如圖甲所示，在光滑絕緣的水平面上固定著兩對幾何形狀完全相同的平行金屬板PQ和MN，P、Q與M、N四塊金屬板相互平行地豎直放置，其俯視圖如圖乙所示。已知P、Q之間以及M、N之間的距離都是d=0.2m，極板本身的厚度不計，極板長均為L=0.2m，板間電壓都是。金屬板右側(cè)為豎直向下的勻強磁場，磁感應強度，磁場區(qū)域足夠大。今有一質(zhì)量，電量的帶負電小球在水平面上如圖從PQ平行板間左側(cè)中點O沿極板中軸線以初速度=4m/s進入平行金屬板PQ。
（1）試求小球剛穿出平行金屬板PQ進入磁場瞬間的速度；
（2）若要小球穿出平行金屬板PQ后，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)射入平行金屬板MN中，且在不與極板相碰的前提下，最終在極板MN的左側(cè)中點O′ 沿中軸線射出。則金屬板Q、M間距離最大是多少？
      
解：（1）小球在PQ金屬板中做類平拋運動：
      小球所受電場力，而小球加速度
      故
      小球在板間運動的時間
      小球在垂直板方向上的速度
      則小球離開PQ板時的速度為
      與中軸線的夾角為
（2）在PQ極板間，若P板電勢比Q板高，則小球向P板偏離，進入右側(cè)磁場后做圓周運動，由運動的對稱性，則必須N板電勢高于M板電勢，其運動軌跡如圖a所示；同理若Q板電勢比P板高，則必須M板電勢高于N板電勢，其運動軌跡如圖b所示。否則不可能在不與極板相碰的前提下，最終在極板MN的左側(cè)中點O′沿中軸線射出。
       
      小球進入磁場后做圓周運動，設運動半徑為R，因洛侖茲力提供向心力，即：
      所以
      在PQ極板間，若小球向P板偏，設小球射入與射出磁場的兩點間的距離為ha；在PQ極板間，若小球向Q板偏，設小球射入與射出磁場的兩點間的距離為hb。由圖中幾何關(guān)系（注：圖中半徑不同，為簡便，兩圖合一）可算得：
      小球偏離中軸線的位移
      當小球向P板偏時，根據(jù)對稱性可得QM板間的距離為
      
      當小球向Q板偏時，根據(jù)對稱性可得QM板間的距離為 
      
      顯然
      代入數(shù)據(jù)得
      因而金屬板Q、M間距離最大為0.75m
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

精英家教網(wǎng)[選做題]本題包括A、B、C三小題，請選定其中兩題，并在相應的答題區(qū)域內(nèi)作答．若三題都做，則按A、B兩題評分．
A．（模塊3-3）
（1）下列說法正確的是
 

A．當氣體被壓縮時，分子間距離變小，表現(xiàn)為斥力，所以必需用力才能壓縮
B．液晶并不是晶體，但具有晶體一樣的光學各向異性
C．迅速壓縮氣體時，氣體溫度一定升高
D．一滴油酸酒精溶液體積為V，在水面上形成的單分子油膜的面積為S，則油酸分子的直徑d=
VS

（2）（4分）已知鐵的摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ，阿伏加德羅常數(shù)為N0．試求一塊邊長為d的正方形鐵塊中含有鐵原子的個數(shù)為
 
．
（3）如圖甲所示，筒形絕熱氣缸平放在水平面上，用絕熱的活塞封閉一部分氣體．活塞的橫截面積為S，質(zhì)量為m，外界大氣壓強恒為P0．活塞與氣缸之間無摩擦且不漏氣，氣缸內(nèi)有一個電阻絲可以給氣體加熱．現(xiàn)把氣缸立起來，如圖乙所示，發(fā)現(xiàn)活塞下降距離為h，則立起后氣缸內(nèi)氣體分子勢能
 
（填“變大”、“變小”或“不變”）；當電阻絲通電后產(chǎn)生的熱量為Q時，活塞剛好回到原來的位置處于平衡，則在此過程中，氣體內(nèi)能增加了
 
．（用題中已知物理量符號表示）
B．（模塊3-4）
（1）下列說法正確的是：
 

A．全息照相利用了光的偏振原理
B．亮度相同的紫光與紅光不會發(fā)生干涉現(xiàn)象
C．X射線的比紫外線更容易發(fā)生干涉現(xiàn)象
D．地面上的人發(fā)現(xiàn)，坐在高速離開地球的火箭里的人新陳代謝變慢了，而火箭里的人發(fā)現(xiàn)地面上的人新陳代謝也變慢了．
（2）（4分）有一束復色光中含有兩種單色光，在真空中a光的波長大于b光的波長．若讓此復色光通過半圓形玻璃磚，經(jīng)過圓心O射向空氣，則下列四個光路圖中符合實際情況的有：
 

