5．如圖，一束由重力可以忽略，但電荷量、質(zhì)量和速度可能不同的粒子組成的粒子束，沿速度選擇器（內(nèi)部空間存在相互正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)）的C、D兩極板中間射入，能夠沿直線通過(guò)速度選擇器，然后進(jìn)入垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并分裂成A、B兩束，軌跡如圖所示，不計(jì)粒子間的相互作用，則下列表述正確的是（　�。�
A．A粒子束的速度一定比B粒子束的速度小
B．A粒子束中的所有帶電粒子的電荷量一定都相同
C．CD兩極板間的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向一定垂直紙面向里
D．A粒子束的比荷$\frac{q}{m}$一定小于B粒子束的比荷

分析 可以根據(jù)左手定則可以判斷AB束離子的電性，粒子在磁場(chǎng)和電場(chǎng)正交區(qū)域里，同時(shí)受到洛倫茲力和電場(chǎng)力作用，粒子沒(méi)有發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明粒子所受電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，滿足qvB=qE，即不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的粒子具有共同的速度大小v=$\frac{E}{B}$，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后受洛倫茲力作用做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，滿足qvB=m$\frac{{v}^{2}}{R}$，圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R=$\frac{mv}{Bq}$，由此進(jìn)行分析得出結(jié)論．

解答 解：ABD、AB粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后都向左偏，根據(jù)左手定則可以判斷AB束離子都帶正電；
經(jīng)過(guò)速度選擇器后的粒子速度相同，粒子所受電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，滿足qvB=qE，即不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的粒子具有共同的速度大小v=$\frac{E}{B}$；
進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)分開(kāi)，軌道半徑不等，根據(jù)公式R=$\frac{mv}{Bq}$可知，半徑大的比荷小，所以A束離子的比荷（$\frac{q}{m}$）大于B束離子的比荷，但不能說(shuō)明電量一定相同，故ABD錯(cuò)誤；
C、在速度選擇器中，電場(chǎng)方向水平向右，AB粒子所受電場(chǎng)力方向向右，所以洛倫茲力方向向左，根據(jù)左手定則可知，速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向內(nèi)，故C正確．
故選：C

點(diǎn)評(píng) 能根據(jù)粒子不發(fā)生偏轉(zhuǎn)得出粒子所受電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，并由此推算出粒子具有相同的速度v，在單獨(dú)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中粒子分裂成幾束說(shuō)明粒子的荷質(zhì)比不同，并由此得出電量、質(zhì)量、以及速度所需要滿足的關(guān)系式，從而得出正確的結(jié)論．

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：多選題

15．圖中的實(shí)線表示電場(chǎng)線，虛線表示只受電場(chǎng)力作用的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，粒子先經(jīng)過(guò)M點(diǎn)，再經(jīng)過(guò)N點(diǎn)，可以判定（　　）
A．M點(diǎn)的電勢(shì)大于N點(diǎn)的電勢(shì)
B．M點(diǎn)的電勢(shì)小于N點(diǎn)的電勢(shì)
C．粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能大于在N點(diǎn)的電勢(shì)能
D．粒子在M點(diǎn)的電勢(shì)能小于在N點(diǎn)的電勢(shì)能

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

16．如圖甲所示，在xOy平面的第三象限內(nèi)有一個(gè)粒子發(fā)射裝置S，它可以向第一象限0°～90°范圍內(nèi)的不同方向發(fā)射速率為v0=1.0×103m/s，比荷為$\frac{q}{m}$=1×105C/kg的大量帶負(fù)電粒子．現(xiàn)在x軸上方的某區(qū)域內(nèi)加一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使所有粒子經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)后能在0≤y≤0.1m的范圍內(nèi)沿x軸正向運(yùn)動(dòng)．粒子越過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域后進(jìn)入一個(gè)由平行板電容器MN所產(chǎn)生的正方形電場(chǎng)區(qū)域，電容器兩極板上的電壓隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示，已知電容器的左右兩端位于x1=0.15m，x2=0.25m處，上下兩端位于y1=0.1m、y2=0m處，在x=0.3m處有一個(gè)平行于y軸的熒屏L，粒子打到熒光屏后能夠發(fā)光．若所有粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡都在一行于紙面的平面內(nèi)，且不計(jì)粒子的重力、粒子間的相互作用及粒子落在極板和熒光屏上對(duì)電壓的影響．求：

