精英家教網(wǎng)如圖所示在某空間實(shí)驗(yàn)室中有兩個(gè)靠在一起的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圓形磁場(chǎng)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=0.10T，磁場(chǎng)區(qū)域半徑r=
2
3
3
m，圓心為O，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，右側(cè)矩形磁場(chǎng)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=0.20T，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，磁場(chǎng)寬度d=0.5m．兩區(qū)域的切點(diǎn)為C．今有質(zhì)量為m=3.2×10-26kg、帶電荷量q=1.6×10-19C的某種離子，從左側(cè)區(qū)域邊緣的A點(diǎn)以速度v=106m/s正對(duì)O點(diǎn)的方向垂直磁場(chǎng)射入，它將穿越C點(diǎn)后再?gòu)木匦未艌?chǎng)區(qū)右側(cè)穿出．試求該離子通過兩磁場(chǎng)區(qū)域所用的時(shí)間．
分析：離子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律、向心力公式及周期公式可求得離子的轉(zhuǎn)動(dòng)周期；由幾何關(guān)系可求得通過兩磁場(chǎng)區(qū)域所用的時(shí)間．
解答：解：離子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)軌跡半徑為R，圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T，由牛頓第二定律有：
qvB=m
v2
R
，又T=
2πR
v
，聯(lián)立解得R=
mv
Bq
，T=
2πm
Bq
，將數(shù)據(jù)代入上式得：
R1=2m，R2=1m；
T1=1.257×10-5s，
T2=6.28×10-6s
離子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，由離子運(yùn)動(dòng)軌跡知tanθ=
r
R1
=
3
3
，則θ=30°
sinα=
d
R2
=
1
2
，則α=30°則離子通過兩磁場(chǎng)區(qū)域所用時(shí)間t=
T1
360°
×2θ+
T2
360
×α
代入相關(guān)數(shù)據(jù)得t=2.62×10-6s；
答：該離子通過兩磁場(chǎng)區(qū)域所用的時(shí)間為2.62×10-6s．
精英家教網(wǎng)
點(diǎn)評(píng)：對(duì)于帶電離子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，解決的基本辦法在于明確圓心和半徑，正確應(yīng)用好幾何關(guān)系即可順利求解．
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：

（2012?開封模擬）風(fēng)洞是對(duì)飛機(jī)、導(dǎo)彈性能進(jìn)行檢測(cè)的一種高科技產(chǎn)物，現(xiàn)代汽車的生產(chǎn)也有運(yùn)用風(fēng)洞技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)的，如圖所示是小英所在興趣小組設(shè)計(jì)的一個(gè)類似于風(fēng)洞的實(shí)驗(yàn)裝置，他們?cè)谧烂嫔戏庞性S多大小不同的塑料球，這些塑料球的密度均為ρ，用水平向左恒定的風(fēng)作用在球上，使它們做勻加速運(yùn)動(dòng)（摩擦不計(jì)）．已知風(fēng)對(duì)球的作用力F與球的最大橫截面積S成正比，即F=Ks，k為一常量．對(duì)塑料球來說，可以認(rèn)為空間存在一個(gè)風(fēng)力場(chǎng)，在該風(fēng)力場(chǎng)中風(fēng)力對(duì)球做功與路徑無關(guān)．下列說法中正確的是（　　）

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

A．（選修模塊3-3）
二氧化碳是導(dǎo)致全球變暖的主要原因之一，人類在采取節(jié)能減排措施的同時(shí)，也在研究控制溫室氣體的新方法，目前專家們正在研究二氧化碳的深海處理技術(shù)．
（1）在某次實(shí)驗(yàn)中，將一定質(zhì)量的二氧化碳?xì)怏w封閉在一可自由壓縮的導(dǎo)熱容器中，將容器緩慢移到海水某深處，氣體體積減為原來的一半，不計(jì)溫度變化，則此過程中
BD
BD

