【題目】如圖所示，半徑為r的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域Ⅰ與x軸相切于坐標(biāo)系的原點(diǎn)O，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，方向垂直于紙面向外．磁場區(qū)域Ⅰ右側(cè)有一長方體加速管，加速管底面寬度為2r，軸線與x軸平行且過磁場區(qū)域Ⅰ的圓心，左側(cè)的電勢比右側(cè)高．在加速管出口下側(cè)距離2r處放置一寬度為2r的熒光屏．加速管右側(cè)存在方向垂直于紙面向外磁感應(yīng)強(qiáng)度也為B0的勻強(qiáng)磁場區(qū)域Ⅱ．在O點(diǎn)處有一個(gè)粒子源，能沿紙面向y>0的各個(gè)方向均勻地發(fā)射大量質(zhì)量為m、帶電荷量為q且速率相同的粒子，其中沿y軸正方向射入磁場的粒子，恰能沿軸線進(jìn)入長方形加速管并打在熒光屏的中心位置．（不計(jì)粒子重力及其相互作用）

（1）求粒子剛進(jìn)入加速管時(shí)的速度大小v0；

（2）求加速電壓U；

（3）若保持加速電壓U不變，磁場Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.9 B0，求熒光屏上有粒子到達(dá)的范圍？

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

由運(yùn)動(dòng)方向通過幾何關(guān)系求得半徑，進(jìn)而由洛倫茲力作向心力求得速度；再由幾何關(guān)系求得半徑，由洛倫茲力作向心力聯(lián)立兩式求得粒子速度，應(yīng)用動(dòng)能定理求得加速電壓；先通過幾何關(guān)系求得粒子在加速管中的分布，然后由粒子運(yùn)動(dòng)的半徑及幾何關(guān)系求得可打在熒光屏上的粒子范圍；

解：(1)磁場區(qū)域Ⅰ內(nèi)粒子運(yùn)動(dòng)軌道半徑為：

(2)粒子在磁場區(qū)域Ⅱ的軌道半徑為:

又

由動(dòng)能定理得：

解得：

(3)粒子經(jīng)磁場區(qū)域Ⅰ后，其速度方向均與x軸平行；經(jīng)證明可知： OO1CO2是菱形，所以CO2和y軸平行，v和x軸平行

磁場Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2減小10%，即 ，

熒光屏上方?jīng)]有粒子到達(dá)的長度為:

即熒光屏上有粒子到達(dá)的范圍是：距上端處到下端，總長度

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】用圖甲所示裝置探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”。探究步驟：

①將木板傾斜一定角度并固定，使小車能勻速下滑，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在木板上端；

②連接小車和空砝碼盤的細(xì)繩跨過滑輪并與木板平行，并在小車內(nèi)放若干相同的砝碼；

③將小車接上紙帶，接通電源，從圖示位置靜止釋放小車；

④記錄砝碼盤和盤中砝碼總質(zhì)量，通過紙帶計(jì)算小車的加速度i

⑤將小車內(nèi)的1個(gè)砝碼取出，放在砝碼盤內(nèi)，重復(fù)操作③④；

⑥重復(fù)操作⑤，直到小車內(nèi)的砝碼全部都移至砝碼盤內(nèi)。

己知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz，砝碼盤質(zhì)量為m，所有砝碼總質(zhì)量為m1，小車質(zhì)量為m2�；卮鹣铝袉栴}：

（1）某次打出的一條清晰紙帶的一部分如圖乙所示，則打這條紙帶時(shí)小車加速度a=_______m/s2。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

（2）以小車加速度a為橫坐標(biāo)，砝碼盤和盤中砝碼的總重力F為縱坐標(biāo)，建立坐標(biāo)系，依據(jù)多次測得的數(shù)據(jù)描點(diǎn)，作出圖像。可能正確的圖像是_________（填序號(hào)）。

（3）通過實(shí)驗(yàn)得到結(jié)：物體質(zhì)量一定時(shí)，其加速度與合外力成正比。則本探充實(shí)驗(yàn)中，測量對(duì)象的質(zhì)量是__________。

（4）某位同學(xué)安裝器材時(shí)，水平固定木板，其余實(shí)驗(yàn)操作步驟和數(shù)據(jù)處理方法與上述相同且正確，則該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)探宄過程中記錄或計(jì)算得到物理量的值，與真實(shí)值相比，不準(zhǔn)確的是_________（選填“加速度”或“力”或“質(zhì)量”）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，靜止在水平地面的物塊A，受到水平向右的拉力F作用，F與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，設(shè)物塊與地面的靜摩擦力最大值fm與滑動(dòng)摩擦力大小相等，則 (　)

