【題目】2018年4月物理選考即將到來(lái)。某同學(xué)在復(fù)習(xí)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)過(guò)思考，自己設(shè)計(jì)了一道題目：如圖，C、D板之間是加速電場(chǎng)，電壓為U，虛線OQ、QPON是勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界，且磁場(chǎng)范圍足夠大，QP與ON平行，CP。間距為d，與OQ垂直且與豎直方向夾角θ=60°，兩磁場(chǎng)大小均為B，方向垂直紙面向外。現(xiàn)有一個(gè)比荷為k的正電荷（重力不計(jì)），從C板的小孔靜止釋放，加速后從O點(diǎn)水平進(jìn)入虛線OQ右側(cè)空間。該電荷第二次（不包括從O點(diǎn)進(jìn)入這一次）到達(dá)ON邊界時(shí)的位置為A點(diǎn)（未畫出）。求：

（1）粒子在O點(diǎn)的速度大�。�

（2）粒子從O到A的時(shí)間；

（3）若兩磁場(chǎng)整體以O點(diǎn)為軸，順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)300，粒子加速后從O點(diǎn)水平進(jìn)入，且粒子始終在OQ右側(cè)運(yùn)動(dòng)，試判斷粒子能否通過(guò)A點(diǎn)，需講明理由。

【答案】（1） （2） （3）

【解析】（1）由動(dòng)能定理Uq=mv2

得

(2）粒子的軌意圖，如圖所示，A點(diǎn)。連GA，則△OGA為等腰三角形，GA//HK。據(jù)平面幾何知識(shí)，得OG=HK=2d

所以

劣弧GH與優(yōu)弧AK合起來(lái)恰好為一整圓，得

所以

（3）由（2）可得OA=2d

若兩磁場(chǎng)整體以O點(diǎn)為軸，順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)30°。如圖為粒子運(yùn)動(dòng)軌跡，∠QOG=30°，OQ=d，

所以

又因?yàn)?/span>△OGA’為正三角形，所以

根據(jù)幾何關(guān)系，得：

即通過(guò)3個(gè)周期，粒子可以通過(guò)A點(diǎn)。

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】圖甲所示是大型機(jī)械廠里用來(lái)稱重的電子吊秤，其中實(shí)現(xiàn)稱重的關(guān)鍵元件是拉力傳感器。其工作原理是：掛鉤上掛上重物，傳感器中拉力敏感電阻絲在拉力作用下發(fā)生形變，拉力敏感電阻絲的電阻也隨著發(fā)生變化，再經(jīng)相應(yīng)的測(cè)量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)（電壓或電流），從而完成將所稱物體重量變換為電信號(hào)的過(guò)程。

（1）簡(jiǎn)述拉力敏感電阻絲的阻值隨拉力變化的原因_______________________________。

（2）小明找到一根拉力敏感電阻絲RL，其阻值隨拉力變化的圖像如圖乙所示，再按圖丙所示電路制作了一個(gè)簡(jiǎn)易“吊秤”。電路中電源電動(dòng)勢(shì)E約15V，內(nèi)阻約2Ω；靈敏毫安表量程為10mA，內(nèi)阻約5Ω；R是電阻箱，最大阻值是9999Ω；RL接在A、B兩接線柱上，通過(guò)光滑絕緣滑環(huán)可將重物吊起，接通電路完成下列操作。

a．滑環(huán)下不吊重物時(shí)，調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)電流表為某一合適示數(shù)I時(shí)，讀出電阻箱的讀數(shù)R1；

b．滑環(huán)下吊上待測(cè)重物，測(cè)出電阻絲與豎直方向的夾角為θ；

c．調(diào)節(jié)電阻箱，使_______，讀出此時(shí)電阻箱的讀數(shù)R2；

d．算得圖乙直線的斜率k和截距b；

則待測(cè)重物的重力G的表達(dá)式為G=_____（用以上測(cè)得的物理量表示），測(cè)得θ=53°（sin53°=0.8，cos53°=0.6），R1、R2分別為1052Ω和1030Ω，結(jié)合乙圖信息，可得待測(cè)重物的重力G=_____N（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

（3）針對(duì)小明的設(shè)計(jì)方案，為了提高測(cè)量重量的精度，你認(rèn)為下列措施可行的是____________。

A．將毫安表?yè)Q成量程不同，內(nèi)阻更小的毫安表

B．將毫安表?yè)Q成量程為10μA的微安表

C．將電阻箱換成精度更高的電阻箱

D．適當(dāng)增大A、B接線柱之間的距離

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在水平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系xOy中有一光滑金屬導(dǎo)軌POQ，其中曲線導(dǎo)軌OP滿足方程,長(zhǎng)度為的直導(dǎo)軌0Q與x軸重合，整個(gè)導(dǎo)軌處于垂直紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中�，F(xiàn)有一長(zhǎng)為L的金屬棒從圖示位置開始沿x軸正方向以速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，已知金屬棒單位長(zhǎng)度的電阻為,除金屬棒的電阻外其余部分電阻均不計(jì)，棒與兩導(dǎo)軌始終接觸良好，則在金屬棒運(yùn)動(dòng)至PQ的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為

