(14分)如圖甲所示，在xOy坐標(biāo)平面y軸左側(cè)有一速度選擇器，速度選擇器中的勻強(qiáng)電場方向豎直向下，兩板間的電壓為U，距離為d；勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里。xOy坐標(biāo)平面的第一象限(包括x、y軸)內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為BO、方向垂直于xOy平面且隨時(shí)間做周期性變化的勻強(qiáng)磁場，如圖乙所示(磁場方向垂直xOy平面向里的為正)。一束比荷不同的帶正電的粒子恰能沿直線通過速度選擇器，在t=0時(shí)刻從坐標(biāo)原點(diǎn)O垂直射人周期性變化的磁場中。部分粒子經(jīng)過一個(gè)磁場變化周期TO后，速度方向恰好沿x軸正方向。不計(jì)粒子的重力，求：

  (1)粒子進(jìn)入周期性變化的磁場的速度”；

  (2)請用三角板和圓規(guī)作出經(jīng)一個(gè)磁場變化周期TO后，速度方向恰好沿x軸正方向，且此時(shí)縱坐標(biāo)最大的粒子的運(yùn)動軌跡，并求出這種粒子的比荷上；

  (3)在(2)中所述的粒子速度方向恰好沿x軸正方向時(shí)的縱坐標(biāo)y。

 

【答案】

（1）（2）（3）

【解析】2

試題分析：（1）粒子沿直線通過速度選擇器，即受力平衡，

得

（2）根據(jù)磁場的周期性變化，粒子在勻強(qiáng)磁場中的圓周運(yùn)動軌跡也是對稱的，只要沒有離開磁場，經(jīng)過一個(gè)磁場變化周期后速度都會沿X軸正向，即與初速度方向同。恰好不離開磁場時(shí)，縱坐標(biāo)最大，如下圖

設(shè)粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動的半徑為R，則根據(jù)上圖中幾何關(guān)系得，即

設(shè)粒子圓周運(yùn)動周期為T，則有

所以

根據(jù)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動，有圓周運(yùn)動的周期

整理可得

(3)有幾何關(guān)系可得

帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做圓周運(yùn)動

整理得

考點(diǎn)：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（1）某同學(xué)做“利用單擺測重力加速度”的實(shí)驗(yàn)，測得g值偏小，其可能原因是
BD
BD

A．測擺線長時(shí)，擺線拉得過緊
B．?dāng)[線未系牢，擺動中松弛了
C．實(shí)驗(yàn)中誤將49次全振動數(shù)計(jì)為50次
D．實(shí)驗(yàn)中誤將51次全振動數(shù)計(jì)為50次
（2）在“利用單擺測重力加速度”中：
①實(shí)驗(yàn)時(shí)用20分度的游標(biāo)卡尺測量擺球直徑，示數(shù)如圖甲所示，該擺球的直徑d=
14.15
14.15
 mm．
②接著測量了擺線的長度為l0，實(shí)驗(yàn)時(shí)用拉力傳感器測得擺線的拉力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示，則重力加速度的表達(dá)式g=
π2(L0+
d
2
)
4t
2
0
π2(L0+
d
2
)
4t
2
0
（用題目中的物理量表示）．
③某小組改變擺線長度l0，測量了多組數(shù)據(jù)．在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，甲同學(xué)把擺線長l0作為擺長，直接利用公式求出各組重力加速度值再求出平均值；乙同學(xué)作出T2-l0圖象后求出斜率，然后算出重力加速度．兩同學(xué)處理數(shù)據(jù)的方法對結(jié)果的影響是：甲
偏小
偏小
，乙
無影響
無影響
（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

A．如圖甲所示，質(zhì)量為m的不帶電絕緣小物塊B靜止在b點(diǎn)，絕緣水平軌道abc與絕緣光滑圓弧軌道cd平滑連接，d為cd軌道的最高點(diǎn)．質(zhì)量為m、電量為+q的小物塊A以初速度v0=
7gl0
自a點(diǎn)開始水平向右運(yùn)動，到達(dá)b點(diǎn)與小物塊B發(fā)生正碰，碰撞后A、B粘合在一起不再分離．與此同時(shí)，在分界面bb'與分界面cc'之間的空間內(nèi)附加一水平向左的電場，設(shè)小物塊AB進(jìn)入電場時(shí)為t=0時(shí)刻，電場隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示，已知場強(qiáng)E=
2mg
q
，T0=
2l0
g
，a、b兩點(diǎn)距離為l0，電場的寬度為 
l0
4
＜L＜l0，d點(diǎn)高度為l0，小物塊A、B與水平軌道的動摩擦因數(shù)μ=0.5，其余摩擦不計(jì)，小物塊A、B均視為質(zhì)點(diǎn)．重力加速度用g表示．求：
（1）小物塊A到達(dá)b點(diǎn)即將與小物塊B碰撞前的速度vA大�。�
（2）自小物塊A從a點(diǎn)開始運(yùn)動到小物塊A、B第一次離開電場，試討論在這個(gè)過程中摩擦力對小物塊A、B做的總功Wf與L的關(guān)系
（3）判斷小物塊AB能否上滑到cd軌道的d點(diǎn)．

