【題目】如圖所示，某空間中有四個(gè)方向垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同、半徑均為R的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域1、2、3、4。其中1與4相切，2相切于1和3,3相切于2和4，且第1個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域和第4個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域的豎直方向的直徑在一條直線上。一質(zhì)量為m、帶電荷量為－q的粒子，靜止置于電勢(shì)差為U0的帶電平行板(豎直放置)形成的電場(chǎng)中(初始位置在負(fù)極板附近)，經(jīng)過電場(chǎng)加速后，從第1個(gè)磁場(chǎng)的最左端水平進(jìn)入，并從第3個(gè)磁場(chǎng)的最下端豎直穿出。已知tan 22.5°=0.4，不計(jì)帶電粒子的重力。

（1）求帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大��；

（2）試判斷：若在第3個(gè)磁場(chǎng)的下面也有一電勢(shì)差為U0的帶電平行板(水平放置，其小孔在第3個(gè)磁場(chǎng)最下端的正下方)形成的電場(chǎng)，帶電粒子能否按原路返回？請(qǐng)說明原因；

（3）求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B；

（4）若將該帶電粒子自該磁場(chǎng)中的某個(gè)位置以某個(gè)速度釋放后恰好可在四個(gè)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則該粒子的速度大小v′為多少？

【答案】（1）（2）見解析（3）（4）

【解析】(1)根據(jù)動(dòng)能定理有： ，解得

(2)不能按原路返回，因?yàn)榱Ｗ舆M(jìn)入第3個(gè)磁場(chǎng)下的電場(chǎng)后，向下減速至速度為零，然后反向加速至速度的大小為v，但進(jìn)入磁場(chǎng)后，根據(jù)左手定則可知，帶電粒子受到的洛倫茲力方向向右，粒子向右偏，故不能按原路返回

(3)設(shè)帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，如圖甲所示

則根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性和幾何關(guān)系可知，粒子在第1個(gè)磁場(chǎng)和第3個(gè)磁場(chǎng)中各偏轉(zhuǎn)45°，則有： ，解得r＝2.5R

根據(jù)洛倫茲力提供向心力得

解得

(4)該帶電粒子在四個(gè)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖乙所示

由幾何關(guān)系知其軌道半徑只能是R，根據(jù)洛倫茲力提供向心力得

解得

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列說法正確的是(　　)

A. 太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核裂變反應(yīng)

B. 用加熱、加壓或改變其化學(xué)狀態(tài)的方法都不能改變?cè)雍怂プ兊陌胨テ?/span>

C. 一個(gè)氫原子從量子數(shù)n＝3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)最多可產(chǎn)生3條不同頻率的譜線

D. 一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，可能是因?yàn)樵撌獾牟ㄩL(zhǎng)太短

【答案】B

【解析】太陽輻射的能量主要來自于太陽內(nèi)部的核聚變，A錯(cuò)誤；加熱、加壓或改變化學(xué)狀態(tài)均不影響元素的半衰期，B正確；一個(gè)氫原子從n=3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)，最多產(chǎn)生2種不同頻率的光譜，C錯(cuò)誤；一束光照射到金屬上，不能發(fā)生光電效應(yīng)，是由于該光的頻率小，沒有達(dá)到該金屬的極限頻率，根據(jù)可知頻率小，光的波長(zhǎng)長(zhǎng)，D錯(cuò)誤．

【題型】單選題
【結(jié)束】
156

【題目】如圖所示，兩個(gè)邊長(zhǎng)為2L的正方形PQMN和HGKJ區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B1和B2，兩磁場(chǎng)區(qū)域中間夾有兩個(gè)寬度為L、方向水平且相反、場(chǎng)強(qiáng)大小均為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，兩電場(chǎng)區(qū)域分界線經(jīng)過PN、GK的中點(diǎn)．一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子(不計(jì)重力)從G點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)上方電場(chǎng)加速后通過磁場(chǎng)回旋，又經(jīng)歷下方電場(chǎng)沿NK二次加速后恰好回到G點(diǎn)，則下列說法正確的是(　　)

A. B2＝2B1

B. 帶電粒子第二次進(jìn)入右邊磁場(chǎng)后一定從MN邊離開

C. 第一次完整回旋過程經(jīng)歷的時(shí)間為

D. 要實(shí)現(xiàn)兩次以上的回旋過程，可以同時(shí)增大兩磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組擬用甲圖所示的裝置研究滑塊的運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)器材有：滑塊，鉤碼，紙帶，毫米刻度尺，帶滑輪的木板，漏斗和細(xì)線組成的單擺（細(xì)線質(zhì)量不計(jì)且不可伸長(zhǎng)，裝滿有色液體后，漏斗和液體質(zhì)量相差不大）等。實(shí)驗(yàn)前，在控制液體不漏的情況下，從漏斗某次經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，測(cè)得之后漏斗第100次經(jīng)過最低點(diǎn)共用時(shí)100秒；實(shí)驗(yàn)中，讓滑塊在鉤碼作用下拖動(dòng)紙帶做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)單擺垂直于紙帶運(yùn)動(dòng)方向做微小振幅擺動(dòng)，漏斗漏出的液體在紙帶上留下的痕跡記錄了漏斗在不同時(shí)刻的位置。

