【題目】如圖為實(shí)驗(yàn)室篩選帶電粒子的裝置示意圖：左端加速電極M、N間的電壓為U1。中間速度選擇器中存在相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，勻強(qiáng)磁場的場強(qiáng)B1＝1．0T，兩板電壓U2=1．0×102V，兩板間的距離D＝2cm。選擇器右端是一個(gè)半徑R＝20cm的圓筒，可以圍繞豎起中心軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，筒壁的一個(gè)水平圓周上均勻分布著8個(gè)小孔O1至O8。圓筒內(nèi)部有豎直向下的勻強(qiáng)磁場B2。一電荷量為q=1．60×10-19C、質(zhì)量為m=3．2×10-25kg的帶電的粒子，從靜止開始經(jīng)過加速電場后勻速穿過速度選擇器。圓筒不轉(zhuǎn)時(shí)，粒子恰好從小孔O8射入，從小孔O3射出，若粒子碰到圓筒就被圓筒吸收。求：

（1）加速器兩端的電壓U1的大小；

（2）圓筒內(nèi)勻強(qiáng)磁場B2的大小并判斷粒子帶正電還是負(fù)電；

（3）要使粒子從一個(gè)小孔射入圓筒后能從正對(duì)面的小孔射出（如從O1進(jìn)從O5出），則圓筒勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度多大？

【答案】（1）（2）（3）

【解析】試題分析：（1）速度選擇器中電場強(qiáng)度：

根據(jù)力的平衡條件可得：,解得：

在電場加速過程，根據(jù)動(dòng)能定理可得：，解得

（2）粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示

根據(jù)左手定則，粒子帶負(fù)電，由幾何關(guān)系可得：

洛倫茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律可得：，解得：

（3）不管從哪個(gè)孔進(jìn)入，粒子在筒中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與軌跡一樣，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為:

在這段時(shí)間圓筒轉(zhuǎn)過的可能角度:

則圓筒的角速度:

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】光滑水平面上，一個(gè)長木板與半徑R未知的半圓組成如圖所示的裝置，裝置質(zhì)量M＝5 kg.在裝置的右端放一質(zhì)量為m＝1 kg的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，小滑塊與長木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，裝置與小滑塊一起以v0＝10 m/s的速度向左運(yùn)動(dòng)．現(xiàn)給裝置加一個(gè)F＝55 N向右的水平推力，小滑塊與長木板發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，當(dāng)小滑塊滑至長木板左端A時(shí)，裝置速度恰好減速為0，此時(shí)撤去外力F并將裝置鎖定．小滑塊繼續(xù)沿半圓形軌道運(yùn)動(dòng)，且恰好能通過軌道最高點(diǎn)B.滑塊脫離半圓形軌道后又落回長木板．已知小滑塊在通過半圓形軌道時(shí)克服摩擦力做功Wf＝2.5 J．g取10 m/s2.求：

(1)裝置運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移；

(2)長木板的長度l；

(3)小滑塊最后落回長木板上的落點(diǎn)離A的距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示的直角支架，表面粗糙的AO段水平放置，OB段豎直向下，表面光滑。AO和OB上分別套有相同質(zhì)量的小環(huán)P和Q，兩環(huán)間由一根質(zhì)量可忽略、不可伸長的細(xì)繩相連，并在某一位置平衡�，F(xiàn)將P環(huán)向左移一小段距離，兩環(huán)再次達(dá)到平衡，則移動(dòng)后( )

A. P環(huán)所受摩擦力變大

B. Q環(huán)所受的支持力變小了

C. P、Q兩環(huán)分別所受的各力大小均不變

D. 細(xì)繩上的張力大小不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】有兩顆地球同步衛(wèi)星，下列關(guān)于它們的說法中正確的是（　　）
A.軌道半徑可以不同
B.線速度大小可以不同
C.均有可能通過南京上空
D.運(yùn)行的線速度一定小于第一宇宙速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“練習(xí)使用多用電表”實(shí)驗(yàn)中

（1）某同學(xué)欲測量一節(jié)干電池的電壓，下述操作正確的是 （填字母）

A．歐姆調(diào)零．選擇檔位．表筆接觸電池兩極（其中紅表筆接觸正極）．讀數(shù)

B．機(jī)械調(diào)零．選擇檔位．表筆接觸電池兩極（其中紅表筆接觸正極）．讀數(shù)