B．如圖丙所示，a、b兩滑塊原來緊靠在一起，靜止在水平面上的A點(diǎn)，滑塊a、b的質(zhì)量分別為m、2m，物塊與水平地面間的動摩擦因數(shù)為0.1，B點(diǎn)為圓軌道的最低點(diǎn)，A、B之間的距離為5R．現(xiàn)在a、b在某種內(nèi)力的作用下突然分開，a以va=3
gR
的速度由A點(diǎn)開始向B點(diǎn)滑行，并滑上光滑的半徑為R的 
1
4
圓弧BC，在C點(diǎn)正上方有一離C點(diǎn)高度也為R的旋轉(zhuǎn)平臺，沿平臺直徑方向開有兩個(gè)離軸心距離相等的小孔P、Q，旋轉(zhuǎn)時(shí)兩孔均能達(dá)到C點(diǎn)的正上方．若滑塊滑過C點(diǎn)后從P孔上升又恰能從Q孔落下，求
（1）分開后b球獲得的速度vb
（2）滑塊a在B點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力；
（3）滑塊上升至P點(diǎn)時(shí)的速度vP
（4）平臺轉(zhuǎn)動的角速度ω應(yīng)滿足什么條件？

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科目：高中物理 來源： 題型：

(14分) (1)如圖甲所示，三棱鏡的橫截面是一直角三角形，∠A=90°，∠B=30°，∠C=60°，已知棱鏡材料的折射率為，底邊BC涂黑，一細(xì)束入射光沿平行于底邊BC的方向入射，經(jīng)AB面折射到AC面，則此束光能否從AC面射出？

(2)如圖乙，把兩個(gè)頂角分別為∠A1 = 60°和∠A2 = 30°的棱鏡膠合在一起， DC邊水平放置，兩個(gè)棱鏡材料的折射率與入射光的波長之間的關(guān)系為：

   ，  =1.1, = 1×105nm2

   ,  =1.3, = 5×104nm2

①發(fā)現(xiàn)波長0的光線從任何方向入射，經(jīng)過AC面時(shí)不發(fā)生偏折，求此波長0 ，并求棱鏡ACD和棱鏡ACB對此光束的折射率n1和n2；

②在圖乙中波長為0 和波長為400nm紫光沿圖示相同方向射向AD邊，設(shè)二種波長不同的光線都從BC面出射，其中波長0的光線從BC面出射后與DC平行，在圖乙中定性畫出二種色光的光路。(忽略一切反射)

 

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科目：高中物理 來源：2012屆江蘇省高三高考一輪復(fù)習(xí)第四章第3單元物理試卷（帶解析） 題型：計(jì)算題

(14分)在如圖11所示的裝置中，兩個(gè)光滑的定滑輪的半徑很小，表面粗糙的斜面固定在地面上，斜面的傾角為θ＝30°.用一根跨過定滑輪的細(xì)繩連接甲、乙兩物體，把甲物體放在斜面上且連線與斜面平行，把乙物體懸在空中，并使懸線拉直且偏離豎直方向α＝60°.現(xiàn)同時(shí)釋放甲、乙兩物體，乙物體將在豎直平面內(nèi)振動，當(dāng)乙物體運(yùn)動經(jīng)過最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)，甲物體在斜面上均恰好未滑動．已知乙物體的質(zhì)量為m＝1 kg，若取重力加速度g＝10 m/s2.試求：

(1)乙物體運(yùn)動經(jīng)過最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)懸繩的拉力大小；
(2)甲物體的質(zhì)量及斜面對甲物體的最大靜摩擦力．

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科目：高中物理 來源：2011-2012學(xué)年江蘇省高三高考一輪復(fù)習(xí)第四章第3單元物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

(14分)在如圖11所示的裝置中，兩個(gè)光滑的定滑輪的半徑很小，表面粗糙的斜面固定在地面上，斜面的傾角為θ＝30°.用一根跨過定滑輪的細(xì)繩連接甲、乙兩物體，把甲物體放在斜面上且連線與斜面平行，把乙物體懸在空中，并使懸線拉直且偏離豎直方向α＝60°.現(xiàn)同時(shí)釋放甲、乙兩物體，乙物體將在豎直平面內(nèi)振動，當(dāng)乙物體運(yùn)動經(jīng)過最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)，甲物體在斜面上均恰好未滑動．已知乙物體的質(zhì)量為m＝1 kg，若取重力加速度g＝10 m/s2.試求：

 (1)乙物體運(yùn)動經(jīng)過最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)懸繩的拉力大��；

(2)甲物體的質(zhì)量及斜面對甲物體的最大靜摩擦力．

 

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