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（3）一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，在t=0時刻波剛好傳播到x=6m處的質(zhì)點A，如圖所示，已知波的傳播速度為48m/s．請回答下列問題：
①從圖示時刻起再經(jīng)過
 
s，質(zhì)點B第一次處于波峰；
②寫出從圖示時刻起質(zhì)點A的振動方程：
 
．
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C．（模塊3-5）（1）下列說法正確的有
 

A．單色光從光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)，光子的能量不變
B．貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了鈾和含鈾礦物的天然放射現(xiàn)象，從而揭示出原子核具有復雜結(jié)構(gòu)
C．當氫原子核外電子從第3能級躍遷到第4能級時，氫原子一定吸收能量，電子的動能增大
D．在光電效應實驗中，入射光強度越強，產(chǎn)生的光電子初動能就越大
（2）先完成下列核反應方程，再回答題．1327Al+24He→1430Si+01n+
 
；
該核反應所屬核反應類型是
 

A．衰變            B．人工轉(zhuǎn)變            C．裂變
（3）光滑水平面上一個質(zhì)量為0.2kg的小球A，以3m/s的速度與另一個質(zhì)量為0.4kg的靜止小球B發(fā)生正碰，碰后小球A的速度大小變?yōu)?m/s，與原來速度方向相反，則在碰撞過程中，小球A的動量變化大小為
 
kg?m/s，碰后小球B的速度大小為
 
m/s．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖甲所示，內(nèi)壁光滑的絕熱氣缸豎直立于地面上，絕熱活塞將一定質(zhì)量的氣體封閉在氣缸中，活塞靜止時處于A位置．現(xiàn)將一重物輕輕地放在活塞上，活塞最終靜止在如圖乙所示的B位置．設分子之間除相互碰撞以外的作用力可忽略不計，則活塞在B位置時與活塞在A位置時相比較（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2011?江蘇模擬）[選做題]本題包括A、B、C三小題，請選定其中兩題，并在相應的答題區(qū)域內(nèi)作答．若三題都做，則按A、B兩題評分．
A．（選修模塊3-3）
（1）由以下數(shù)據(jù)能估算出水分子直徑的是
D
D

A．水的質(zhì)量、水的體積和阿伏加德羅常數(shù)
B．水的質(zhì)量、水的密度和阿伏加德羅常數(shù)
C．水的摩爾質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)
D．水的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)
（2）如圖乙所示，用一根與絕熱活塞相連的細線將絕熱氣缸懸掛在某一高度靜止不動，氣缸開口向上，內(nèi)封閉一定質(zhì)量的氣體（分子間的相互作用力忽略不計），缸內(nèi)活塞可以無摩擦移動且不漏氣，現(xiàn)將細線剪斷，讓氣缸自由下落，下列說法正確的是
BD
BD

A．氣體壓強減小，氣體對外界做功
B．氣體壓強增大，外界對氣體做功
C．氣體體積增大，氣體內(nèi)能減小
D．氣體體積減小，氣體內(nèi)能增大
（3）如圖甲所示，一圓柱形絕熱氣缸豎直放置，通過絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體．活塞的質(zhì)量為m，橫截面積為S，此時活塞處于平衡狀態(tài)，氣體的溫度為T1．現(xiàn)通過電熱絲緩慢加熱氣體，在氣體吸收熱量為Q的過程中，氣體對活塞做功的大小為W．已知大氣壓強為p0，重力加速度為g，不計活塞與氣缸的摩擦．求：
①氣體的壓強；
②加熱過程中氣體的內(nèi)能增加量；
B．（選修模塊3-4）
（1）下列說法中正確的是
AC
AC
．
A．激光比普通光源的相干性好
B．紫外線在水中的傳播速度大于紅外線在水中的傳播速度
C．在光的衍射實驗中，出現(xiàn)明條紋的地方光子到達的概率較大
D．接收電磁波時首先要進行調(diào)頻
（2）一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，t=0時刻的波形如圖中實線所示，t=0.2s時刻的波形如圖丙中虛線所示，則：
A．質(zhì)點P的運動方向向右
B．波的周期可能為0.27s
C．波的傳播速度可能為630m/s
D．波的頻率可能為1.25Hz
（3）如圖丁所示，ABC為玻璃三棱鏡的橫截面，∠A=30°，∠B=60°，BC=3cm，一條平行于AC邊的光線從O點垂直射向棱鏡，OC=2cm，已知棱鏡對光的折射率為n=1.5，試求光線在棱鏡內(nèi)傳播的最短時間是多少？
C． （選修模塊3-5）
（1）正電子（PET）發(fā)射計算機斷層顯像的基本原理是：將放射性同位素
 
15
8
O注入人體，參與人體的代謝過程．
 
15
8
O在人體內(nèi)衰變放出正電子，與人體內(nèi)負電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對光子，被探測器探測到，經(jīng)計算機處理后產(chǎn)生清晰的圖象．根據(jù)PET原理，回答下列問題：
①寫出
 
