【題目】如圖所示，在第一象限內(nèi)有沿y軸負(fù)方向的電場強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場．在第二象限中，半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，圓形區(qū)域與x、y軸分別相切于A、C兩點(diǎn)．在A點(diǎn)正下方有一個(gè)粒子源P，P可以向x軸上方各個(gè)方向射出速度大小均為v0、質(zhì)量為m、電荷量為＋q的帶電粒子(重力不計(jì)，不計(jì)粒子間的相互作用)，其中沿y軸正向射出的帶電粒子剛好從C點(diǎn)垂直于y軸進(jìn)入電場．

(1)求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B.

(2)求帶電粒子到達(dá)x軸時(shí)的橫坐標(biāo)范圍和帶電粒子到達(dá)x軸前運(yùn)動(dòng)時(shí)間的范圍．

(3)如果將第一象限內(nèi)的電場方向改為沿x軸負(fù)方向，分析帶電粒子將從何處離開磁場，可以不寫出過程．

【答案】(1) (2)x的范圍，t的范圍 (3)從A點(diǎn)正上方的D點(diǎn)離開磁場

【解析】試題分析:由題設(shè)條件，從A點(diǎn)沿y軸正方向射出的帶電粒子剛好從C點(diǎn)垂直于y軸進(jìn)入電場，由幾何關(guān)系知道它做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，再由洛侖茲力提供向心力可以求得磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小；由于所有粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑等于磁場圓的半徑，可以證明：沿不同方向進(jìn)入磁場的帶電粒子離開磁場時(shí)方向均沿x軸正方向進(jìn)入電場，之后做類平拋運(yùn)動(dòng)，顯然運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長的帶電粒子是從D點(diǎn)水平射出的粒子，由類平拋運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律就能求出打在x軸的最遠(yuǎn)點(diǎn)；若將第一象限的電場改為沿x軸負(fù)方向，則粒子從磁場水平射出后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)至速度為零，再沿x軸負(fù)方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)入磁場做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由于速度方向反向，則粒子所受洛侖茲力反向，最后從D點(diǎn)射出磁場.

(1)帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡為個(gè)圓弧，軌跡半徑r=R

由，得

(2)沿不同方向進(jìn)入磁場的帶電粒子離開磁場時(shí)的速度大小均為v0，方向均平行于x軸，其臨界狀態(tài)為粒子從D點(diǎn)沿x軸正方向離開磁場

分析粒子從D點(diǎn)離開磁場的情況，粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，得

從D點(diǎn)平行于x軸運(yùn)動(dòng)至y軸的時(shí)間

在第一象限內(nèi)運(yùn)動(dòng)過程中，粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t3，則，，

解得，

則

帶電粒子到達(dá)x軸時(shí)的橫坐標(biāo)范圍為

到達(dá)x軸前運(yùn)動(dòng)時(shí)間的范圍

(3)將第一象限內(nèi)的電場方向改為沿x軸負(fù)向時(shí)，帶電粒子將從A點(diǎn)正上方的D點(diǎn)離開磁場。

【點(diǎn)睛】本題的關(guān)鍵點(diǎn)是帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑恰與磁場圓的半徑相等，可以證明兩圓心與兩交點(diǎn)構(gòu)成菱形，所以兩對(duì)邊平行，從而離開磁場中速度方向水平向右．這也是磁聚焦的大原理。

