【題目】華裔科學(xué)家丁肇中負(fù)責(zé)的AMS項(xiàng)目，是通過“太空粒子探測(cè)器”探測(cè)高能宇宙射線粒子，尋找反物質(zhì)。某學(xué)習(xí)小組設(shè)想了一個(gè)探測(cè)裝置，截面圖如圖所示。其中輻射狀加速電場(chǎng)的內(nèi)、外邊界為兩個(gè)同心圓，圓心為O，外圓電勢(shì)為零，內(nèi)圓電勢(shì)φ=-45V，內(nèi)圓半徑R=1.0m。在內(nèi)圓內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=9×10-5 T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)內(nèi)有一圓形接收器，圓心也在O點(diǎn)。假設(shè)射線粒子中有正電子，先被吸附在外圓上（初速度為零），經(jīng)電場(chǎng)加速后進(jìn)入磁場(chǎng)，并被接收器接收。已知正電子質(zhì)量m=9×10-31kg，電荷量q=1.6×10-19C，不考慮粒子間的相互作用。

（1）求正電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速率v和半徑r；

（2）若正電子恰好能被接收器接收，求接收器的半徑R'。

【答案】（1）0.25（2）

【解析】

（1）電場(chǎng)內(nèi)，內(nèi)外邊界得電勢(shì)差為，在加速正電子得過程中，根據(jù)動(dòng)能定理可得，代入數(shù)據(jù)解得，進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由向心力公式可得：，解得

（2）正電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)得軌跡如圖所示

當(dāng)軌跡與接收器相切時(shí)，正電子恰好能被接收器接收，由幾何關(guān)系可得：，解得

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：

【題目】如圖所示，輕質(zhì)彈簧的一端固定在墻上，另一端與質(zhì)量為m的物體A相連，A放在光滑水平面上，有一質(zhì)量與A相同的物體B，從高h處由靜止開始沿光滑曲面滑下，與A相碰后一起將彈簧壓縮，彈簧復(fù)原過程中某時(shí)刻B與A分開且沿原曲面上升．下列說法正確的是（　　）

A. 彈簧被壓縮時(shí)所具有的最大彈性勢(shì)能為mgh

B. 彈簧被壓縮時(shí)所具有的最大彈性勢(shì)能為

C. B能達(dá)到的最大高度為

D. B能達(dá)到的最大高度為h

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為2m和m的兩個(gè)彈性環(huán)A、B用不可伸長的、長為L的輕繩連接，分別套在水平細(xì)桿OP和豎直細(xì)桿OQ上，OP與OQ在O點(diǎn)用一小段圓弧桿平滑相連，且OQ足夠長．初始時(shí)刻，將輕繩拉至水平位置伸直，然后釋放兩個(gè)小環(huán)，A環(huán)通過小段圓弧桿時(shí)速度大小保持不變，重力加速度為g，不計(jì)一切摩擦，試求：

(1)當(dāng)B環(huán)下落時(shí)A球的速度大小；

(2)A環(huán)到達(dá)O點(diǎn)后再經(jīng)過多長時(shí)間能夠追上B環(huán)；

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在如圖甲所示的電路中，螺線管匝數(shù)n=1000匝，橫截面積，螺線管導(dǎo)線電阻，，，，在一段時(shí)間內(nèi)，穿過螺線管的磁場(chǎng)方向如圖甲所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小按如圖乙所示的規(guī)律變化，下列說法正確的是

A. 閉合S，穩(wěn)定后電容器上極板帶正電

B. 閉合S，穩(wěn)定后電容器上極板帶負(fù)電

C. 螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0.8V

D. 斷開S后，流經(jīng)的電量為s

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組用圖甲實(shí)驗(yàn)裝置探究電源內(nèi)、外電路的關(guān)系，其中電壓表V1接在電源的正負(fù)極M、N上，電壓表V2接在靠近電源正負(fù)極的探針P、Q上，V2可以測(cè)量出電源的內(nèi)電壓。改變滑動(dòng)變阻器的阻值，可讀取多組電壓表V1、V2和電流表A的示數(shù)U1、U2和I，并在圖乙中描繪出U1－I圖象和U2－I圖象。請(qǐng)回答如下問題：

（1）由于缺少一個(gè)0~3V的電壓表，可以用一個(gè)阻值為____Ω的定值電阻與電流表（量程為0~2mA，內(nèi)阻為300Ω）____（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）改裝而成。

