【題目】如圖所示，位于豎直面內(nèi)的xOy直角坐標(biāo)系的第二象限內(nèi)存在一勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向平行于xOy平面，與x軸正方向的夾角θ=60°且斜向上方。整個(gè)x軸的負(fù)半軸上都分布著粒子發(fā)射源，發(fā)射源發(fā)射的帶電粒子完全相同（質(zhì)量均為m，電荷量均為+q，粒子豎直發(fā)射后的初速度大小均為v0，方向均沿y軸正方向），在所有到達(dá)y軸正半軸的粒子中自P點(diǎn)發(fā)射的粒子經(jīng)過(guò)y軸正半軸時(shí)的速度最小。已知帶電粒子所受重力大小為其所受電場(chǎng)力大小的倍，重力加速度為g，不計(jì)粒子間的相互作用力。求：

（1）粒子自x軸發(fā)射后，在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小和方向；

（2）自P點(diǎn)發(fā)射的粒子經(jīng)過(guò)y軸時(shí)的速度大��；

（3）粒子自x軸上的Q點(diǎn)（圖中未畫(huà)出）發(fā)射時(shí)，粒子經(jīng)過(guò)y軸時(shí)的速度方向恰好垂直于y軸，求OQ的距離。（提示：可以參考研究拋體運(yùn)動(dòng)時(shí)所用的“運(yùn)動(dòng)的合成和分解”的思路解題）

【答案】（1）；與+x軸成角斜向右下方；（2）；（3）

【解析】

(1)如圖1所示，對(duì)帶電粒子進(jìn)行受力分析，根據(jù)題意可知粒子所受電場(chǎng)力為

現(xiàn)將電場(chǎng)力沿軸和軸方向正交分析，可得電場(chǎng)力沿軸方向的分力為

將與重力合成得到軸方向的合力為

方向沿軸負(fù)方向

然后將與電場(chǎng)力沿軸方向的分力合成的得到最終的合力

方向與軸成角斜向下

根據(jù)牛頓第二定律，粒子的加速度

方向與軸成角斜向右下方。

(2)帶電粒子在電場(chǎng)中做類斜拋運(yùn)動(dòng)，把該運(yùn)動(dòng)分解成沿方向的類豎直上拋運(yùn)動(dòng)和垂直于方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)。如圖2所示，將速度沿方向和垂直于方向正交分解。可知當(dāng)方向上的速度減為零時(shí)粒子的速度最小，最小速度為

（3）如圖1所示，將帶電粒子的運(yùn)動(dòng)看作沿軸方向的類豎直上拋運(yùn)動(dòng)和沿軸方向的勻加速度直線運(yùn)動(dòng)，在軸方向，其加速度為

在軸方向，其加速度為

當(dāng)帶電粒子垂直打在軸時(shí)其沿軸方向的速度為零，這一過(guò)程所需時(shí)間

其水平距離為

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】如下圖所示，斜面的高為L，斜面傾角的正切值為tanα=0.5，將一質(zhì)量為m的鉛球以速度v0水平拋出，恰好落在斜坡的中點(diǎn)處，調(diào)節(jié)扔小球的初速度，則下面說(shuō)法正確的是（　　）

A.當(dāng)時(shí)，小球恰好落在斜面末端P點(diǎn)

B.當(dāng)初速度為v0水平拋出，小球落到斜面時(shí)的速度與水平面夾角為45°

C.所有落在斜面上時(shí)小球的速度方向不一樣

D.當(dāng)時(shí)，只要小球初速度足夠大，小球落地的速度有可能為45°

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，相距為R的兩塊平行金屬板M、N豎直放置，小孔S1、S2與O在同一水平線上，且。以O為圓心、R為半徑的圓形區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。T為收集板，板上各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離均為2R，其中CO、DO與水平方向夾角均為60°，板兩端點(diǎn)的連線水平。質(zhì)量為m、帶電量為-q的粒子，經(jīng)S1進(jìn)入M、N間的電場(chǎng)后，通過(guò)S2進(jìn)入磁場(chǎng)，經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)后打在收集板T上。粒子在S1處的速度以及粒子所受的重力均不計(jì)。

(1)圓形磁場(chǎng)區(qū)域磁場(chǎng)方向是垂直紙面向外還是垂直紙面向里？

(2)如果MN間的電壓為，粒子打在收集板T的哪個(gè)位置？

(3)若在第2問(wèn)中MN的電壓下，假設(shè)有一群質(zhì)量不等但帶電量相同的粒子從S1射入經(jīng)過(guò)S2進(jìn)入磁場(chǎng)后偏轉(zhuǎn)，則能被收集的粒子的質(zhì)量應(yīng)滿足什么條件？（粒子間的相互作用忽略不計(jì)）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，在 “測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)加速度”實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶上，從O點(diǎn)開(kāi)始記錄幾個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，依次編為1、2、3、4、5、6，這些相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出（打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率是50Hz），測(cè)得s1=1.22cm， s2=2.00cm， s3=2.78cm， s4=3.62cm， s5=4.40cm， s6=5.18cm.．試根據(jù)紙帶求解以下問(wèn)題：