【題型】解答題
【結(jié)束】
94

【題目】下列說法正確的是________．

A．在完全失重的情況下，氣體的壓強(qiáng)為零

B．液體表面張力產(chǎn)生的原因是液體表面層分子較稀疏，分子間的引力大于斥力

C．當(dāng)兩分子間距離大于平衡位置的間距時(shí)，分子間的距離越大，分子勢能越小

D．水中氣泡上浮過程中，氣泡中的氣體在單位時(shí)間內(nèi)與氣泡壁單位面積碰撞的分子數(shù)減小

E．不可能利用高科技手段將散失在環(huán)境中的內(nèi)能重新收集起來加以利用而不引起其他變化

【答案】BDE

【解析】根據(jù)氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生原因，在完全失重的情況下，氣體的壓強(qiáng)并不為零，A錯(cuò)誤；液體表面張力產(chǎn)生的原因是液體表面層分子較稀疏，分子間的引力大于斥力，B正確；當(dāng)兩分子間距離大于平衡位置的間距時(shí)，分子間的距離越大，分子勢能越大，C錯(cuò)誤；氣泡在水中上浮過程中，體積增大，溫度基本不變，壓強(qiáng)減小，根據(jù)氣體壓強(qiáng)的微觀解釋可知，D正確；根據(jù)熱力學(xué)第二定律，可知不可能將散失在環(huán)境中的內(nèi)能重新收集起來加以利用而不引起其他變化，E正確．

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】如圖所示，真空中某一點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場中存在A、B兩點(diǎn)，其中A點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為EA，方向與AB連線成90°角；B點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為EB，方向與AB連線成150°角，一帶負(fù)電的檢驗(yàn)電荷q在場中由A運(yùn)動(dòng)到B，則有

A. 點(diǎn)電荷Q是負(fù)電荷

B. A、B兩點(diǎn)電勢相比較φA＜φB

C. A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小之比4:1

D. 由于EA的方向與AB連線垂直，檢驗(yàn)電荷q由A運(yùn)動(dòng)到B的過程中不做功

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】無限長通電直導(dǎo)線在周圍某一點(diǎn)產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小與電流成正比，與導(dǎo)線到這一點(diǎn)的距離成反比，即(式中k為常數(shù))．如圖所示，兩根相距L的無限長直導(dǎo)線分別通有電流I和3I.在兩根導(dǎo)線的連線上有a、b兩點(diǎn)，a點(diǎn)為兩根直導(dǎo)線連線的中點(diǎn)，b點(diǎn)距導(dǎo)線I的距離為L.下列說法正確的是(　　)

A. a點(diǎn)和b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同

B. a點(diǎn)和b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反

C. a點(diǎn)和b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為8:1

D. a點(diǎn)和b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為16:1

【答案】AD

【解析】解：AB、根據(jù)右手螺旋法則，導(dǎo)線周圍的磁場的磁感線，是圍繞導(dǎo)線形成的同心圓，3I導(dǎo)線與I導(dǎo)線在a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向都向下，則合磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向下的；根據(jù)B=K，3I導(dǎo)線在b處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向下，而I導(dǎo)線在b處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向上，因3I導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場較大，則合磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向下，因此a點(diǎn)和b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同，故A正確，B錯(cuò)誤；

CD、3I導(dǎo)線與I導(dǎo)線在a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小Ba=K+K=K，

而3I導(dǎo)線與I導(dǎo)線在b處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小Bb=K﹣K=K，則a點(diǎn)和b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為16：1，故C錯(cuò)誤，D正確．

故選：AD．

【點(diǎn)評(píng)】磁感應(yīng)強(qiáng)度為矢量，合成時(shí)要用平行四邊形定則，因此要正確根據(jù)安培定則判斷導(dǎo)線周圍磁場方向是解題的前提．

【題型】單選題
【結(jié)束】
121

【題目】制造納米薄膜裝置的工作電極可簡化為真空中間距為d的兩平行金屬板，如圖甲所示，加在A、B間的電壓UAB做周期性變化，其正向電壓為U0，反向電壓為-kU0(k≥1)，電壓變化的周期為2T，如圖乙所示．在t＝0時(shí)，有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為e的電子以初速度v0垂直電場方向從兩極板正中間射入電場，在運(yùn)動(dòng)過程中未與極板相撞，且不考慮重力的作用，則下列說法中正確的是(　　)

