(18分)

    為了使粒子經(jīng)過一系列的運動后，又以原來的速率沿相反方向回到原位，可設計如下的一個電磁場區(qū)域(如圖所示)：水平線QC以下是水平向左的勻強電場，區(qū)域I(梯形PQCD)

內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B；區(qū)域II(三角形APD)內(nèi)的磁場方向與I內(nèi)相同，但是大小可以不同，區(qū)域Ⅲ(虛線PD之上、三角形APD以外)的磁場與Ⅱ內(nèi)大小相等、方向相反。已知等邊三角形AQC的邊長為2L，P、D分別為AQ、AC的中點。帶正電的粒子從Q點正下方、距離Q點為L的0點以某一速度射出：在電場力作用下從QC邊中點N，以速度V0垂直QC射入?yún)^(qū)域Ⅰ，再從P點垂直AQ射入?yún)^(qū)域Ⅲ，又經(jīng)歷一系列運動后返回O點。(粒子重力忽略不計)求：

    (1)該粒子的比荷；

(2)粒子從O點出發(fā)再回到O點的整個運動過程所需時間。

 


(18分)

    (1)根據(jù)牛頓第二定律和洛侖茲力表達式有…………①(3分)

代入R=L，解得…………②(2分)

    (2)帶電粒子在電磁場中運動的總時間包括三段：電場中往返的時間t0、區(qū)域I中的時間t1、區(qū)域Il和Ⅲ中的時間，根據(jù)平拋運動規(guī)律有   ………… ③(2分)

設在區(qū)域Ⅰ中的時間為t1，則…………④(2分)

   若粒子在區(qū)域Ⅱ和Ⅲ內(nèi)的運動如圖甲所示，則總路程為(2n+5／6)個圓周，根據(jù)幾何關(guān)系有

    …………    ⑤(2分)

解得      其中n=0，l，2……

區(qū)域Ⅱ和Ⅲ內(nèi)總路程為  ………… ⑥(2分)

   

總時間 …………⑦(2分)

  若粒子在區(qū)域Il和Ⅲ內(nèi)運動如圖乙所示，則總路程為(2n+l+1／6)個圓周，根據(jù)幾何關(guān)系有：  區(qū)域Ⅱ和Ⅲ內(nèi)總路程為  

   總時間 …………⑧(3分)

 說明：兩種解得出一種的得10分，補全另一種的給3分。

 


練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（共18分）如圖所示，在一光滑的長直軌道上，放著若干完全相同的小木塊，每個小木塊的質(zhì)量均為m，且體積足夠小均能夠看成質(zhì)點，其編號依次為0、1、2、……n……，相鄰各木塊之間的距離分別記作：。在所有木塊都靜止的初始條件下，有一個沿軌道方向水平向右的恒力F持續(xù)作用在0號小木塊上，使其與后面的木塊連接發(fā)生碰撞，假如所有碰撞都是完全非彈性的（碰后合為一體共速運動）。求：

   （1）在0號木塊與1號木塊碰撞后瞬間，其共同速度的表達式；

   （2）若F=10牛，米，那么在2號木塊被碰撞后的瞬間，系統(tǒng)的總動能為多少？

   （3）在F=10牛，米的前提下，為了保持正在運動的物塊系統(tǒng)在每次碰撞之前的瞬間其總動能都為一個恒定的數(shù)值，那么我們應該設計第號和第n號木塊之間距離為多少米？

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2013·北京通州二模）(18分)

(1)某實驗小組采用如圖所示的裝置探究功與速度變化的關(guān)系，小車在橡皮筋的作用下彈出后，沿木板滑行．打點計時器工作頻率為50Hz.

