【題目】如圖所示，在軸上方存在垂直xoy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一粒子源，可向x軸和x軸上方的各個(gè)方向不斷地發(fā)射速度大小均為v，質(zhì)量為m、帶電量為q的同種帶電粒子。在x軸上距離原點(diǎn)處垂直于x軸放置一個(gè)長(zhǎng)度為、厚度不計(jì)、能接收帶電粒子的薄金屬板P（粒子一旦打在金屬板P上，其速度立即變?yōu)?/span>0）。現(xiàn)觀察到沿x軸負(fù)方向射出的粒子恰好打的薄金屬板的上端，且速度方向與y軸平行，不計(jì)帶電粒子的重力和粒子間的相互作用力。

（1）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大�。�

（2）求被薄金屬板接收的粒子中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)與最短時(shí)間的差值；

（3）若在y軸上另放置一能接收帶電粒子的擋板，使薄金屬板P右側(cè)不能接收到帶電粒子，試確定擋板的最小長(zhǎng)度和放置的位置坐標(biāo)。

【答案】(1） (2） (3）

【解析】試題分析：（1）由題意，“沿x軸負(fù)方向射出的粒子恰好打在薄金屬板的上端，且速度方向與y軸平行”的粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖甲，由圖可得，粒子運(yùn)動(dòng)的半徑： ,由洛倫茲力提供向心力，得： ,所以： 。

（2）根據(jù)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與偏轉(zhuǎn)角度的關(guān)系： ，可知粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與偏轉(zhuǎn)的角度成正比，由圖乙可得，打在P右側(cè)下端的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)，由丙圖可得，打在P下端的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最短，打在P右側(cè)下端的粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的角度是，設(shè)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是，由于運(yùn)動(dòng)的半徑與O到P的距離都是，所以打在P下端的粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的角度是，設(shè)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是，則： ， ，由： ，所以： 。

（3）作圖得出使薄金屬板右側(cè)能接收到帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡中，打在最上面的點(diǎn)的軌跡與打在最下面的粒子的軌跡如圖丁，擋板的位置在圖中的MN出即可滿足題目的要求．打在最上面的點(diǎn)的軌跡與甲圖中的軌跡相同，

打在最下面的點(diǎn)：

擋板的最小長(zhǎng)度：

放在： 。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】下列所述的實(shí)例中（均不計(jì)空氣阻力），機(jī)械能守恒的是 （ ）

A. 木箱沿粗糙斜面勻速下滑的過(guò)程

B. 小石塊被豎直向上拋出后在空中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程

C. 人隨電梯加速上升的過(guò)程

D. 子彈射穿木塊，子彈在木塊中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在以O1點(diǎn)為圓心、r=0.20m為半徑的圓形區(qū)域內(nèi)，存在著方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=1.0×10—3的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫出）。圓的左端跟y軸相切于直角坐標(biāo)系原點(diǎn)O,右端與一個(gè)足夠大的熒光屏MN相切于x軸上的A點(diǎn)，粒子源中，有帶正電的粒子（比荷為）不斷地由靜止進(jìn)入電壓U=800V的加速電場(chǎng).經(jīng)加速后，沿x軸正方向從坐標(biāo)原點(diǎn)O射入磁場(chǎng)區(qū)域，粒子重力不計(jì)。

(1)求粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑、速度偏離原來(lái)方向的夾角的正切值。

(2)以過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O并垂直于紙面的直線為軸，將該圓形磁場(chǎng)逆時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)90°，求在此過(guò)程中打在熒光屏MN上的粒子到A點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示是一種交警測(cè)速的工作示意圖， B 為能發(fā)射超聲波的固定小盒子， 工作時(shí)小盒子 B 向被測(cè)物體發(fā)出短暫的超聲波脈沖，脈沖被運(yùn)動(dòng)的物體反射后又被 B 盒接收，從 B 盒發(fā)射超聲波開始計(jì)時(shí)，經(jīng)時(shí)間 Δt0 再次發(fā)射超聲波脈沖，圖乙是連 續(xù)兩次發(fā)射的超聲波的位移—時(shí)間圖象，則下列說(shuō)法正確的是：（ ）

A. 超聲波的速度為

B. 超聲波的速度為

C. 物體的平均速度為：

D. 物體的平均速度為：

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一列簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波形如圖所示，某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P的速度為v，經(jīng)過(guò)1.0s它的速度第一次與v相同，再經(jīng)過(guò)0.2 s它的速度第二次與v相同，則下列判斷中正確的是 （___）