A. 若且電子恰好在2T時(shí)刻射出電場，則應(yīng)滿足的條件是

B. 若k＝1且電子恰好在4T時(shí)刻從A板邊緣射出電場，則其動(dòng)能增加

C. 若且電子恰好在2T時(shí)刻射出電場，則射出時(shí)的速度為

D. 若k＝1且電子恰好在2T時(shí)刻射出電場，則射出時(shí)的速度為v0

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，A、B兩處為在同一均勻介質(zhì)中且振動(dòng)頻率均為f的振源，兩振源的振動(dòng)步調(diào)完全相同，O點(diǎn)為兩振源連線的中點(diǎn)。已知兩振源在該介質(zhì)中形成的機(jī)械波的振幅均為A0、波速均為v，AB=a，兩振源的振動(dòng)方向與初相位均相同。則下列說法中正確的是________(填正確答案的標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每錯(cuò)選1個(gè)扣3分，最低得分為0分)。

A.當(dāng)O點(diǎn)開始振動(dòng)后其振動(dòng)頻率等于振源的振動(dòng)頻率f

B.當(dāng)O點(diǎn)開始振動(dòng)后其振動(dòng)頻率等于振源的振動(dòng)頻率2f

C.當(dāng)O點(diǎn)開始振動(dòng)后其振幅等于2A0

D.當(dāng)兩振源間的距離a=n(n=1、2、3…)時(shí)，O點(diǎn)開始振動(dòng)后其振幅一定小于2A0

E.當(dāng)O點(diǎn)開始振動(dòng)后，其振動(dòng)不一定與兩振源的振動(dòng)步調(diào)相同

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，10匝矩形線框，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.4 T的勻強(qiáng)磁場中，繞垂直磁場的軸OO′以角速度為100 rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框電阻不計(jì)，面積為0.5m2，線框通過滑環(huán)與一理想變壓器的原線圈相連，副線圈接有兩只燈泡L1和L2.已知變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10：1，開關(guān)斷開時(shí)L1正常發(fā)光，且電流表示數(shù)為0.01A，則(　　)

A. 若從圖示位置開始計(jì)時(shí)，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值為200sin100t V

B. 燈泡L1的額定功率為2W

C. 若開關(guān)S閉合，燈泡L1將更亮

D. 若開關(guān)S閉合，電流表示數(shù)將增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為光電效應(yīng)中光電流隨入射光的強(qiáng)度、入射光的頻率和外加電壓變化的圖象，在橫軸上的截距表示加上反向電壓達(dá)到一定值時(shí)光電流為零，這個(gè)電壓稱為遏止電壓Uc，加上正向電壓，電壓達(dá)到一定值時(shí)，對(duì)于某一頻率的光，在光的強(qiáng)度一定的情況下，光電流也趨于一定，這個(gè)電流稱為飽和光電流，根據(jù)圖中提供的信息可以判斷出，在光電效應(yīng)中，遏止電壓與________有關(guān)，與________無關(guān)，飽和光電流與________和________有關(guān)，與________無關(guān)．(填“入射光的頻率”、“入射光的強(qiáng)度”或“外加電壓”)

【答案】 入射光的頻率 入射光的強(qiáng)度 入射光的頻率 入射光的強(qiáng)度 外加電壓

【解析】由題圖可知，黃光與藍(lán)光的頻率不同，遏止電壓不同，說明遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)，而黃光的強(qiáng)弱不同，但遏止電壓相同，說明遏止電壓與入射光的強(qiáng)度無關(guān)；加上正向電壓，電壓達(dá)到一定值時(shí)，對(duì)于某一頻率的光，在入射光的強(qiáng)度一定的情況下，光電流也趨于一定，說明飽和光電流與外加電壓無關(guān)，而入射光的頻率不同，光強(qiáng)不同，飽和光電流都不同，說明飽和光電流與入射光的頻率和強(qiáng)度都有關(guān)．

【題型】填空題
【結(jié)束】
92

【題目】如圖所示，半徑分別為R＝1 m和r＝0.5 m的甲、乙兩光滑圓軌道置于同一豎直平面內(nèi)，兩軌道之間由一段光滑水平軌道CD相連，在水平軌道CD上一輕彈簧被a、b兩小球夾住，現(xiàn)同時(shí)由靜止釋放兩小球，重力加速度取g＝10 m/s2.