A．封閉氣體對(duì)外界做正功            B．封閉氣體向外界傳遞熱量
C．封閉氣體分子的平均動(dòng)能增大      D．封閉氣體組成的系統(tǒng)的熵減小
（2）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，二氧化碳?xì)怏w在水深170m處變成液體，它的密度比海水大，靠深海的壓力使它永沉海底，以減少排放到大氣中的二氧化碳量．容器中的二氧化碳處于汽液平衡狀態(tài)時(shí)的壓強(qiáng)隨溫度的增大而
增大
增大
（選填“增大”、“減小”或“不變”）；在二氧化碳液體表面，其分子間的引力
大于
大于
（選填“大于”、“等于”或“小于”）斥力．
（3）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在水深300m處，二氧化碳將變成凝膠狀態(tài)，當(dāng)水深超過2500m時(shí)，二氧化碳會(huì)濃縮成近似固體的硬膠體．設(shè)在某狀態(tài)下二氧化碳?xì)怏w的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為N，將二氧化碳分子看作直徑為D的球，體積為于
1
6
πD3，則在該狀態(tài)下體積為V的二氧化碳?xì)怏w變成固體后體積為多少？
B．（選修模塊3-4）
（1）下列說法中正確的是
AB
AB

A．相對(duì)論認(rèn)為時(shí)間和空間與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)
B．用激光讀取光盤上記錄的信息是利用激光平行度好的特點(diǎn)
C．一列波在向前傳播，當(dāng)波源突然停止振動(dòng)時(shí)，其他質(zhì)點(diǎn)也同時(shí)停止振動(dòng)
D． 單擺的擺長(zhǎng)增大后，簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的頻率會(huì)變大
（2）我國(guó)正在大規(guī)模建設(shè)第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（3G），它將無線通信與國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合起來，能提供無線網(wǎng)絡(luò)、電話會(huì)議、電子商務(wù)等信息服務(wù)．某移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商采用1.8x109HZ的電磁波傳遞信號(hào)，此電磁波在真空中的波長(zhǎng)為
0.17
0.17
m；在通話時(shí)，手機(jī)將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，再經(jīng)過
調(diào)制
調(diào)制
（選填“調(diào)諧”、“調(diào)制”或“解調(diào)”）后，把信號(hào)發(fā)送到基站中轉(zhuǎn)．
（3）在某科技館內(nèi)放置了一個(gè)高大的半圓柱形透明物體，其俯視圖如圖所示，0為半圓的圓心．甲、乙兩同學(xué)為了估測(cè)該透明體的折射率，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)．他們分別站在A、O處時(shí)，相互看著對(duì)方，然后兩人貼著柱體慢慢向一側(cè)運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B、C處時(shí)，甲剛好看不到乙．已知半圓柱體的半徑為R，OC=0.6R，BC⊥OC，則半圓柱形透明物體的折射率為多少？
C．（選修模塊3-5）
（1）下列物理實(shí)驗(yàn)中，能說明粒子具有波動(dòng)性的是
CD
CD

A．通過研究金屬的遏止電壓與入射光頻率的關(guān)系，證明了愛因斯坦方程的正確性
B．通過測(cè)試多種物質(zhì)對(duì)X射線的散射，發(fā)現(xiàn)散射射線中有波長(zhǎng)變大的成分
C．通過電子雙縫實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)電子的干涉現(xiàn)象
D．利用晶體做電子束衍射實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了電子的波動(dòng)性
（2）氫原子的能級(jí)如圖所示．有一群處于n=4能級(jí)的氫原子，這群氫原子能發(fā)出
6
6
種譜線，發(fā)出的光子照射某金屬能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，則該金屬的逸出功應(yīng)小于
12.75
12.75
eV．
（3）近年來，國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃取得了重大進(jìn)展，它利用的核反應(yīng)方程是
 