（2）乙圖中圖線____（選填“①”或“②”）是U2－I圖象；分析兩圖線可知，在誤差允許的范圍內(nèi)，電路中兩電壓表的示數(shù)之和 ___（選填“不變”“變小”或“變大”）。

（3）若實(shí)驗(yàn)中，探針P離電源正極M的距離過大，會(huì)產(chǎn)生明顯的實(shí)驗(yàn)誤差，此時(shí)在圖乙中所繪出的兩圖線的交點(diǎn)相對(duì)于準(zhǔn)確的交點(diǎn)（_____）

A．沿圖線①向上移動(dòng) B．沿圖線①向下移動(dòng)

C．沿圖線②向上移動(dòng) D．沿圖線②向下移動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，把一個(gè)質(zhì)量m=0. 1kg的小鋼球用細(xì)線懸掛起來，就成為一個(gè)擺。懸點(diǎn)O距地面的高度，擺長，將擺球拉至擺線與豎直方向成角的位置由靜止釋放，。不計(jì)細(xì)線質(zhì)量，空氣阻力可以忽略，取重力加速度，，。

（1）求小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的速度大�。�

（2）求小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)細(xì)線對(duì)球拉力的大��；

（3）若小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)細(xì)線斷了，小球沿水平方向拋出，求它落地時(shí)速度的大小和方向（結(jié)果可保留根號(hào)）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】“跳一跳”小游戲需要操作者控制棋子離開平臺(tái)時(shí)的速度，使其能跳到旁邊平臺(tái)上.如圖所示的拋物線為棋子在某次跳躍過程中的運(yùn)動(dòng)軌跡，其最高點(diǎn)離平臺(tái)的高度為h，水平速度為v；若質(zhì)量為m的棋子在運(yùn)動(dòng)過程中可視為質(zhì)點(diǎn)，只受重力作用，重力加速度為g，則(　　)

A. 棋子從最高點(diǎn)落到平臺(tái)上所需時(shí)間t＝

B. 若棋子在最高點(diǎn)的速度v變大，則其落到平臺(tái)上的時(shí)間變長

C. 棋子從最高點(diǎn)落到平臺(tái)的過程中，重力勢(shì)能減少mgh

D. 棋子落到平臺(tái)上的速度大小為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某探究小組做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)，將畫有坐標(biāo)軸（橫軸為x軸，縱軸為y軸，最小刻度表示1mm）的紙貼在桌面上，如圖（a）所示．將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點(diǎn)（位于圖示部分除外），另一端P位于y軸上的A點(diǎn)時(shí)，橡皮筋處于原長．

（1）用一只測(cè)力計(jì)將橡皮筋的P端沿y軸從A點(diǎn)拉至坐標(biāo)原點(diǎn)O，此時(shí)拉力F的大小可由測(cè)力計(jì)讀出．測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖（b）所示，F的大小為_______N．

（2）撤去（1）中的拉力，橡皮筋P端回到A點(diǎn)；現(xiàn)使用兩個(gè)測(cè)力計(jì)同時(shí)拉橡皮筋，再次將P端拉至O點(diǎn)，此時(shí)觀察到兩個(gè)拉力分別沿圖（a）中兩條虛線所示的方向，由測(cè)力計(jì)的示數(shù)讀出兩個(gè)拉力的大小分別為F1=4.2N和F2=5.6N．

（i）用5mm長度的線段表示1N的力，以O點(diǎn)為作用點(diǎn)，在圖（a）中畫出力F1、F2的圖示，然后按平行四邊形定則畫出它們的合力F合；

（ii）F合的大小為______N，F(xiàn)合與拉力F的夾角的正切值為______．

若F合與拉力F的大小及方向的偏差均在實(shí)驗(yàn)所允許的誤差范圍之內(nèi)，則該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了力的平行四邊形定則．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】氫原子能級(jí)如圖所示，則下列說法正確的是

A. 氫原子能級(jí)越高原子的能量越大，電子繞核運(yùn)動(dòng)的軌道半徑越大，動(dòng)能也越大

B. 用動(dòng)能為12.3eV的電子射向一群處于基態(tài)的氫原子，原子有可能躍遷到n=2的能級(jí)

C. 用光子能量為12.3eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子，氫原子有可能躍遷到n=2的能級(jí)

D. 用光子能量為1.75eV的可見光照射大量處于n=3能級(jí)的氫原子時(shí)，氫原子不能發(fā)生電離

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