【題目】在光滑的水平面內(nèi)存在如圖所示直角坐標(biāo)系，第一、二象限內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度．在第三象限至間有斜向右下方與x軸夾角為45°的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)．在y軸正、負(fù)半軸上的M點(diǎn)和N點(diǎn)各有一個(gè)極短的平板，由A點(diǎn)（-2m，0)靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m=0.01kg，電量的小球，小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)與兩平板上表面發(fā)生完全彈性碰撞（碰撞時(shí)，小球在x軸方向速度不變，y軸方向速度大小不變，方向相反，碰撞時(shí)間不計(jì)），經(jīng)過(guò)一段時(shí)間回到A點(diǎn)．求：

（1）小球射出電場(chǎng)的速度；

（2）平板M的坐標(biāo)；

（3）小球從A點(diǎn)出發(fā)到返回至A點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間．

【答案】(1)2m/s (2) M(0，2m) (3)

【解析】

（1）小球在電場(chǎng)中沿場(chǎng)強(qiáng)方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理有：

又因?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)方向與水平方向夾角為45°，故

所以解得：

v=2m/s

（2）小球射出電場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，打到N板上，有幾何關(guān)系可知N點(diǎn)的坐標(biāo)為（0，-2m），擊中N后由題意可知反彈以與水平方向成45°斜向上方勻速直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng).小球進(jìn)入磁場(chǎng)后的半徑：

代入數(shù)據(jù)解得：

故小球在第一象限轉(zhuǎn)半圓打到M點(diǎn)，故根據(jù)幾何關(guān)系可得M點(diǎn)的坐標(biāo)為（0，2），根據(jù)題意擊中M后再在第二象限轉(zhuǎn)半圓回到A點(diǎn)。小球的軌跡如圖所示。

（3）由軌跡圖可知，小球在電場(chǎng)中做加速運(yùn)動(dòng)的平均速度為：

時(shí)間為：

由幾何關(guān)系可知做勻速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：

而在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)恰好為一個(gè)完整圓周，故時(shí)間為：

所以總時(shí)間為：

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：

【題目】一束復(fù)色光射到平行玻璃磚的上表面，經(jīng)玻璃磚下表面射出后分為a、b兩束光，下列說(shuō)法正確的是（　　）

A.在玻璃磚中a光的傳播速度小于b光的傳播速度

B.若從同一介質(zhì)射入真空，發(fā)生全反射時(shí)a光的臨界角比b光的大

C.通過(guò)同一雙縫干涉裝置產(chǎn)生的干涉條紋間距

D.a、b兩束光分別照射到同種金屬上，相應(yīng)的遏止電壓分別為Ua和Ub，Ua＞Ub

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】有a、b、c、d四顆地球衛(wèi)星，a還未發(fā)射，在赤道表面上隨地球一起轉(zhuǎn)動(dòng)，b是近地軌道衛(wèi)星，c是地球同步衛(wèi)星，d是高空探測(cè)衛(wèi)星，它們均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，各衛(wèi)星排列位置如圖所示，則（　�。�

A.在相同時(shí)間內(nèi)a轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)最長(zhǎng)

B.b的向心加速度近似等于重力加速度g

C.c在6h內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角是

D.d的運(yùn)動(dòng)周期有可能是22h

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一個(gè)質(zhì)量為50kg的同學(xué)站在電梯底板上,如圖所示的v-t圖像是計(jì)算機(jī)顯示的觀光電梯在某一段時(shí)間內(nèi)速度變化的情況(豎直向上為正方向).根據(jù)圖像提供的信息,可以判斷下列說(shuō)法中正確的(g=10m/s2)(　　)

A.在5-10s內(nèi)，該同學(xué)對(duì)電梯底板的壓力等于500N

B.在0-5s內(nèi)，電梯在加速上升，該同學(xué)處于失重狀態(tài)，對(duì)電梯底板的壓力等于480N

C.在10-20s內(nèi)，該同學(xué)所受的支持力為490N，該同學(xué)處于失重狀態(tài)

D.在20-25s內(nèi),電梯在加速下降，該同學(xué)處于超重狀態(tài)，對(duì)電梯底板的壓力等于510N

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】太陽(yáng)噴發(fā)大量高能帶電粒子，這些粒子形成的“太陽(yáng)風(fēng)”接近地球時(shí)，假如沒(méi)有地球磁場(chǎng)， “太陽(yáng)風(fēng)”就不會(huì)受到地磁場(chǎng)的作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)而直射地球。在這種高能粒子的轟擊下，地球的大氣成分可能不是現(xiàn)在的樣子，生命將無(wú)法存在。地磁場(chǎng)的作用使得帶電粒子不能徑直到達(dá)地面，而是被“運(yùn)到”地球的南北兩極，南極光和北極光就是帶電粒子進(jìn)入大氣層的蹤跡。假設(shè)“太陽(yáng)風(fēng)”主要成分為質(zhì)子，速度約為0.1C（C=）。近似認(rèn)為地磁場(chǎng)在赤道上空為勻強(qiáng)環(huán)形磁場(chǎng)，平均強(qiáng)度為，示意圖如圖所示。已知地球半徑為，質(zhì)子電荷量，質(zhì)量。如果“太陽(yáng)風(fēng)”在赤道平面內(nèi)射向地球，太陽(yáng)噴發(fā)高能帶電粒子，這些粒子形成的太陽(yáng)風(fēng)接近地球時(shí)，假如：