（1）單擺的周期是 _______s；

（2）圖乙是實(shí)驗(yàn)得到的有液體痕跡并進(jìn)行了數(shù)據(jù)測(cè)量的紙帶，根據(jù)紙帶可求出滑塊的加速度為 __________________ m/s2；（結(jié)果取兩位有效數(shù)字）

（3）用該實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量滑塊加速度，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響最大的因素是___________________________________ 。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在固定導(dǎo)熱汽缸內(nèi)，活塞可沿汽缸無摩擦地滑動(dòng)，活塞橫截面積為S＝0.01 m2、質(zhì)量為m＝10 kg，活塞距離汽缸底部的距離為h0＝10 cm，外界大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105 Pa，環(huán)境溫度為t0＝27 ℃，g＝10 m/s2。

(ⅰ)當(dāng)環(huán)境溫度緩慢升高至57 ℃時(shí)，試比較此過程中氣體吸收的熱量Q與物體內(nèi)能變化量ΔU的大小關(guān)系。

(ⅱ)當(dāng)環(huán)境溫度升高至57 ℃時(shí)，為使活塞距離汽缸底部的距離仍為10 cm，可使汽缸水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)加速度應(yīng)為多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在水平面上放置一傾角為θ的光滑斜面，斜面上用勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接一質(zhì)量為m的小木塊，輕彈簧連在斜面頂端，開始系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)�，F(xiàn)使斜面從靜止開始緩慢向左加速，加速度從零開始緩慢增大到某一值，然后保持此值恒定，木塊最終穩(wěn)定在某一位置(彈簧處在彈性限度內(nèi))。斜面從靜止開始向左加速到加速度達(dá)到最大值的過程中，下列說法正確的是

A. 木塊的重力勢(shì)能一直減小

B. 木塊的機(jī)械能一直增加

C. 木塊的加速度大小可能為

D. 彈簧的彈性勢(shì)能一直增加

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比n1:n2=5:1,R1=5R,R2=R，在ab兩端接220v的正弦交流電壓，則下列說法正確的是

A. 電壓表示數(shù)為20V B. 電壓表示數(shù)為22V

C. 電壓表示數(shù)為36.7V D. R1與R2上消耗的功率不相等

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，滑輪固定在天花板上，物塊A，B用跨過滑輪不可伸長(zhǎng)的輕細(xì)繩相連接，物塊B靜止在水平地面上．如用Ff和FN分別表示水平地面對(duì)物塊B的摩擦力和支持力，那么若將物塊B向左移動(dòng)一小段距離，物塊B仍靜止在水平地面上，則Ff和FN的大小變化情況是(　　)

A. Ff，F(xiàn)N都增大

B. Ff，F(xiàn)N都減小

C. Ff增大，FN減小

D. Ff減小，FN增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)利用如圖甲所示的氣墊導(dǎo)軌裝置探究恒力做功與物體動(dòng)能變化間的關(guān)系．在氣墊導(dǎo)軌上安裝了光電門，滑塊上固定寬度為d的遮光條，用細(xì)線繞過定滑輪將質(zhì)量為M＝200 g的滑塊(含遮光條)與質(zhì)量為m＝30 g的重物相連，細(xì)線與導(dǎo)軌平行．實(shí)驗(yàn)時(shí)滑塊每次都從同一位置A處由靜止釋放，用x表示滑塊從靜止開始到通過光電門的位移大小，用t表示遮光條通過光電門的時(shí)間．改變光電門在氣墊導(dǎo)軌上的位置，測(cè)量不同x所對(duì)應(yīng)遮光條通過光電門的時(shí)間t，再分別計(jì)算拉力做的功W和滑塊通過光電門時(shí)的動(dòng)能Ek.

(1) 用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d，示數(shù)如圖乙所示，則d＝________cm.

(2) 實(shí)驗(yàn)前調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平的目的是________________________________________．

(3) 將重物的重力視為滑塊受到的拉力，取g＝9.80 m/s2，用W＝mgx計(jì)算出拉力對(duì)滑塊做的功W，并計(jì)算出滑塊動(dòng)能增量ΔEk.計(jì)算結(jié)果見下表：

W/10－3 J

7.35

8.82

10.29

11.76

13.23

14.70

ΔEk/10－3 J

6.39

7.67

8.95

10.23

11.50

12.78

(W－ΔEk)/10－3 J

0.96

1.15

1.34

1.53

1.73

1.92

①實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，ΔEk總是小于W.你認(rèn)為這是________(選填“偶然”或“系統(tǒng)”)誤差，簡(jiǎn)要說明你的理由：__________________________________________________________.

②進(jìn)一步研究表明，拉力對(duì)小車做的功W和小車動(dòng)能增量ΔEk的差值(W－ΔEk)隨x增大而增大，用題中滑塊和重物的質(zhì)量可計(jì)算出(W－ΔEk)與x的比值＝________．(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，MN、PQ 為水平放置的平行導(dǎo)軌，通電導(dǎo)體棒 ab 垂直放置在導(dǎo)軌上。 已知導(dǎo)體棒質(zhì)量為 1kg，長(zhǎng)為 2m，通過的電流恒定為 5A，方向如圖所示，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌 間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 0.75，重力加速度為 10m/s2。若使導(dǎo)體棒水平向右勻速運(yùn)動(dòng)，要求軌道 內(nèi)所加與導(dǎo)體棒 ab 垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)最小，則磁場(chǎng)的方向與軌道平面的夾角是_____， 相應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為_____T。

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