2
1
H+
 
3
1
H→
 
4
2
He+
 
1
0
n．若
 
2
1
H和
 
3
1
H迎面碰撞，初速度大小分別為v1、v2，
 
2
1
H、
 
3
1
H、
 
4
2
He、
 
1
0
n的質(zhì)量分別為m1、m2、m3、m4，反應(yīng)后
 
4
2
He的速度大小為v3，方向與
 
2
1
H的運(yùn)動(dòng)方向相同，求中子
 
1
0
n的速度
（選取m的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较�，不�?jì)釋放的光子的動(dòng)量，不考慮相對(duì)論效應(yīng)）．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）太陽(yáng)內(nèi)部的核聚變可以釋放出大量的能量，這些能量以電磁波（場(chǎng)）的形式向四面八方輻射出去，其總功率達(dá)到3.8×1026 W．根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程估算，單純地由于這種輻射，太陽(yáng)每秒鐘減少的物質(zhì)質(zhì)量約為
 
kg．（保留一位有效數(shù)字）
（2）下面三個(gè)高中物理教材中的力學(xué)實(shí)驗(yàn)：A．驗(yàn)證牛頓第二定律，B．探究功與物體速度變化的關(guān)系，C．驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，在這三個(gè)實(shí)驗(yàn)中（選填“A”、“B”、“C”）
①需要使用天平測(cè)量物體質(zhì)量的是
 

②需要使用刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度的是
 

③需要求物體通過某點(diǎn)瞬時(shí)速度的是
 

（3）有一根細(xì)長(zhǎng)而均勻的金屬管線樣品，橫截面如圖所示．此金屬材料重約1～2N，長(zhǎng)約為30cm，電阻約為10Ω．已知這種金屬的電阻率為ρ，密度為ρ0．因管內(nèi)中空部分截面積形狀不規(guī)則，無法直接測(cè)量，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，測(cè)量中空部分的截面積S0，現(xiàn)有如下器材可選：
A．毫米刻度尺
B．螺旋測(cè)微器
C．電流表（600mA，1.0Ω）
D．電流表（3A，0.1Ω）
E．電壓表（3V，6kΩ）
F．滑動(dòng)變阻器（5Ω，3A）
G．蓄電池（6V，0.05Ω）
H．開關(guān)一個(gè)，帶夾子的導(dǎo)線若干．
精英家教網(wǎng)
①除待測(cè)金屬管線外，還應(yīng)選用的器材有
 
（只填代號(hào)字母）
②在圖中畫出你所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖，并把所選儀器連成實(shí)際測(cè)量電路．
③實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量有：
 
．（標(biāo)出對(duì)應(yīng)字母）
④計(jì)算金屬管線內(nèi)部空間截面積S0的表達(dá)式為S0=
 
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)為測(cè)量物體與接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)．將一帶正電物體從斜面的A處由靜止開始滑下，經(jīng)過一水平面后又滑上右邊的斜面并停留在B處，若物體與接觸面的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相等，斜面與水平面接觸處是小圓弧，已量得AB連線與水平面成α角，則物體與接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=
 
．若在整個(gè)空間加上豎直向下的電場(chǎng)，則該物體從A點(diǎn)由靜止滑下，到達(dá)右邊的斜面并停留在C處（圖中未標(biāo)出），AC連線與水平面夾角為β，則α、β的關(guān)系是α
 
β（選填“大于”、“小于”或“等于”）．

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科目：高中物理 來源：江蘇省淮陰中學(xué)、海門中學(xué)、天一中學(xué)2011-2012學(xué)年高三三校聯(lián)考物理試題 題型：簡(jiǎn)答題

 【選做題】本題包括A、B、C三小題，請(qǐng)選定其中兩題，并在相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答。若三題都做，則按A、B兩題評(píng)分。

A．（選修模塊3－3）（12分）

1．下列說法中正確的是（      ）

A．蔗糖受潮后會(huì)粘在一起，沒有確定的幾何形狀，它是非晶體

B．一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)不變溫度升高時(shí)，吸收的熱量一定大于內(nèi)能的增加量

C．因?yàn)閿U(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)的劇烈程度都與溫度有關(guān)，所以擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)也叫做熱運(yùn)動(dòng)

D．液體的表面層就象張緊的橡皮膜而表現(xiàn)出表面張力，是因?yàn)楸砻鎸拥姆肿臃植急纫后w內(nèi)部緊密

2．將1ml的純油酸配成500ml的油酸酒精溶液，待均勻溶解后，用滴管取1ml油酸酒精溶液，讓其自然滴出，共200滴，則每滴油酸酒精溶液的體積為______ml�，F(xiàn)在讓其中一滴落到盛水的淺盤內(nèi)，待油膜充分展開后，測(cè)得油膜的面積為200cm2，則估算油酸分子的直徑是_________m（保留一位有效數(shù)字）。