A. 0～t1時(shí)間內(nèi)F的功率逐漸增大

B. t2時(shí)刻物塊A的加速度最大

C. t2時(shí)刻后物塊A做反向運(yùn)動(dòng)

D. t3時(shí)刻物塊A的動(dòng)能最大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】有關(guān)下列四幅圖的說法正確的是（　�。�

A. 甲圖中，球m1以速度v碰撞靜止球m2，若兩球質(zhì)量相等，碰后m2的速度一定為v

B. 乙圖中，在光顏色保持不變的情況下，入射光越強(qiáng)，飽和光電流越大

C. 丙圖中，射線甲由 β粒子組成，射線乙為 γ射線，射線丙由 α粒子組成

D. 丁圖中，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)屬于重核裂變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2019年廣州市許多的出租車都換成了電動(dòng)汽車，電動(dòng)汽車相對(duì)于燃油汽車來說最大的優(yōu)勢就是環(huán)保節(jié)能，有幾位電動(dòng)車的發(fā)燒友為了測試某電動(dòng)汽車的性能，記錄了該電動(dòng)汽車沿平直公路啟動(dòng)、勻速和制動(dòng)三個(gè)過程的速度變化情況，若汽車啟動(dòng)和制動(dòng)的過程可以看成是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，則下列說法錯(cuò)誤的是（ ）

A.汽車加速到6s開始勻速運(yùn)動(dòng)

B.加速階段位移的大小為108米

C.5秒末汽車的速度大小一定為27m/s

D.制動(dòng)過程的加速度大小一定為10m/s

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，一個(gè)靜止的放射性原子核()發(fā)生了一次α衰變。放射出的α粒子()在與磁場垂直的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑為R。以m、q分別表示α粒子的質(zhì)量和電荷量，生成的新核用Y表示。下面說法不正確的是

A. 發(fā)生衰變后產(chǎn)生的α粒子與新核Y在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌跡正確的是圖丙

B. 新核Y在磁場中圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為RY＝

C. α粒子的圓周運(yùn)動(dòng)可以等效成一個(gè)環(huán)形電流，且電流大小為I＝

D. 若衰變過程中釋放的核能都轉(zhuǎn)化為α粒子和新核的動(dòng)能，則衰變過程中的質(zhì)量虧損為Δm＝

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，從斜面上的點(diǎn)以速度v0水平拋出一個(gè)物體，飛行一段時(shí)間后，落到斜面上的B點(diǎn)，己知AB＝75m，α＝37°，（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2。）不計(jì)空氣阻力，下列正確的是（　�。�

A. 物體的位移大小為60m

B. 物體飛行的時(shí)間為6s

C. 物體在B點(diǎn)的速度大小為30m/s

D. 物體的初速度v0大小為20m/s

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某物理興趣小組在“探究彈性勢能的表達(dá)式”的實(shí)驗(yàn)中,用一個(gè)被壓縮的彈簧沿粗糙水平面彈出一個(gè)小物體,測得彈簧被壓縮的距離和小物體在粗糙水平面上滑動(dòng)的距離如下表所示。

實(shí)驗(yàn)次數(shù)

1

2

3

4

d/cm

1.00

2.00

3.00

4.00

x/m

1.00

4.02

9.01

16.02

（1）由此表可以歸納出,小物體滑動(dòng)的距離與彈簧被壓縮的距離之間的關(guān)系為x=___(式中的常量用表示)。

（2）彈簧的彈性勢能與彈簧被壓縮的距離之間的關(guān)系為=____ (式中的常量用k2表示)。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，對(duì)下列課本插圖描述正確的是

A.圖甲右上方的路牌所標(biāo)的“50”應(yīng)為車輛通行的平均速度

B.由圖乙可推出所有形狀規(guī)則的物體重心均在其幾何中心處

C.圖丙中擲出后的冰壺能繼續(xù)運(yùn)動(dòng)說明其具有慣性

D.圖丁中汽車速度減小時(shí)速度變化方向與汽車運(yùn)動(dòng)方向相同（v1為初速度）

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同步練習(xí)冊(cè)答案