（1）偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的感應(yīng)強(qiáng)度；
（2）偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在圖中坐標(biāo)系中分布的最小面積（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；
（3）電容器兩極板間有電壓和無(wú)電壓時(shí)熒光屏上平行于y軸方向發(fā)光長(zhǎng)度的比值．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

13．如圖所示，ab為邊長(zhǎng)為l的等邊三角形，處于紙面內(nèi)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向外，比荷為$\frac{e}{m}$的電子以速度v0從a點(diǎn)沿ab方向射入，則（　�。�
A．若速度v0變成原來(lái)的兩倍，則電子的加速度變成原來(lái)的兩倍
B．若速度v0變成原來(lái)的兩倍，則電子飛出三角形所用的時(shí)間可能不變
C．當(dāng)速度v0=$\frac{eBl}{2m}$時(shí)，電子將經(jīng)過(guò)c點(diǎn)
D．若電子經(jīng)過(guò)c點(diǎn)，則電子的運(yùn)動(dòng)軌跡與bc所在直線相切

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

20．如圖所示，空間被平行界面分為三個(gè)區(qū)域，Ⅰ區(qū)域存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E可取不同值，其左邊界與y軸重合；Ⅱ區(qū)域磁場(chǎng)方向垂直紙面向里、Ⅲ區(qū)域磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B，Ⅰ、Ⅱ區(qū)域?qū)挾染鶠閐，Ⅲ區(qū)域右側(cè)無(wú)限制；平面直角坐標(biāo)系中點(diǎn)P（0，3d）．質(zhì)量m、電荷量+q粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O由靜止釋放進(jìn)入電場(chǎng)．粒子的重力不計(jì)．求：
（1）粒子恰好不能進(jìn)入Ⅲ區(qū)域，所加的電場(chǎng)強(qiáng)度；
（2）粒子經(jīng)Ⅰ、Ⅱ區(qū)域到y(tǒng)軸上P點(diǎn)的最短時(shí)間；
（3）粒子經(jīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)域后回到原點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的總路程．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

10．釷核${\;}_{90}^{230}$Th發(fā)生衰變生成鐳核${\;}_{88}^{226}$Ra并放出一個(gè)粒子．設(shè)該粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q，它進(jìn)入電勢(shì)差為U的帶窄縫的平行平板電極S1和S2間電場(chǎng)時(shí)，其速率為v0，經(jīng)電場(chǎng)加速后，沿Ox方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，Ox垂直平板電極S2，如圖所示，整個(gè)裝置處于真空中．
（1）寫出釷核衰變方程
（2）求粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度大小
（3）求粒子在磁場(chǎng)中沿圓弧運(yùn)動(dòng)的軌道半徑R
（4）求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期T．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

17．一列簡(jiǎn)諧橫波，在t=5.0s時(shí)的波形如圖甲所示，圖乙是這列波中質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象，那么該波的傳播速度是0.5m/s，向右（填“左”或“右”）傳播．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

14．如圖所示，兩平行金屬板A、B長(zhǎng)L=8cm，兩板間距離d=8cm，A板比B板電勢(shì)高300V，一不計(jì)重力的帶正電的粒子電荷量q=10-10C，質(zhì)量m=10-20kg，沿電場(chǎng)中心線RD垂直電場(chǎng)線飛入電場(chǎng)，初速度υ0=2×106m/s，粒子飛出平行板電場(chǎng)后可進(jìn)入界面MN、PS間的無(wú)電場(chǎng)區(qū)域．已知兩界面MN、PS相距為12cm，D是中心線RD與界面PS的交點(diǎn)．求：
（1）粒子穿過(guò)界面MN時(shí)偏離中心線RD的距離y以及速度v大小？
（2）粒子到達(dá)PS界面時(shí)離D點(diǎn)的距離Y為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

15．在足夠長(zhǎng)的傾角為θ=37°的斜面上有一長(zhǎng)L=27m的木板，上下表面均與斜面平行，木板與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1=0.5．木板上端有一質(zhì)量與木板相同的小物塊（可看成質(zhì)點(diǎn)），物塊和木板上部分的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2=0.375，二者均處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示．某時(shí)刻起物塊和木板同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，準(zhǔn)確測(cè)量發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)2s后，木板的上表面突然變光滑，但木板與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)保持不變．設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度大小g=10m/s2．求：
（1）在前2秒時(shí)間內(nèi)物塊和木板的加速度各為多大
（2）物塊在木板上運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間．

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