（1）太陽(yáng)風(fēng)中質(zhì)子的速度的方向任意，則地磁場(chǎng)厚度d為多少時(shí)才能保證所有粒子都不能到達(dá)地表？并畫(huà)出與之對(duì)應(yīng)的粒子在磁場(chǎng)中的軌跡圖。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（2）太陽(yáng)風(fēng)中質(zhì)子垂直地表指向地心方向入射，地磁場(chǎng)的厚度至少為多少才能使粒子不能到達(dá)地表？并畫(huà)出與之對(duì)應(yīng)的粒子在磁場(chǎng)中的軌跡圖。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（時(shí)，）

（3）太陽(yáng)風(fēng)中粒子的入射方向和入射點(diǎn)與地心連線的夾角為α如圖，0<α<90°，磁場(chǎng)厚度滿足第（1）問(wèn)中的要求為定值d。電子質(zhì)量為me，電荷量為-e，則電子不能到達(dá)地表的最大速度和角度α的關(guān)系，并畫(huà)出與之對(duì)應(yīng)的粒子在磁場(chǎng)中的軌跡圖。（圖中磁場(chǎng)方向垂直紙面）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】?jī)呻姾闪糠謩e為q1和q2的點(diǎn)電荷固定在x軸上的O、M兩點(diǎn)，兩電荷連線上各點(diǎn)電勢(shì)j隨x變化的關(guān)系如圖所示，其中C為ND段電勢(shì)最低的點(diǎn)，則下列說(shuō)法中正確的是（ ）

A. q1、q2為等量異種電荷

B. N、C兩點(diǎn)間場(chǎng)強(qiáng)方向沿x軸負(fù)方向

C. N、D兩點(diǎn)間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小沿x軸正方向先減小后增大

D. 將一正點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到D點(diǎn)，電勢(shì)能先增大后減小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一種新型發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī)，它的發(fā)電原理是：將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和帶負(fù)電的微粒，而從整體來(lái)說(shuō)呈中性）沿圖中所示方向高速?lài)娚淙氪艌?chǎng)，磁場(chǎng)中有兩塊金屬板A、B，這時(shí)金屬板上就聚集了電荷．已知等離子體噴入速度為v，A、B間磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，A、B間距為d。在磁極配置如圖中所示的情況下，下述說(shuō)法正確的是

A.A板帶正電

B.B板帶正電

C.金屬板A、B間只存在磁場(chǎng)

D.該磁流體發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為vBd

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一質(zhì)量m=0.5kg的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）靜止于動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2的水平軌道上的A點(diǎn)．現(xiàn)對(duì)滑塊施加一水平外力，使其向右運(yùn)動(dòng)，外力的功率恒為P=10.0W．經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后撤去外力，滑塊繼續(xù)滑行至B點(diǎn)后水平飛出，恰好在C點(diǎn)以5m/s的速度沿切線方向進(jìn)入固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓弧形軌道，軌道的最低點(diǎn)D處裝有壓力傳感器，已知軌道AB的長(zhǎng)度L=2.0m，半徑OC和豎直方向的夾角α=53°，圓形軌道的半徑R=0.5m．（空氣阻力可忽略，重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6）求：

（1）B點(diǎn)速度大��；

（2）當(dāng)滑塊到達(dá)傳感器上方時(shí)，傳感器的示數(shù)為多大；

（3）水平外力作用在滑塊上的時(shí)間t．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在平面的第一象限和第二象限區(qū)域內(nèi)，分別存在場(chǎng)強(qiáng)大小均為的勻強(qiáng)電場(chǎng)Ⅰ和Ⅱ，電場(chǎng)Ⅰ方向沿軸正方向，電場(chǎng)Ⅱ的方向沿軸的正方向。 點(diǎn)的坐標(biāo)為。已知電子的電荷量為e，質(zhì)量為 （不計(jì)電子所受重力）。

（1）在第一象限內(nèi)適當(dāng)位置由靜止釋放電子，電子經(jīng)勻強(qiáng)電場(chǎng)Ⅰ和Ⅱ，后恰能通過(guò)點(diǎn)，求釋放點(diǎn)的位置坐標(biāo)、應(yīng)滿足的關(guān)系式。

（2）若要電子經(jīng)勻強(qiáng)電場(chǎng)Ⅰ和Ⅱ后過(guò)點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最小，電子應(yīng)從第一象限內(nèi)的哪點(diǎn)由靜止釋放，求該點(diǎn)的位置和過(guò)點(diǎn)時(shí)的最小動(dòng)能。

（3）在滿足條件（2）的情況下，電子經(jīng)過(guò)點(diǎn)時(shí)速度的方向與軸的夾角多大?

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