【題目】如圖所示，真空中有以O1為圓心，R為半徑的圓形勻強磁場區(qū)域，圓的最左端與y軸相切于坐標(biāo)原點D，圓的最上端與平行于x軸的虛線MN相切于P點，磁場方向垂直紙面向里，第一象限內(nèi)在虛線MN上方沿v軸負(fù)方向有平行于y軸的有界勻強電場（上邊界平行于x軸，圖中未畫出）�，F(xiàn)從坐標(biāo)原點O在紙面內(nèi)向坐標(biāo)系的第一象限和第四象限內(nèi)的不同方向發(fā)射速率均為v0的質(zhì)子。己知沿x軸正方向發(fā)射的質(zhì)子恰好從P點離開磁場進(jìn)入電場，能到達(dá)電場的上邊界，最后也能返回磁場，電場強度E和磁感應(yīng)強度B大小未知，但滿足關(guān)系，不計質(zhì)子的重力、質(zhì)子對電場和磁場的影響及質(zhì)子間的相互作用。

(1)求勻強電場上邊界與虛線MN的間距d；

(2)在第四象限內(nèi)沿與x軸正方向成角的方向發(fā)射一質(zhì)子，最終離開磁場，求從發(fā)射到最終離開磁場區(qū)域的過程質(zhì)子運動的時間t；

(3)若電場方向改為沿x軸的負(fù)方向，場強大小不變，如圖所示，電場上邊界位置也不變，y0=4R處有一平行于x軸的熒光屏，與y軸相交于Q點，由O點發(fā)射的所有質(zhì)子最終均能打在熒光屏上，求熒光屏的最小長度。

【答案】（1）3R;（2） ;（3）

【解析】

(1)經(jīng)分析，質(zhì)子在磁場中做勻速圓周運動，軌跡半徑為R，進(jìn)入電場后做勻減速直線運動，到達(dá)上邊界時速度剛好減為零，在電場中，根據(jù)動能定理有

在磁場中，根據(jù)洛倫茲力提供向心力有

又，聯(lián)立解得

(2)質(zhì)子在磁場和電場中的運動軌跡如圖1所示，由幾何知識知，質(zhì)子第一次在磁場中運動的軌跡對應(yīng)的圓心角為，質(zhì)子第二次在磁場中運動的軌跡對應(yīng)的圓心角為，則

質(zhì)子在磁場中運動的總時間

質(zhì)子在電場中運動的總時間

質(zhì)子在無場區(qū)運動的總時間

故質(zhì)子運動的總時間為

(3)經(jīng)分析，所有質(zhì)子經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后均沿平行于y軸的方向進(jìn)入電場，軌跡如圖2，質(zhì)子做類平拋運動，質(zhì)子剛好打在Q點時，有

聯(lián)立解得

故沿y軸負(fù)方向發(fā)射的質(zhì)子打在熒光屏上的位置離y軸最遠(yuǎn)，最遠(yuǎn)距離

出磁場時橫坐標(biāo)x在范圍內(nèi)的質(zhì)子將打在y軸左側(cè)的熒光屏上，有

聯(lián)立解得

當(dāng)時，即時，有最大值，最大值為

故質(zhì)子打在熒光屏上發(fā)光的區(qū)域長度為

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，兩束單色光a、b從水下面射向A點，光線經(jīng)折射后合成一束光c，則下列說法正確的是（ ）

A.用同一雙縫干涉實驗裝置分別以a、b光做實驗，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距

B.a光在水中的傳播速度比b光快

C.用a、b光分別做雙縫干涉時它們的干涉條紋寬度都是不均勻的

D.在水中a光的臨界角大于b光的臨界角

E.若a光與b光以相同入射角從水射向空氣，在不斷增大入射角時水面上首先消失的是a光

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)用如圖甲所示的裝置做“探究合力做的功與動能改變量之間的關(guān)系”的實驗，他們將光電門固定在水平軌道上的B點，并用重物通過細(xì)線拉帶有遮光條的小車，然后保持小車和重物的質(zhì)量不變，通過改變小車釋放點到光電門的距離（s）進(jìn)行多次實驗，實驗時要求小車每次都從靜止釋放。