①實驗中木板略微傾斜，這樣做________；

A．是為了使釋放小車后，小車能勻加速下滑

B．是為了增大小車下滑的加速度

C．可使得橡皮筋做的功等于合力對小車做的功

D．可使得橡皮筋松弛后小車做勻速運動

②實驗中先后用同樣的橡皮筋1條、2條、3條……，并起來掛在小車的前端進行多次實驗，每次都要把小車拉到同一位置再釋放小車．把第1次只掛1條橡皮筋時橡皮筋對小車做的功記為W1，第二次掛2條橡皮筋時橡皮筋對小車做的功為2W1，……；橡皮筋對小車做功后而使小車獲得的速度可由打點計時器打出的紙帶測出．根據(jù)第四次的紙帶(如圖所示)求得小車獲得的速度為________ m/s.

 


                  圖1                                       圖2

③若根據(jù)多次測量數(shù)據(jù)畫出的W－v草圖如圖所示，根據(jù)圖線形狀，可知對W與v的關(guān)系做出的猜想肯定不正確的是             ．

A．W∝                    B．W∝                C．W∝v2               D．W∝v3

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科目：高中物理 來源：2013屆安徽省池州一中高三上學期第三次月考理綜物理試卷（帶解析） 題型：實驗題

實驗（共18分）
I．（12分）某物理興趣小組在一次探究活動中，要測量滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)．實驗裝置如圖所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，右端裝有定滑輪；木板上有一滑塊，其左端與穿過電磁打點計時器的紙帶相連，右端通過跨過定滑輪的細線與托盤連接．打點計時器使用的交流電源頻率為50 Hz．開始實驗時，在托盤中放入適量砝碼，滑塊開始做勻加速直線運動，在紙帶上打出一系列點．


（1）上圖給出的是實驗中獲取紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6是計數(shù)點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點（圖中未標出），用刻度尺測量出計數(shù)點間的距離如圖所示．根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計算的加速度=          （保留三位有效數(shù)字）．
（2）請回答下列兩個問題：
① 為了測量滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)，還需測量的物理量是          （填寫字母代號）
A．木板的長度
B．木板的質(zhì)量
C．滑塊的質(zhì)量 
D．托盤和砝碼的總質(zhì)量
E．滑塊的運動時間t
② 欲測量①中所選定的物理量，所需要的實驗器材是               ．
（3）實驗時，用托盤和砝碼的總重力來代替細繩對滑塊的拉力，則滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)＝                    （用L、g、a、、、、t中所需要的字母表示）．與真實值相比，測量的動摩擦因數(shù)              （填“偏大”或“偏小”）．
Ⅱ．（6分）在“互成角度的兩個力的合成”實驗中，如圖所示，用AB兩彈簧秤拉橡皮條結(jié)點O，使其位于E處，此時+=90°，然后保持A的讀數(shù)不變，當角由圖中所示的值逐漸減小時，要使結(jié)點仍在E處，可采取的辦法是       

A．增大B的讀數(shù)，減小角
B．減小B的讀數(shù)，減小角
C．減小B的讀數(shù)，增大角
D．增大B的讀數(shù)，增大角

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科目：高中物理 來源： 題型：

(18分)

為了使粒子經(jīng)過一系列的運動后，又以原來的速率沿相反方向回到原位，可設計如下的一個電磁場區(qū)域（如圖所示）：水平線QC以下是水平向左的勻強電場，區(qū)域Ⅰ(梯形PQCD)內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B；區(qū)域Ⅱ(三角形APD)內(nèi)的磁場方向與Ⅰ內(nèi)相同，但是大小可以不同，區(qū)域Ⅲ(虛線PD之上、三角形APD以外)的磁場與Ⅱ內(nèi)大小相等、方向相反。已知等邊三角形AQC的邊長為2l，P、D分別為AQ、AC的中點。帶正電的粒子從Q點正下方、距離Q點為l的O點以某一速度射出，在電場力作用下從QC邊中點N以速度v0垂直QC射入?yún)^(qū)域Ⅰ，再從P點垂直AQ射入?yún)^(qū)域Ⅲ，又經(jīng)歷一系列運動后返回O點。（粒子重力忽略不計）求：

（1）該粒子的比荷；

（2）粒子從O點出發(fā)再回到O點的整個運動過程所需時間。

 


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