如圖所示，真空中有一以（r，0）為圓心、半徑為r的圓柱形勻強磁場區(qū)域，磁場的磁感強度大小為B,方向垂直紙面向里.磁場的上方有兩等大的平行金屬板MN，兩板間距離為2r.從O點向不同方向發(fā)射速率相同的質(zhì)子，質(zhì)子的運動軌跡均在紙面內(nèi).當質(zhì)子進入兩板間時兩板間可立即加上如圖所示的電壓，且電壓從t=0開始變化,電壓的最大值為,已知質(zhì)子的電荷量為e，質(zhì)量為m，質(zhì)子在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑也為r，不計重力,求：

（1）質(zhì)子進入磁場時的速度大小;

（2）若質(zhì)子沿x軸正方向射入磁場，到達M板所需的時間為多少?

（3）若質(zhì)子沿與x軸正方向成某一角度θ的速度射入磁場時，粒子離開磁場后能夠平行于金屬板進入兩板間，求θ的范圍以及質(zhì)子打到M板時距坐標原點O的距離。

【答案】（1）（2）

【解析】（1）由牛頓第二定律： …………（1分）

解得： ………………（1分）

（2）如圖：質(zhì)子在磁場運動周期，………………（2分）

進入MN間

在0到時間內(nèi)，質(zhì)子不受電場力………………（1分）

在到T時間內(nèi)，質(zhì)子受的電場力。  ………………（1分）

 ………………（1分）   ………………（1分）

 ………………（1分）         ………………（1分）

因此

如圖所示，真空中有一以（r，0）為圓心、半徑為r的圓柱形勻強磁場區(qū)域，磁場的磁感強度大小為B,方向垂直紙面向里.磁場的上方有兩等大的平行金屬板MN，兩板間距離為2r.從O點向不同方向發(fā)射速率相同的質(zhì)子，質(zhì)子的運動軌跡均在紙面內(nèi).當質(zhì)子進入兩板間時兩板間可立即加上如圖所示的電壓，且電壓從t=0開始變化,電壓的最大值為,已知質(zhì)子的電荷量為e，質(zhì)量為m，質(zhì)子在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑也為r，不計重力,求：

（1）質(zhì)子進入磁場時的速度大小;

（2）若質(zhì)子沿x軸正方向射入磁場，到達M板所需的時間為多少?

（3）若質(zhì)子沿與x軸正方向成某一角度θ的速度射入磁場時，粒子離開磁場后能夠平行于金屬板進入兩板間，求θ的范圍以及質(zhì)子打到M板時距坐標原點O的距離。

【答案】（1）（2）

【解析】（1）由牛頓第二定律： …………（1分）

解得： ………………（1分）

（2）如圖：質(zhì)子在磁場運動周期，………………（2分）

進入MN間

在0到時間內(nèi)，質(zhì)子不受電場力………………（1分）

在到T時間內(nèi)，質(zhì)子受的電場力。  ………………（1分）

 ………………（1分）   ………………（1分）

 ………………（1分）         ………………（1分）

因此

用同一張底片對著小球運動的路程每隔s拍一次照，得到的照片如圖1－3－19所示，則小球在圖示這段距離內(nèi)運動的平均速度約是(　　)

A．0.25m/s                                   B．0.2 m/s

C．0.17m/s                                   D．無法確定

【解析】：選C.由題意可知，拍照的時間間隔為T＝0.1 s，小球運動位移為x＝6 cm－1 cm＝5 cm＝0.05 m，用的時間為t＝3T＝0.3 s，所以這段時間內(nèi)運動的平均速度＝＝ m/s≈0.17 m/s，故C正確．

用同一張底片對著小球運動的路程每隔s拍一次照，得到的照片如圖1－3－19所示，則小球在圖示這段距離內(nèi)運動的平均速度約是(　　)

A．0.25 m/s                                   B．0.2 m/s

C．0.17 m/s                                   D．無法確定

【解析】：選C.由題意可知，拍照的時間間隔為T＝0.1 s，小球運動位移為x＝6 cm－1 cm＝5 cm＝0.05 m，用的時間為t＝3T＝0.3 s，所以這段時間內(nèi)運動的平均速度＝＝ m/s≈0.17 m/s，故C正確．

“用傳感器探究作用力與反作用力的關(guān)系”的實驗中，兩個力傳感器同時連接到計算機上，把兩個掛鉤連接在一起，向相反方向拉動，觀察顯示器屏幕上出現(xiàn)的結(jié)果如圖3－4－8所示，觀察分析兩個力傳感器的相互作用力隨時間變化的曲線，可以得到以下哪些實驗結(jié)論(　　)

圖3－4－8

A．作用力與反作用力大小始終相等

B．作用力與反作用力方向相反

C．作用力與反作用力作用在同一物體上

D．牛頓第三定律不僅適用于靜止的物體也適用于運動的物體

【解析】：選AB.從圖像可知，兩力的曲線以時間軸為對稱軸，總是大小相等、方向相反的，故A、B正確，C錯誤．D項結(jié)論正確，但不能從實驗現(xiàn)象得出，故正確選項為A、B.