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3.如圖所示,甲、乙兩個質量相同、帶等量異種電荷的帶電粒子,以不同的速率經小孔P垂直磁場邊界MN,進入方向垂直紙面向外的勻強磁場中,在磁場中做勻速圓周運動,并垂直磁場邊界MN射出磁場,半圓軌跡如圖中虛線所示.不計粒子所受重力及空氣阻力,則下列說法中正確的是( 。
A.甲帶負電荷,乙?guī)д姾?/td>
B.洛倫茲力對甲做正功
C.甲的速率大于乙的速率
D.甲在磁場中運動的時間大于乙在磁場中運動的時間

分析 本題關鍵是明確粒子垂直射入勻強磁場后,在磁場中做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,根據牛頓第二定律列式分析軌道半徑和公轉周期,根據左手定則判斷洛倫茲力方向.

解答 解:A、在P點,速度向下,磁場向外,甲受向左的洛倫茲力,根據左手定則,甲帶正電荷;
同理,在P點,乙受向右的洛倫茲力,速度向下,磁場向外,根據左手定則,乙?guī)ж撾姾;故A錯誤;
B、根據左手定則,洛倫茲力與速度垂直,故洛倫茲力永不做功,故B錯誤;
C、粒子在磁場中做勻速圓周運動,根據牛頓第二定律,有:qvB=m$\frac{{v}^{2}}{R}$,故R=$\frac{mv}{qB}$,由于q、m、B均相同,甲的軌道半徑大,說明甲的速度也大,故C正確;
D、周期T=$\frac{2πR}{v}=\frac{2πm}{qB}$,由于t=$\frac{1}{2}T$,故t=$\frac{πm}{qB}$;由于q、m、B均相同,故時間相等,故D錯誤;
故選:C.

點評 本題考查帶電粒子在磁場中圓周運動的推論公式R=$\frac{mv}{qB}$和T=$\frac{πm}{qB}$的簡單運用,同時要結合左手定則分析,基礎題目.要注意負電荷受到的洛倫茲力的方向和正電荷受到的洛倫茲力的方向相反.

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.如圖所示,質量為M、傾角為θ的斜面體A放于水平地面上,把質量為m的小滑塊B放在斜面體A的頂端,頂端的高度為h.開始時兩者保持相對靜止,然后B由A的頂端沿著斜面滑至地面.若以地面為參考系,且忽略一切摩擦力,在此過程中,斜面的支持力對B所做的功為W.下面給出的W的四個表達式中,只有一個是合理的,你可能不會求解,但是你可以通過分析,對下列表達式做出合理的判斷.根據你的判斷,W的合理表達式應為( 。
A.W=0B.W=-$\frac{{Mmh{{sin}^2}θ}}{{({M+m})({M+m{{sin}^2}θ})}}$g
C.W=$\frac{{Mmh{{cos}^2}θ}}{{({M+m})({M+m{{sin}^2}θ})}}$gD.W=-$\frac{M{m}^{2}h{cos}^{2}θ}{(M+m)(M+m{sin}^{2}θ)}g$

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14.現在太陽向外輻射的能量是由太陽內部氫核聚變產生的,大約在40億年以后太陽內部將會啟動另一種核反應,其核反應方程為:${\;}_{2}^{4}$He+${\;}_{2}^{4}$He+${\;}_{2}^{4}$He→${\;}_{6}^{12}$C,到那時太陽向外輻射的能量是由上述兩種核反應共同產生的.已知${\;}_{2}^{4}$He的質量為m1,${\;}_{6}^{12}$C的質量為m2,則下列判斷正確的是(  )
A.3m1=m2B.3m1<m2C.3m1>m2D.m1=3m2

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11.a、b兩種單色光以相同的入射角從玻璃射向空氣中,光路如圖所示.根據這兩種光的傳播情況,判斷下列說法中正確的是(  )
A.在該玻璃中傳播時,b光的速度較大
B.以相同的入射角從空氣斜射入該玻璃中,b光折射角較大
C.從該玻璃中射入空氣發(fā)生全反射時,a光臨界角較大
D.用同一裝置進行雙縫干涉實驗,b光的相鄰條紋間距較大

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

18.用如圖1所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律.

①實驗中的電磁打點計時器,其電源應使用輸出電壓為6V的交流電(選填“交流電”或“直流電”).
②先接通電源,使重錘從高處由靜止開始下落,打點計時器每經過T時間在重錘拖著的紙帶上打出一個點.其中A、B和C、D、E是兩段連續(xù)打出的點,B、C間有一段紙帶未畫出.用刻度尺測量出各點間的距離分別為s1、s2、s3和s4,如圖2所示.當地重力加速度為g.打點計時器在打出D點時重錘下落的速度vD=$\frac{{{s_3}+{s_4}}}{2T}$,若測得打出B點時重錘下落的速度為vB,則該實驗需要驗證的關系式是$g({{s_2}+{s_3}})=\frac{{{{({{s_3}+{s_4}})}^2}}}{{8{T^2}}}-\frac{v_B^2}{2}$.(用題目給出的物理量符號表示).

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8.如圖所示,在真空中足夠大的絕緣水平面上,有一個質量m=0.20kg,帶電荷量q=2.0×10-6C的小物塊處于靜止狀態(tài).從t=0時刻開始,在水平面上方空間加一個范圍足夠大、水平向右E=3.0×105N/C的勻強電場,使小物塊由靜止開始做勻加速直線運動.當小物塊運動1.0s時撤去該電場.已知小物塊與水平面間的動摩擦因數μ=0.10,取重力加速度g=10m/s2.求:
(1)小物塊運動1.0s時速度v的大;
(2)小物塊運動2.0s過程中位移x的大;
(3)小物塊運動過程中電場力對小物塊所做的功W.

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15.如圖所示,兩平行金屬板P、Q水平放置,板間存在電場強度為E的勻強電場和磁感應強度為B1的勻強磁場.一個帶正電的粒子在兩板間沿虛線所示路徑做勻速直線運動.粒子通過兩平行板后從O點進入另一磁感應強度為B2的勻強磁場中,在洛侖茲力的作用下,粒子做勻速圓周運動,經過半個圓周后打在擋板MN上的A點.測得O、A兩點間的距離為L.不計粒子重力.
(1)試判斷P、Q間的磁場方向;
(2)求粒子做勻速直線運動的速度大小v;
(3)求粒子的電荷量與質量之比$\frac{q}{m}$.

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12.在2010年廣州亞運會女子-100m自由泳比賽中,中圍“90后”選手唐奕以54秒12奪冠,若唐奕前10s的運動建度圖象如圖所示,則根據圖象可知(  )
A.第2s末的加速度為2m/s2B.前8 s內的位移為19.5 m
C.第1秒末與第5s末的速度方向相反D.第1s末與第2s內的位移相等

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13.了解物理規(guī)律的發(fā)現過程,學會像科學家那樣觀察和思考,往往比掌握知識本身更重要.以下符合事實的是(  )
A.焦耳發(fā)現了電流熱效應的規(guī)律
B.安培總結出了點電荷間相互作用的規(guī)律
C.楞次發(fā)現了電流的磁效應,拉開了研究電與磁相互關系的序幕
D.牛頓將斜面實驗的結論合理外推,間接證明了自由落體運動是勻變速直線運動

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