①如果a、b小球都恰好能夠通過各自圓軌道的最高點(diǎn)，求兩小球的質(zhì)量之比；

②如果a、b小球的質(zhì)量均為0.5 kg，為保證兩小球都能夠通過各自圓軌道的最高點(diǎn)，求釋放兩小球前彈簧彈性勢能的最小值．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，絕熱汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，汽缸內(nèi)壁光滑，有一絕熱活塞可在汽缸內(nèi)自由滑動(dòng)，活塞的重力為500N、橫截面積為100cm2.當(dāng)兩部分氣體的溫度都為27℃時(shí)，活塞剛好將缸內(nèi)氣體分成體積相等的A、B上下兩部分，此時(shí)A氣體的壓強(qiáng)為p0＝1.0×105Pa.現(xiàn)把汽缸倒置，仍要使兩部分體積相等，則需要把A部分的氣體加熱到多少攝氏度？

【答案】t＝327℃

【解析】初始狀態(tài)：氣體A的壓強(qiáng)為：pA= p0

溫度為：T1＝(273＋23)K＝300K

氣體B的壓強(qiáng)為：pB ＝p0＋p

末狀態(tài)：對(duì)于B氣體：由于溫度和體積都未變化，所以B氣體的壓強(qiáng)不變化；

對(duì)于A氣體：pA’ ＝pB＋p

對(duì)于A氣體，依據(jù)查理定律得：

解得：T2＝600K＝327 ℃

【題型】解答題
【結(jié)束】
80

【題目】如圖所示，位于坐標(biāo)原點(diǎn)O處的振源由t＝0時(shí)刻開始向上起振，在沿x軸的正方向上形成一列簡諧橫波，質(zhì)點(diǎn)A、B、C、D是其傳播方向上的四點(diǎn)，且滿足OA＝AB＝BC＝CD，經(jīng)時(shí)間t＝0.3s的時(shí)間該波剛好傳播到質(zhì)點(diǎn)C處，此刻振源O第一次處于波谷位置．則下列說法正確的是______．

A．該振源的振動(dòng)周期為T＝0.4s

B．在t＝0.3s時(shí)質(zhì)點(diǎn)A處在平衡位置且向上振動(dòng)

C．在t＝0.3s時(shí)質(zhì)點(diǎn)B處在波谷位置

D．當(dāng)該波剛傳到質(zhì)點(diǎn)D時(shí)，質(zhì)點(diǎn)D的振動(dòng)方向向上

E．在t＝0.5s時(shí)質(zhì)點(diǎn)C處在平衡位置且向下振動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,一個(gè)三棱柱形玻璃磚的橫截面為直角三角形,其中∠ABC為直角,∠ACB = 30°,BC邊長為L。t=0時(shí),一細(xì)光束從AB邊中點(diǎn)D射入玻璃磚,光的入射方向垂直于玻璃磚的表面。已知 (c為光在真空中的傳播速度)開始,有光從玻璃磚內(nèi)射出。求玻璃磚的折射率n。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，有一個(gè)等腰直角三角形的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，其直角邊長為L，磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一邊長為L、總電阻為R的正方形導(dǎo)線框abcd，從圖示位置開始沿x軸正方向以速度v勻速穿過磁場區(qū)域。取沿a→b→c→d→a的感應(yīng)電流為正，則下圖中表示線框中電流i 隨bc邊的位置坐標(biāo) x 變化的圖象正確的是（ ）

A.

B.

C.

D.

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同步練習(xí)冊答案