A. 波沿x軸正方向傳播，波速為6m/s

B. 波沿x軸負(fù)方向傳播，波速為5 m/s

C. 若某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)M到達(dá)波谷處，則質(zhì)點(diǎn)P一定到達(dá)波峰處

D. 質(zhì)點(diǎn)M與質(zhì)點(diǎn)Q的位移大小總是相等、方向總是相反

E. 從圖示位置開始計(jì)時(shí)，在2.0 s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P的位移為20 cm

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】中國(guó)海警編隊(duì)依法對(duì)一艘非法進(jìn)人中國(guó)釣魚島 領(lǐng)海的船只進(jìn)行維權(quán)執(zhí)法．在執(zhí)法過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)非法船 只位于圖1中的A處，預(yù)計(jì)在80 s的時(shí)間內(nèi)將到達(dá)圖1 的C處，海警執(zhí)法人員立即調(diào)整好航向，沿直線BC由靜止出發(fā)恰好在運(yùn)動(dòng)了80 s后到達(dá)C處，而此時(shí)該非 法船只也恰好到達(dá)C處，我國(guó)海警立即對(duì)該非法船只進(jìn)行了驅(qū)趕。非法船只一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)且AC與BC距離相等，我國(guó)海警船運(yùn)動(dòng)的圖象如圖所示。

(1)B、C間的距離是多少?

(2)若海警船加速與減速過(guò)程的加速度仍保持原來(lái)的大小不變．海警船從B處由靜止開始若以最短時(shí)問準(zhǔn)確停在C處，求需要加速的時(shí)間。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】飛行時(shí)間質(zhì)譜儀可以對(duì)氣體分子進(jìn)行分析。飛行時(shí)間質(zhì)譜儀主要由脈沖閥、激光器、加速電場(chǎng)、偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)和探測(cè)器組成，探測(cè)器可以在軌道上移動(dòng)以捕獲和觀察帶電粒子。整個(gè)裝置處于真空狀態(tài)。加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)電壓可以調(diào)節(jié)，只要測(cè)量出帶電粒子的飛行時(shí)間，即可以測(cè)量出其比荷。如圖所示，脈沖閥P噴出微量氣體，經(jīng)激光照射產(chǎn)生不同價(jià)位的離子，自a板小孔進(jìn)入a、b間的加速電場(chǎng)，從b板小孔射出，沿中線方向進(jìn)入M、N板間的偏轉(zhuǎn)控制區(qū)，到達(dá)探測(cè)器。已知加速電場(chǎng)ab板間距為d，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板M、N的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，寬度為L(zhǎng)2。不計(jì)離子重力及進(jìn)入a板時(shí)的初速度。

（1）設(shè)離子的比荷為k（k=q/m），當(dāng)a、b間的加速電壓為U1，在M、N間加上適當(dāng)?shù)碾妷篣2，試求離子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的初速度v；以及探測(cè)器偏離開中線的距離y。

（2）當(dāng)a、b間的電壓為U1時(shí)，在M、N間加上適當(dāng)?shù)碾妷篣2，離子從脈沖閥P噴出到到達(dá)探測(cè)器的全部飛行時(shí)間為t。請(qǐng)推導(dǎo)出離子比荷k的表達(dá)式。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖1所示，水平放置的平行金屬板A、B間距為d=20 cm，板長(zhǎng)L=30 cm，在金屬板的左端豎直放置一帶有小孔的擋板，小孔恰好位于A、B中間，距金屬板右端x=15 cm處豎直放置一足夠大的熒光屏�，F(xiàn)在A、B板間加如圖2所示的方波形周期電壓，有大量質(zhì)量m=1.0×10–7 kg、電荷量q=2.0×10–2 C的帶正電粒子以平行于金屬板的速度v0=1.0×104 m/s持續(xù)射向擋板。已知U0=1.0×102 V，粒子重力不計(jì)。求：

（1）粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間；

（2）t=0時(shí)刻進(jìn)入的粒子離開電場(chǎng)時(shí)在豎直方向的位移；

（3）撤去擋板后熒光屏上的光帶寬度。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一彈丸從離地高度H=1．95m的A點(diǎn)以v0=8．0m/s的初速度水平射出，恰以平行于斜面的速度射入靜止在固定斜面頂端C處的一木塊中，并立即與木塊具有相同的速度（此速度大小為彈丸進(jìn)入木塊前一瞬間速度的）共同運(yùn)動(dòng)，在斜面下端有一垂直于斜面的擋板，木塊與它相碰沒有機(jī)械能損失，碰后恰能返回C點(diǎn)。已知斜面頂端C處離地高h=0．15m，（g=10m/s2）求：

（1）A點(diǎn)和C點(diǎn)間的水平距離？

（2）木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ？

（3）木塊從被彈丸擊中到再次回到C點(diǎn)的時(shí)間t ？（保留兩位有效數(shù)字，）

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