B. 閉合回路的感應(yīng)電流逐漸減小

C. 閉合回路消耗的電功率逐漸增大

D. 通過(guò)金屬棒的電荷量為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，abcd是質(zhì)量為m，長(zhǎng)和寬分別為l和b的矩形金屬線框，由靜止開始沿兩條平行光滑的傾斜軌道下滑，軌道平面與水平面成θ角。efmn為一矩形磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直軌道平面向上。已知da=an=ne=b，線框的cd邊剛要離開磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的瞬時(shí)速度為v，已知線圈經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)時(shí)始終加速，整個(gè)線框的電阻為R，重力加速度為g，試用題中給出的已知量表述下列物理量：

（1）ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；

（2）ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)線框的加速度的大�。�

（3）線框下滑過(guò)程中產(chǎn)生的總熱量。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】“測(cè)繪小燈泡伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中，已知小燈泡額定電壓為3V。

（1)某同學(xué)連好了實(shí)物圖，如圖，請(qǐng)指出其中的兩條連線錯(cuò)誤（寫數(shù)字即可）：a__________ b___________

（2）閉合開關(guān)后，移動(dòng)滑片，使流過(guò)電流表的電流__________

A.從0開始慢慢增加到額定電流

B.從額定電流開始慢慢減小到0

C.隨意移動(dòng)滑片，測(cè)出想測(cè)的電壓電流值即可

（3）實(shí)驗(yàn)得到小燈泡的伏安特性曲線如圖所示，請(qǐng)仔細(xì)觀察該圖像，然后描述小燈泡的電阻變化規(guī)律：_____________________________

（4）當(dāng)電壓為2.4V時(shí)，小燈泡的電阻為_________Ω。（結(jié)果保留一位小數(shù)）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示,帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下,從電場(chǎng)中a點(diǎn)以初速度 進(jìn)入電場(chǎng)并沿虛線所示的軌跡運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),實(shí)線是電場(chǎng)線,下列說(shuō)法正確的是( )

A. 無(wú)論粒子帶何種電,經(jīng)b點(diǎn)時(shí)的速度總比經(jīng)a點(diǎn)時(shí)的速度大

B. 粒子在a點(diǎn)的加速度比在b點(diǎn)的加速度大

C. 從a到b過(guò)程中,粒子的電勢(shì)能不斷減小

D. 電場(chǎng)中a點(diǎn)的電勢(shì)一定比b點(diǎn)的電勢(shì)高

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，輕彈簧的一端固定在豎直墻上，一質(zhì)量為2m的光滑弧形槽靜止放在足夠長(zhǎng)的光滑水平面上，弧形槽底端與水平面相切，一質(zhì)量為m的小物塊從槽上高h處開始下滑，重力加速度為g，下列說(shuō)法正確的是

A. 物體第一次滑到槽底端時(shí)，槽的動(dòng)能為

B. 物體第一次滑到槽底端時(shí)，槽的動(dòng)能為

C. 在壓縮彈簧的過(guò)程中，物塊和彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒

D. 物塊第一次被彈簧反彈后能追上槽，但不能回到槽上高h處

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示兩平行金屬板，B板接地，從t=0時(shí)刻起AB板接電源，A板電勢(shì)隨時(shí)間變化圖像如圖乙所示，板間一帶正電粒子（不計(jì)重力）由靜止開始在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)，板間距足夠長(zhǎng)，則下列說(shuō)法正確的是( )

A. 粒子在兩板間往復(fù)運(yùn)動(dòng)

B. 時(shí)粒子速度為零

C. 到這段時(shí)間內(nèi)粒子的電勢(shì)能降低，電場(chǎng)力對(duì)粒子做正功

D. 時(shí)與 時(shí)粒子速度之比為1：4

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】牛頓思考月球繞地球運(yùn)行的原因時(shí)，蘋果偶然落地引起了他的遐想：拉住月球使它圍繞地球運(yùn)動(dòng)的力與拉著蘋果下落的力，是否都與太陽(yáng)吸引行星的力性質(zhì)相同，遵循著統(tǒng)一的規(guī)律——平方反比規(guī)律？因此，牛頓開始了著名的“月—地檢驗(yàn)”。

（1）已知月球與地球的距離約為地球半徑的60倍，如果牛頓的猜想正確，請(qǐng)你據(jù)此計(jì)算月球公轉(zhuǎn)的向心加速度a和蘋果下落的加速度g的比值；

（2）在牛頓的時(shí)代，月球與地球的距離r、月球繞地球公轉(zhuǎn)的周期T等都能比較精確地測(cè)定，請(qǐng)你據(jù)此寫出計(jì)算月球公轉(zhuǎn)的向心加速度a的表達(dá)式；已知r≈3.84×108 m，T≈2.36×106s，地面附近的重力加速度g＝9.80 m/s2，請(qǐng)你根據(jù)這些數(shù)據(jù)估算比值；與（1）中的結(jié)果相比較，你能得出什么結(jié)論？

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