（16分）如圖所示，光滑絕緣的細(xì)圓管彎成半徑為R的半圓形，固定在豎直平面內(nèi)，管口B、C的連線是水平直徑．現(xiàn)有一帶正電的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從B點(diǎn)正上方的A點(diǎn)自由下落，A、B兩點(diǎn)間距離為4R．從小球進(jìn)入管口開始，整個(gè)空間中突然加上一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)力在豎直向上的分力大小與重力大小相等，結(jié)果小球從管口C處脫離圓管后，其運(yùn)動(dòng)軌跡經(jīng)過(guò)A點(diǎn)．設(shè)小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中帶電量沒(méi)有改變，重力加速度為g，求：

(1)小球到達(dá)B點(diǎn)的速度大小；
(2)小球受到的電場(chǎng)力的大小；
(3)小球經(jīng)過(guò)管口C處時(shí)對(duì)圓管壁的壓力．

（1） （2） （3）3mg 水平向右

解析試題分析：(1)小球由A自由下落到管口B的過(guò)程中機(jī)械能守恒，故有：
              （2分）
               （2分）
（2）設(shè)電場(chǎng)力的豎直分力為Fy，水平分力為Fx，則Fy=mg(方向豎直向上)
小球從B運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中，由動(dòng)能定理得：              （2分）
小球從管口C運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)做類平拋運(yùn)動(dòng)，有
             （1分）
             （1分）
解得：Fx=mg             （1分）
電場(chǎng)力的大�。�              （1分）
（3）小球經(jīng)過(guò)管口C處時(shí)，              （1分）
設(shè)彈力N的方向向左，則：              （2分）
解得：N=3mg(方向向左)               （1分）
根據(jù)牛頓第三定律可知，小球經(jīng)過(guò)管口C處時(shí)對(duì)圓管的壓力
，方向水平向右                   （2分）
考點(diǎn)：本題考查牛頓運(yùn)動(dòng)定律、圓周運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)及動(dòng)能定理

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：單選題

電子臺(tái)秤放置于水平桌面上，一質(zhì)量為M的框架放在臺(tái)秤上，框架內(nèi)有一輕彈簧上端固定在框架頂部，下端系一個(gè)質(zhì)量為m的物體，物體下方用豎直細(xì)線與框架下部固定，各物體都處于靜止?fàn)顟B(tài)。今剪斷細(xì)線，物體開始振動(dòng)，且框架始終沒(méi)有離開臺(tái)秤，彈簧不超出彈性限度，空氣阻力忽略不計(jì)，重力加速度為g。則下列說(shuō)法正確的是

A．當(dāng)臺(tái)秤示數(shù)最小時(shí)彈簧一定處于原長(zhǎng)位置
B．當(dāng)臺(tái)秤示數(shù)最小時(shí)物體一定處在平衡位置
C．振動(dòng)過(guò)程中臺(tái)秤的最大示數(shù)一定大于（M + m）g
D．振動(dòng)過(guò)程中臺(tái)秤的最大示數(shù)一定等于（M + m）g

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（12分）如圖所示，一束電子的電荷量為e，以速度v垂直左邊界射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，穿過(guò)磁場(chǎng)時(shí)的速度方向與原來(lái)電子的入射方向的夾角θ是30°，則電子的質(zhì)量是多少？電子穿過(guò)磁場(chǎng)的時(shí)間又是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

(18分) 在直角坐標(biāo)系第一象限與第三象限分布有如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E、磁感應(yīng)強(qiáng)度為；現(xiàn)在第三象限中從P點(diǎn)以初速度沿x軸方向發(fā)射質(zhì)量為，帶的離子，離子經(jīng)電場(chǎng)后恰從坐標(biāo)原點(diǎn)O射入磁場(chǎng)。