（1）用螺旋測微器測量遮光條的寬度，其示數(shù)如圖乙所示，則遮光條的寬度________mm。

（2）為了減小誤差，實驗時需要進(jìn)行的操作是________。

A．將水平軌道上的A端墊高適當(dāng)?shù)母叨�，以平衡摩擦�?/span>

B．使重物的質(zhì)量m遠(yuǎn)大于小車及遮光條的總質(zhì)量M

C．調(diào)節(jié)水平軌道左端滑輪的高度

（3）某次實驗中，測得小車及遮光條的質(zhì)量M=1kg，光電門記錄小車通過的時間，則在此次實驗中小車及遮光條增加的動能為________J（結(jié)果保留到小數(shù)點后兩位）。

（4）實驗中利用________計算拉力對小車做的功W在方格紙上做出圖像（是小車和重物動能之和），如圖所示。由圖像可以看出總是略大于W，造成這種現(xiàn)象的原因是________________________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】按圖甲所示的電路測量一節(jié)舊電池的電動勢E(約1.5V)和內(nèi)阻r(約20Ω)，可供選擇的器材如下：

兩個相同電流表A1、A2（量程0～500μA，內(nèi)阻約為500Ω），

滑動變阻器R（阻值0～100Ω，額定電流1.0A），

定值電阻R1（阻值約為100Ω），

兩個相同的電阻箱R2、R3（阻值0～999.9Ω），

開關(guān)、導(dǎo)線若干．

由于現(xiàn)有電流表量程偏小，不能滿足實驗要求，為此，先將電流表改裝（擴(kuò)大量程），然后再按圖甲電路進(jìn)行測量．

(1)測量電流表A2的內(nèi)阻，按圖乙電路測量A2的內(nèi)阻時，必要的操作如下．

A．?dāng)嚅_S1

B．閉合S1、S2

C．按圖乙連接線路，將滑動變阻器R的滑片調(diào)至最左端，R2調(diào)至最大

D．?dāng)嚅_S2，閉合S3

E．調(diào)節(jié)滑動變阻器R，使A1、A2的指針偏轉(zhuǎn)適中，記錄A1的示數(shù)I1

F．調(diào)節(jié)R2，使A1的示數(shù)為I1，記錄R2的值

請按合理順序排列其余實驗步驟（填序號）CB______A.

(2)將電流表A2（較小量程）改裝成電流表A（較大量程）,如果(1)中測出A2的內(nèi)阻為468.0Ω，現(xiàn)用R2將A2改裝成量程為20mA的電流表A，應(yīng)把R2為_______

(3)(3)利用電流表A、電阻箱R3,測電池的電動勢和內(nèi)阻.用電流表A、電阻箱R3及開關(guān)S按圖甲所示電路測電池的電動勢和內(nèi)阻．實驗時，改變R3的值，記下電流表A的示數(shù)I，得到若干組R3、I的數(shù)據(jù)，然后通過做出有關(guān)物理量的的線性圖象，求得電池電動勢E和內(nèi)阻r.

a.圖中虛線框內(nèi)為一條直線，其中縱軸為，橫軸應(yīng)為__________.