（1）接通電源與讓釋放紙帶，這兩個(gè)操作的先后順序應(yīng)當(dāng)是（ ）

A．先接通電源，后釋放紙帶

B．先釋放紙帶，后接通電源

C．釋放紙帶的同時(shí)接通電源

D．先接通電源或先釋放紙帶都可以

（2）電火花計(jì)時(shí)器所使用的電源電壓是 V

（3）與小車相連的是紙帶的 端（選填“左”或“右”）；

（4）兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T= s ；

（5）A點(diǎn)處瞬時(shí)速度的大小 m/s；

（6）利用逐差法求小車運(yùn)動(dòng)加速度的表達(dá)式為： ；（請(qǐng)用S1 、S2、…、 S6和T來(lái)表示）

（7）求出的加速度的大小為：_ ___m/s2．（保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一彈簧振子在一條直線上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，第一次先后經(jīng)過(guò)M、N兩點(diǎn)時(shí)速度v（v≠0）相同，那么，下列說(shuō)法正確的是

A.振子在M、N兩點(diǎn)所受彈簧彈力相同

B.振子在M、N兩點(diǎn)對(duì)平衡位置的位移相同

C.振子在M、N兩點(diǎn)加速度大小相等

D.從M點(diǎn)到N點(diǎn)，振子先做勻加速運(yùn)動(dòng)，后做勻減速運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】木塊甲、乙質(zhì)量分別為 5kg和6kg，它們與水平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.2。夾在甲、乙之間的輕彈簧被壓縮了 2cm，彈簧的勁度系數(shù)為 400N/m。系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動(dòng)�，F(xiàn)用 F=1N 的水平拉力作用在木塊乙上，如圖所示。力F作用后木塊所受摩擦力情況是（　�。�

A.木塊甲所受摩擦力大小是10N

B.木塊甲所受摩擦力大小是0N

C.木塊乙所受摩擦力大小是9 N

D.木塊乙所受摩擦力大小是7 N

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2。原線圈通過(guò)一理想電流表A接正弦交流電源u=20sin(50πt)V，一個(gè)二極管和阻值為R的負(fù)載電阻串聯(lián)后接到副線圈的兩端；假設(shè)該二極管的正向電阻為零，反向電阻為無(wú)窮大；用交流電壓表測(cè)得a、b端和c、d端的電壓分別為Uab和Ucd，則（　�。�

A.Uab:Ucd=n1:n2

B.增大負(fù)載電阻的阻值R，電流表的讀數(shù)變小

C.負(fù)載電阻的阻值越小，cd間的電壓Ucd越小

D.副線圈上交變電流的頻率為50Hz

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】用圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。

主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①安裝好實(shí)驗(yàn)器材。接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)，重復(fù)幾次。

②選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，找一個(gè)合適的點(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)O（t=0），然后每隔0.1s選取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖2中A、B、C、D、E、F……所示。

③通過(guò)測(cè)量、計(jì)算可以得到在打A、B、C、D、E……點(diǎn)時(shí)小車的速度，分別記作v1、v2、v3、v4、v5……

④以速度v為縱軸、時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，如圖3所示。結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)你完成下列問(wèn)題：

(1)在下列儀器和器材中，還必須使用的有______和_________（填選項(xiàng)前的字母）。

A．電壓合適的50Hz交流電源

B．電壓可調(diào)的直流電源

C．刻度尺

D．秒表

E．天平（含砝碼）

(2)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并畫(huà)出v—t圖像________。

(3)觀察v—t圖像，可以判斷小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，其依據(jù)是______。根據(jù)v—t圖像計(jì)算出小車的加速度a=_______m/s2。（保留兩位有效數(shù)字）

(4)利用該裝置也可以完成“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，需要平衡摩擦力和其他阻力。正確操作方法是把長(zhǎng)木板右端墊高，在不掛重物且_________（選填選項(xiàng)前的字母）的情況下，輕推一下小車，若小車拖著紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)，表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響。

A．計(jì)時(shí)器不打點(diǎn)

B．計(jì)時(shí)器打點(diǎn)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示將一光滑的半圓槽置于光滑水平面上，槽的左側(cè)有一固定在水平面上的物塊．今讓一小球自左側(cè)槽口A的正上方從靜止開(kāi)始落下，與圓弧槽相切自A點(diǎn)進(jìn)入槽內(nèi)，則以下結(jié)論中正確的是（　　）

A. 小球在半圓槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中，只有重力對(duì)它做功

B. 小球在半圓槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中，小球與半圓槽在水平方向動(dòng)量守恒

C. 小球離開(kāi)C點(diǎn)以后，將做豎直上拋運(yùn)動(dòng)

D. 小球自半圓槽的最低點(diǎn)B向C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，小球與半圓槽在水平方向動(dòng)量守恒

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