī)律作周期性變化的磁場，已知B0=0. 5T，磁場方向以垂直于紙面向外為正。粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場后，恰好從下極板邊緣O點(diǎn)與水平方向成45°斜向下射入磁場。求：

（1）兩金屬極板間的電壓U是多大？

（2）若T0 =0.5s，求t=0s時(shí)刻射人磁場的帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t和離開磁場的位置。

（3）要使所有帶電粒子通過O點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)過程中不再從AB兩點(diǎn)間越過，求出磁場的變化周期T0應(yīng)滿足的條件。

【答案】（1）100V （2），射出點(diǎn)在AB間離O點(diǎn)（3）

【解析】

試題分析：（1）粒子在電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)，從O點(diǎn)射出使速度

代入數(shù)據(jù)得U=100V

（2）

粒子在磁場中經(jīng)過半周從OB中穿出，粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間

射出點(diǎn)在AB間離O點(diǎn)

（3）粒子運(yùn)動(dòng)周期，粒子在t=0、….時(shí)刻射入時(shí)，粒子最可能從AB間射出

如圖，由幾何關(guān)系可得臨界時(shí)

要不從AB邊界射出，應(yīng)滿足

得

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】據(jù)國家科技部2017年3月6日報(bào)道，迄今為止，科學(xué)家己經(jīng)成功檢測定位了納米晶體結(jié)構(gòu)中的氫原子。按玻爾氫原子理論，氫原子的能級(jí)圖如圖所示，下列判斷正確的是

A. 氫原子從第4激發(fā)態(tài)躍遷到第2激發(fā)態(tài)需要吸收光子

B. —個(gè)處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，最多可能發(fā)出6條光譜線

C. 用光子能量為13.06eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子，可觀測到多種不同頻率的光子

D. 氫原子的核外電子由低能級(jí)躍遷到高能級(jí)時(shí)，氫原子的電勢能減小，電子的動(dòng)能增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水平地面放置A和B兩個(gè)物塊，A的質(zhì)量m1＝2kg，B的質(zhì)量m2＝lkg，物塊A、B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝0.5。現(xiàn)對物塊A施加一個(gè)與水平成37°角的外力F，F(xiàn)＝10N，使A由靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過12s物塊A剛好運(yùn)動(dòng)到物塊B處，A物塊與B物塊碰前瞬間撤掉外力F，A與B碰撞過程沒有能量損失，設(shè)碰撞時(shí)間很短，A、B均可視為質(zhì)點(diǎn)，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：

（1）計(jì)算A與B碰撞前瞬間A的速度大��；

（2）若在B的正前方放置一個(gè)彈性擋板，物塊B與擋板碰撞時(shí)沒有能量損失，要保證物塊A和B能發(fā)生第二次碰撞，彈性擋板距離物塊B的距離L不得超過多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】)如圖所示，平面直角坐標(biāo)系x軸水平，y軸豎直向上，虛線MN與y軸平行，y軸左側(cè)有豎直向下的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)，y軸與MN之間有平行于y軸的勻強(qiáng)電場，y軸右側(cè)存在垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T.一帶正電小球(，)從圖中與y軸距離為的P點(diǎn)，以的初速度沿x軸正向開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)坐標(biāo)原點(diǎn)O越過y軸，在y軸與MN之間恰好做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，再經(jīng)C點(diǎn)越過MN，越過時(shí)速度方向與x軸正方向一致.線段CD平行于x軸，小球能通過D點(diǎn)，取.求：

(1)經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)的速度；

(2)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)以及C點(diǎn)的坐標(biāo)；

(3)線段CD的長度.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一輕質(zhì)橡皮筋的一端系在豎直放置的半徑為0.5 m的圓環(huán)頂點(diǎn)P，另一端系一質(zhì)量為 0.1 kg 的小球，小球穿在圓環(huán)上可做無摩擦的運(yùn)動(dòng)．設(shè)開始時(shí)小球置于A點(diǎn)，橡皮筋處于剛好無形變狀態(tài)，A點(diǎn)與圓心O位于同一水平線上，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B時(shí)速率為1 m/s，此時(shí)小球?qū)A環(huán)恰好沒有壓力(取g＝10 m/s2)．下列說法正確的是(　　)

A. 從A到B的過程中，小球的機(jī)械能守恒

B. 從A到B的過程中，橡皮筋的彈性勢能增加了0.45 J

C. 小球過B點(diǎn)時(shí)，橡皮筋上的彈力為0.2 N

D. 小球過B點(diǎn)時(shí)，橡皮筋上的彈力為1.2 N

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（多選）在“探究加速度與力，質(zhì)量的關(guān)系”的演示實(shí)驗(yàn)中，用總質(zhì)量分別為M1和M2的托盤及砝碼拉動(dòng)質(zhì)量相同的小車，托盤及砝碼質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，俯視圖如圖所示。車中所放砝碼的質(zhì)量分別為ml，m2，打開夾子后經(jīng)過相同的時(shí)間兩車的位移分別為xl，x2，則在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，已平衡摩擦力，有 ( )

A. 當(dāng)ml=m2，M1= 2M2時(shí)，xl=2x2

B. 當(dāng)ml=m2，M1= 2M2時(shí)，x2=2xl

C. 當(dāng)M1=M2，ml=2m2時(shí)，xl=2x2

D. 當(dāng)M1=M2，ml=2m2時(shí)，x2=2xl

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量分別為m和3m的兩個(gè)小球a和b用一長為2L的輕桿連接，桿可繞中點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)�，F(xiàn)將桿處于水平位置后無初速度釋放，重力加速度為g，則下列說法正確的是

A. 在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，a球的機(jī)械能守恒

B. b球轉(zhuǎn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)處于失重狀態(tài)

C. a球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度大小為

D. 運(yùn)動(dòng)過程中，b球的高度可能大于a球的高度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】兩根足夠長的固定的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間的距離為L，導(dǎo)軌上垂直放置兩根導(dǎo)體棒a和b，俯視圖如圖甲所示。兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量皆為m，電阻均為R，回路中其余部分的電阻不計(jì)，在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)，有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的豎直向上勻強(qiáng)磁場。導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好且均可沿導(dǎo)軌無摩擦地滑行，開始時(shí)，兩棒均靜止，間距為x0，現(xiàn)給導(dǎo)體棒一向右的初速度v0，并開始計(jì)時(shí)，可得到如圖乙所示的v－t圖像（v表示兩棒的相對速度，即v＝va－vb）

（1）試證明：在0t2時(shí)間內(nèi)，回路產(chǎn)生的焦耳熱與磁感應(yīng)強(qiáng)度B無關(guān)；

（2）求t1時(shí)刻，棒b的加速度大小；

（3）求t2時(shí)刻，兩棒之間的距離。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在一次課外活動(dòng)中，某同學(xué)用圖甲所示裝置測量放在水平光滑桌面上鐵塊A與金屬板B間的動(dòng)摩擦因數(shù)．已知鐵塊A的質(zhì)量mA=0.5kg，金屬板B的質(zhì)量mB=1kg．用水平力F向左拉金屬板B，使其一直向左運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定后彈簧秤示數(shù)的放大情況如圖甲所示，則A、B間的摩擦力Ff= N，A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ= ．（g取10m/s2）．該同學(xué)還將紙帶連接在金屬板B的后面，通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下一系列的點(diǎn)，測量結(jié)果如圖乙所示，圖中各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s，可求得拉金屬板的水平力F= N

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