3．如圖所示，一直立汽缸用一質(zhì)量為m的活塞封閉一定量的理想氣體，活塞橫截面積為S，汽缸內(nèi)壁光滑且缸壁導(dǎo)熱良好，開始時(shí)活塞被螺栓K固定�，F(xiàn)打開螺栓K，活塞下落，經(jīng)過足夠長(zhǎng)時(shí)間后，活塞停在B點(diǎn)，已知AB=h，大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g。

（1）求活塞停在B點(diǎn)時(shí)缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)p；

（2）設(shè)周圍環(huán)境溫度保持不變，求整個(gè)過程中通過缸壁傳遞的熱量Q。

 

B．（選修模塊3－4）（12分）

（1）下列說法中正確的是（      ）

A．眼睛直接觀察全息照片不能看到立體圖象

B．電磁波和機(jī)械波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象

C．驅(qū)動(dòng)力頻率等于系統(tǒng)固有頻率時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅最大，這種現(xiàn)象叫共振。

D．在測(cè)定單擺周期時(shí)，為減小實(shí)驗(yàn)誤差，最好在小球經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)

（2）相對(duì)論論認(rèn)為時(shí)間和空間與物質(zhì)的速度有關(guān)；在高速前進(jìn)中的列車的中點(diǎn)處，某乘客突然按下手電筒，使其發(fā)出一道閃光，該乘客認(rèn)為閃光向前、向后傳播的速度相等，都為c，站在鐵軌旁邊地面上的觀察者認(rèn)為閃光向前、向后傳播的速度_______（填“相等”、“不等”）。并且，車上的乘客認(rèn)為，電筒的閃光同時(shí)到達(dá)列車的前、后壁，地面上的觀察者認(rèn)為電筒的閃光先到達(dá)列車的______（填“前”、“后”）壁。

（3）如圖所示，某列波在t=0時(shí)刻的波形如圖中實(shí)線，虛線為t=0.3s（該波的周期T>0.3s）時(shí)刻的波形圖。已知t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P正在做加速運(yùn)動(dòng)，求質(zhì)點(diǎn)P振動(dòng)的周期和波的傳播速度。

 

C．（選修模塊3－5）（12分）

（1）下列說法正確的是（      ）

A．電子的衍射現(xiàn)象說明實(shí)物粒子的波動(dòng)性

B．235U的半衰期約為7億年，隨地球環(huán)境的變化，半衰期可能變短

C．原子核內(nèi)部某個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶訒r(shí)，放出β射線

D．氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，要釋放一定頻率的光子，同時(shí)電子的動(dòng)能增加，電勢(shì)能減小

（2）2009年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主威拉德·博伊爾和喬治·史密斯主要成就是發(fā)明了電荷耦合器件（CCD）圖像傳感器。他們的發(fā)明利用了愛因斯坦的光電效應(yīng)原理。如圖所示電路可研究光電效應(yīng)規(guī)律。圖中標(biāo)有A和K的為光電管，其中K為陰極，A為陽(yáng)級(jí)。理想電流計(jì)可檢測(cè)通過光電管的電流，理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓�，F(xiàn)接通電源，用光子能量為10.5eV的光照射陰極K，電流計(jì)中有示數(shù)，若將滑動(dòng)變阻器的滑片P緩慢向右滑動(dòng)，電流計(jì)的讀數(shù)逐漸減小，當(dāng)滑至某一位置時(shí)電流計(jì)的讀數(shù)恰好為零，讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為6.0V；現(xiàn)保持滑片P位置不變，光電管陰極材料的逸出功為________，若增大入射光的強(qiáng)度，電流計(jì)的讀數(shù)________（填“為零”或“不為零”）。

（3）一個(gè)靜止的，放出一個(gè)速度為v1的粒子，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)新核，并釋放出頻率為的γ光子。寫出該核反應(yīng)方程式，求出這個(gè)核反應(yīng)中產(chǎn)生的新核的速度v2。（不計(jì)光子的動(dòng)量）

 

 

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