C．選擇檔位．機(jī)械調(diào)零．表筆接觸電池兩極（其中黑表筆接觸正極）．讀數(shù)

D．選擇檔位．歐姆調(diào)零．表筆接觸電池兩極（其中黑表筆接觸正極）．讀數(shù)

（2）該同學(xué)欲測量如圖甲所示插座的電壓，則應(yīng)把多用電表的選擇開關(guān)打到如圖乙所示的 位置（選填A(yù)、B、C、…．Q）

（3）經(jīng)過正確操作后，電表指針指向如圖丙所示，則插座的電壓為 。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水平軌道AB段為粗糙水平面， BC段為一水平傳送帶，兩段相切于B點(diǎn)．一質(zhì)量為m=1kg的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），靜止于A點(diǎn)，AB距離為 s=2m．已知物塊與AB段和BC段的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.5，g取10m/s2．

（1）若給物塊施加一水平拉力F=11N，使物塊從靜止開始沿軌道向右運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)撤去拉力，物塊在傳送帶靜止情況下剛好運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，求傳送帶的長度；

（2）在（1）問中，若將傳送帶繞B點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)37°后固定（AB段和BC段仍平滑連接），要使物塊仍能到達(dá)C端，則在AB段對(duì)物塊施加拉力F應(yīng)至少多大；

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為一遙控電動(dòng)賽車（可視為質(zhì)點(diǎn)）和它運(yùn)動(dòng)軌道示意圖。假設(shè)在某次演示中，賽車從A位置由靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)2s后關(guān)閉電動(dòng)機(jī)，賽車?yán)^續(xù)前進(jìn)至B點(diǎn)后水平飛出，賽車能從C點(diǎn)無碰撞地進(jìn)入豎直平面內(nèi)的圓形光滑軌道，D點(diǎn)和E點(diǎn)分別為圓形軌道的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)。已知賽車在水平軌道AB段運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的恒定阻力為0.4N，賽車質(zhì)量為0.4kg，通電時(shí)賽車電動(dòng)機(jī)的輸出功率恒為2W，B、C兩點(diǎn)間高度差為0.45m，C與圓心O的連線和豎直方向的夾角，空氣阻力忽略不計(jì)， ， ，求：

（1）賽車通過C點(diǎn)時(shí)的速度大��；

（2）賽道AB的長度；

（3）要使賽車能通過圓軌道最高點(diǎn)D后回到水平賽道EG，其半徑需要滿足什么條件。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，廣寒宮中的嫦娥不再寂寞，古老的月球即將留下中華兒女的足跡。航天飛機(jī)將作為能往返于地球與太空、可以重復(fù)使用的太空飛行器，備受人們的喜愛。宇航員現(xiàn)欲乘航天飛機(jī)對(duì)在距月球表面高h處的圓軌道上運(yùn)行的月球衛(wèi)星進(jìn)行維修。(已知月球半徑為R，月球表面的重力加速度為，計(jì)算過程中可不計(jì)地球引力的影響，計(jì)算結(jié)果用h、R、、等表示)，試根據(jù)你所學(xué)的知識(shí)回答下列問題：

(1)維修衛(wèi)星時(shí)航天飛機(jī)的速度應(yīng)為多大？

(2)已知地球自轉(zhuǎn)周期為，則該衛(wèi)星每天可繞月球轉(zhuǎn)幾圈？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在物理學(xué)中，常常用等效替代、類比、微小量放大等方法來研究問題．如在牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律一百多年后，卡文迪許利用微小量放大法由實(shí)驗(yàn)測出了萬有引力常量G的數(shù)值，如圖所示是卡文迪許扭秤實(shí)驗(yàn)示意圖．卡文迪許的實(shí)驗(yàn)常被稱為是“稱量地球質(zhì)量”的實(shí)驗(yàn)，因?yàn)橛?/span>G的數(shù)值及其它已知量，就可計(jì)算出地球的質(zhì)量，卡文迪許也因此被譽(yù)為第一個(gè)稱量地球的人．

（1）若在某次實(shí)驗(yàn)中，卡文迪許測出質(zhì)量分別為m1、m2相距為r的兩個(gè)小球之間引力的大小為F，求萬有引力常量G；

（2）若已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，萬有引力常量為G，忽略地球自轉(zhuǎn)的影響，請(qǐng)推導(dǎo)出地球質(zhì)量及地球平均密度的表達(dá)式．

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