（1）已知P點(diǎn)的縱坐標(biāo)為，試求P點(diǎn)的橫坐標(biāo)x；
（2）若離子經(jīng)O點(diǎn)射入磁場(chǎng)時(shí)的速度為2，試求離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間及磁場(chǎng)出射點(diǎn)距O點(diǎn)的距離d。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，固定于水平桌面上足夠長(zhǎng)的兩平行光滑導(dǎo)軌PQ、MN，其電阻不計(jì)，間距d＝0.5m，P、M兩端接有一只理想電壓表，整個(gè)裝置處于豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩金屬棒ab、cd垂直導(dǎo)軌放置，其電阻均為r＝0.1Ω,質(zhì)量均為m＝0.5kg，與導(dǎo)軌接觸良好。現(xiàn)固定棒ab，使cd在水平恒力F＝0.8N的作用下，由靜止開始做加速運(yùn)動(dòng)。求

（1）棒cd哪端電勢(shì)高？
（2）當(dāng)電壓表讀數(shù)為U＝0.2V時(shí)，棒cd的加速度多大？
（3）棒cd能達(dá)到的最大速度vm。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（17分）如圖所示，真空中有以O(shè)1為圓心，r為半徑的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓形磁場(chǎng)邊界上的一點(diǎn)。磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向外。x=r的虛線右側(cè)足夠大的范圍內(nèi)有方向豎直向下、大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)。從O點(diǎn)在紙面內(nèi)向各個(gè)不同方向發(fā)射速率相同的質(zhì)子，設(shè)質(zhì)子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)半徑也為r，已知質(zhì)子的電荷量為e，質(zhì)量為m。求：

(1)質(zhì)子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度大�。�
(2)速度方向沿y軸正方向射入磁場(chǎng)的質(zhì)子到達(dá)x軸所需的時(shí)間；
(3)速度方向與y軸正方向成37°角且與x軸正方向成127°角射入磁場(chǎng)的質(zhì)子到達(dá)x軸時(shí)的位置坐標(biāo)。(已知sin37°＝0.6，cos37°="0.8)"

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

某探究小組設(shè)計(jì)了一個(gè)質(zhì)譜儀，其原理如圖所示.一束電量均為，質(zhì)量不同的帶負(fù)電的粒子，經(jīng)過(guò)電場(chǎng)加速后進(jìn)入一速度選擇器，從點(diǎn)進(jìn)入一等腰直角三角形的有界磁場(chǎng)中，又從斜邊射出.速度選擇器中垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)度為，有界磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，直角邊長(zhǎng)為，為斜邊的中點(diǎn)，兩點(diǎn)相距為.求：

（1）帶電粒子進(jìn)入有界磁場(chǎng)的速度大小.
（2）帶電粒子質(zhì)量應(yīng)滿足的條件.
（3）打在斜邊上Q點(diǎn)的帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，豎直邊界PQ左側(cè)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，右側(cè)有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，C為邊界上的一點(diǎn)，A與C在同一水平線上且相距為L(zhǎng)，兩相同的粒子以相同的速率分別從A、C兩點(diǎn)同時(shí)射出，A點(diǎn)射出的粒子初速度沿AC方向，C點(diǎn)射出的粒子初速度斜向左下方與邊界PQ成夾角θ=。A點(diǎn)射出的粒子從電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到邊界PQ時(shí)，兩粒子剛好相遇.若粒子質(zhì)量為m，電荷量為+q，重力不計(jì)，求：

（1）粒子初速度v0的大小；
（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；
（3）相遇點(diǎn)到C點(diǎn)的距離.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（18分）如圖所示，在y＞0的空間中存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)沿y軸負(fù)方向；在y＜0的空間中存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直xy平面（紙面）向外.一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的運(yùn)動(dòng)粒子，經(jīng)過(guò)y軸上y=h處的點(diǎn)P1時(shí)速率為v0，方向沿x軸正方向；然后，經(jīng)過(guò)x軸上x=4h處的P2點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)半圈后并經(jīng)過(guò)y軸上的P3點(diǎn).不計(jì)重力.求：

（1）電場(chǎng)強(qiáng)度的大�。�
（2）粒子到達(dá)P2時(shí)速度的大小和方向；
（3）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小.

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