15
8
O的衰變的方程式
 
15
8
O→
 
15
7
N+
 
0
1
e
 
15
8
O→
 
15
7
N+
 
0
1
e
．
②將放射性同位素
 
15
8
O注入人體，
 
15
8
O的主要用途
B
B

A．利用它的射線       B．作為示蹤原子
C．參與人體的代謝過程  D．有氧呼吸
③PET中所選的放射性同位素的半衰期應
短
短
．（填“長”或“短”或“長短均可”）
（2）一輛小車在光滑水平面上以v1=1m/s的速度向右運動，小車的質(zhì)量為M=100kg，一質(zhì)量為m=50kg的人從小車的右端迎面跳上小車，接觸小車前的瞬間人的水平速度大小為v2=5.6m/s．求人跳上小車后，人和小車的共同速度和人跳上小車的過程中人對小車做的功．

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科目：高中物理 來源：2010-2011學年重慶市高三上學期期中考試（理綜）物理部分 題型：選擇題

如圖甲所示，內(nèi)壁光滑的絕熱氣缸豎直立于地面上，絕熱活塞將一定質(zhì)量的氣體封閉在氣缸中，活塞靜止時處于A位置�，F(xiàn)將一重物輕輕地放在活塞上，活塞最終靜止在如圖乙所示的B位置。設分子之間除相互碰撞以外的作用力可忽略不計，則活塞在B位置時與活塞在A位置時相比較

A．氣體的壓強可能相同

B．氣體的內(nèi)能可能相同

C．單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)一定增多

D．每個氣體分子的速率一定增大

 

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科目：高中物理 來源：江蘇模擬 題型：問答題

[選做題]本題包括A、B、C三小題，請選定其中兩題，并在相應的答題區(qū)域內(nèi)作答．若三題都做，則按A、B兩題評分．
A．（選修模塊3-3）
（1）由以下數(shù)據(jù)能估算出水分子直徑的是______
A．水的質(zhì)量、水的體積和阿伏加德羅常數(shù)
B．水的質(zhì)量、水的密度和阿伏加德羅常數(shù)
C．水的摩爾質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)
精英家教網(wǎng)

D．水的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)
（2）如圖乙所示，用一根與絕熱活塞相連的細線將絕熱氣缸懸掛在某一高度靜止不動，氣缸開口向上，內(nèi)封閉一定質(zhì)量的氣體（分子間的相互作用力忽略不計），缸內(nèi)活塞可以無摩擦移動且不漏氣，現(xiàn)將細線剪斷，讓氣缸自由下落，下列說法正確的是______
A．氣體壓強減小，氣體對外界做功
B．氣體壓強增大，外界對氣體做功
C．氣體體積增大，氣體內(nèi)能減小
D．氣體體積減小，氣體內(nèi)能增大
（3）如圖甲所示，一圓柱形絕熱氣缸豎直放置，通過絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體．活塞的質(zhì)量為m，橫截面積為S，此時活塞處于平衡狀態(tài)，氣體的溫度為T1．現(xiàn)通過電熱絲緩慢加熱氣體，在氣體吸收熱量為Q的過程中，氣體對活塞做功的大小為W．已知大氣壓強為p0，重力加速度為g，不計活塞與氣缸的摩擦．求：
①氣體的壓強；
②加熱過程中氣體的內(nèi)能增加量；
B．（選修模塊3-4）
（1）下列說法中正確的是______．
A．激光比普通光源的相干性好
B．紫外線在水中的傳播速度大于紅外線在水中的傳播速度
C．在光的衍射實驗中，出現(xiàn)明條紋的地方光子到達的概率較大
D．接收電磁波時首先要進行調(diào)頻
（2）一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，t=0時刻的波形如圖中實線所示，t=0.2s時刻的波形如圖丙中虛線所示，則：
A．質(zhì)點P的運動方向向右
B．波的周期可能為0.27s
C．波的傳播速度可能為630m/s
D．波的頻率可能為1.25Hz
（3）如圖丁所示，ABC為玻璃三棱鏡的橫截面，∠A=30°，∠B=60°，BC=3cm，一條平行于AC邊的光線從O點垂直射向棱鏡，OC=2cm，已知棱鏡對光的折射率為n=1.5，試求光線在棱鏡內(nèi)傳播的最短時間是多少？
C． （選修模塊3-5）
（1）正電子（PET）發(fā)射計算機斷層顯像的基本原理是：將放射性同位素
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O注入人體，參與人體的代謝過程．
 158
O在人體內(nèi)衰變放出正電子，與人體內(nèi)負電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對光子，被探測器探測到，經(jīng)計算機處理后產(chǎn)生清晰的圖象．根據(jù)PET原理，回答下列問題：
①寫出
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O的衰變的方程式______．
②將放射性同位素
 158
O注入人體，
 158
O的主要用途______
A．利用它的射線       B．作為示蹤原子
C．參與人體的代謝過程  D．有氧呼吸
③PET中所選的放射性同位素的半衰期應______．（填“長”或“短”或“長短均可”）
（2）一輛小車在光滑水平面上以v1=1m/s的速度向右運動，小車的質(zhì)量為M=100kg，一質(zhì)量為m=50kg的人從小車的右端迎面跳上小車，接觸小車前的瞬間人的水平速度大小為v2=5.6m/s．求人跳上小車后，人和小車的共同速度和人跳上小車的過程中人對小車做的功．

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