直線的斜率

b.已知圖中直線縱軸截距為b，斜率為k，改裝后電流表A的內(nèi)阻為RA，則電動勢E=____，內(nèi)阻r=_____縱軸截距的絕對值．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑絕緣的圓形管狀軌道豎直放置，管道中央軌道半徑為R，管道內(nèi)有一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q直徑略小于管道內(nèi)徑的小球，空間內(nèi)存在方向相互垂直的勻強磁場和勻強電場，磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，方向水平向里，電場的電場強度大小（g為重力加速度），方向豎直向上。現(xiàn)小球從軌道的最低點沿軌道方向以大小為v0的初速度水平射出，下列說法正確的是（ ）

A.無論初速度的方向向右還是向左，小球在運動中對軌道的作用力都不可能為0

B.小球在最高點對軌道內(nèi)側(cè)的作用力大小可能為，方向豎直向下

C.小球在最高點對軌道的作用力為0時，受到的洛倫茲力大小可能為，方向豎直向下

D.若初速度方向向左，小球在最低點和軌道水平直徑右端時，對軌道外側(cè)有壓力，且壓力差大于mg

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2019年7月31日，一個國際研究小組在《天文學(xué)和天體物理學(xué)》雜志刊文稱，在一個距離我們31光年的M型紅矮星GJ357系統(tǒng)中，發(fā)現(xiàn)了行星GJ357b、GJ357c和GJ357d，它們繞GJ357做圓周運動。GJ357d處于GJ357星系宜居帶，公轉(zhuǎn)軌道與GJ357的距離大約為日地距離的五分之一。GJ357d的質(zhì)量是地球質(zhì)量的6.1倍，公轉(zhuǎn)周期為55.7天，很可能是一個宜居星球。不考慮行星間的萬有引力，根據(jù)以上信息可知（ ）

A.GJ357d和GJ357c的軌道半徑與周期的比值相同

B.GJ357d的周期比GJ357c的周期小

C.GJ357的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的3倍

D.GJ357的質(zhì)量約為太陽質(zhì)量的

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，間距為l1的平行金屬導(dǎo)軌由光滑的傾斜部分和足夠長的水平部分平滑連接而成，右端接有阻值為R的電阻c，矩形區(qū)域MNPQ中有寬為l2、磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場，邊界MN到傾斜導(dǎo)軌底端的距離為s1。在傾斜導(dǎo)軌同一高度h處放置兩根細(xì)金屬棒a和b，由靜止先后釋放a、b，a離開磁場時b恰好進(jìn)入磁場，a在離開磁場后繼續(xù)運動的距離為s2后停止。a、b質(zhì)量均為m，電阻均為R，與水平導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)均為μ，與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好。導(dǎo)軌電阻不計，重力加速度為g。求：

（1）a棒運動過程中兩端的最大電壓；

（2）整個運動過程中b棒所產(chǎn)生的電熱；

（3）整個運動過程中通過b棒的電荷量。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】熱氣球為了便于調(diào)節(jié)運動狀態(tài)，需要攜帶壓艙物，某熱氣球科學(xué)考察結(jié)束后正以大小為的速度勻速下降，熱氣球的總質(zhì)量為M，當(dāng)熱氣球離地某一高度時，釋放質(zhì)量為M的壓艙物，結(jié)果熱氣球到達(dá)地面時的速度恰好為零，整個過程中空氣對熱氣球作用力不變，忽略空氣對壓艙物的阻力，重力加速度為g，求:

（1）釋放壓艙物時氣球離地的高度h;

（2）熱氣球與壓艙物到達(dá)地面的時間差.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑水平面上放置一內(nèi)壁光滑的半圓形凹槽，凹槽質(zhì)量為，半徑為。在凹槽內(nèi)壁左側(cè)上方點處有一質(zhì)量為的小球（可視為質(zhì)點），距離凹槽邊緣的高度為。現(xiàn)將小球無初速度釋放，小球從凹槽左側(cè)沿切線方向進(jìn)入內(nèi)壁，并從凹槽右側(cè)離開。下列說法正確的是（　�。�

A.小球離開凹槽后，上升的最大高度為

B.小球離開凹槽時，凹槽的速度為零

C.小球離開凹槽后，不可能再落回凹槽

D.從開始釋放到小球第一次離開凹槽，凹槽的位移大小為

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同步練習(xí)冊答案