【題目】如圖所示，在豎直直角坐標(biāo)系內(nèi)，軸下方區(qū)域I存在場強(qiáng)大小為E、方向沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場，軸上方區(qū)域Ⅱ存在方向沿軸正方向的勻強(qiáng)電場。已知圖中點(diǎn)D的坐標(biāo)為()，虛線軸。兩固定平行絕緣擋板AB、DC間距為3L，OC在軸上，AB、OC板平面垂直紙面，點(diǎn)B在y軸上。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子(不計(jì)重力)從D點(diǎn)由靜止開始向上運(yùn)動(dòng)，通過軸后不與AB碰撞，恰好到達(dá)B點(diǎn)，已知AB=14L，OC=13L。

（1）求區(qū)域Ⅱ的場強(qiáng)大小以及粒子從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所用的時(shí)間；

（2）改變該粒子的初位置，粒子從GD上某點(diǎn)M由靜止開始向上運(yùn)動(dòng)，通過軸后第一次與AB相碰前瞬間動(dòng)能恰好最大。

①求此最大動(dòng)能以及M點(diǎn)與軸間的距離；

②若粒子與AB、OC碰撞前后均無動(dòng)能損失(碰后水平方向速度不變，豎直方向速度大小不變，方向相反)，求粒子通過y軸時(shí)的位置與O點(diǎn)的距離y2。

【答案】（1）； （2）①，；②

【解析】

（1）該粒子帶正電，從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到軸所用的時(shí)間設(shè)為，則

根據(jù)牛頓第二定律有

粒子在區(qū)域II中做類平拋運(yùn)動(dòng)，所用的時(shí)間設(shè)為，則

根據(jù)牛頓第二定律有

粒子從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所用的時(shí)間

解得

，

（2）①設(shè)粒子通過軸時(shí)的速度大小為，碰到AB前做類平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，則

粒子第一次碰到AB前瞬間的軸分速度大小

碰前瞬間動(dòng)能

即

由于為定值，當(dāng)即時(shí)動(dòng)能有最大值

由（1）得

最大動(dòng)能

對應(yīng)的

粒子在區(qū)域I中做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則

解得

②粒子在區(qū)域II中的運(yùn)動(dòng)可等效為粒子以大小為的初速度在場強(qiáng)大小為6E的勻強(qiáng)電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)直接到達(dá)y軸的K點(diǎn)，如圖所示，則時(shí)間仍然為

得

由于，粒子與AB碰撞一次后，再與CD碰撞一次，最后到達(dá)B處

則

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】在如圖甲所示的平面坐標(biāo)系xOy內(nèi)，正方形區(qū)域（0<x<d、0 <y<d）內(nèi)存在垂直xOy平面周期性變化的勻強(qiáng)磁場，規(guī)定圖示磁場方向?yàn)檎较�，磁感�?yīng)強(qiáng)度B的變化規(guī)律如圖乙所示，變化的周期T可以調(diào)節(jié)，圖中B0為己知。在x=d處放置一垂直于x軸的熒光屏，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電粒子在t=0時(shí)刻從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿y軸正方向射入磁場，不計(jì)粒子重力。

（1）調(diào)節(jié)磁場的周期，滿足T>，若粒子恰好打在屏上P（d，0）處，求粒子的速度大小v；

（2）調(diào)節(jié)磁場的周期，滿足T=，若粒子恰好打在屏上Q（d，d）處，求粒子的加速度大小a；

（3）粒子速度大小為v0=時(shí)，欲使粒子垂直打到屏上，周期T應(yīng)調(diào)為多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，空間存在一寬度為的有界勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里.在光滑絕緣水平面內(nèi)有一邊長為的正方形金屬線框，其質(zhì)量、電阻，在水平向左的外力作用下，以初速度勻減速進(jìn)入磁場，線框平面與磁場垂直，外力大小隨時(shí)間變化的圖線如圖乙所示，以線框右邊剛進(jìn)入磁場時(shí)開始計(jì)時(shí)，求：

（1）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度；

（2）線框進(jìn)入磁場的過程中，通過線框的電荷量；

（3）線框向右運(yùn)動(dòng)的最大位移為多少？

（4）當(dāng)線框左側(cè)導(dǎo)線即將離開磁場的瞬間，撤去外力，則線框離開磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，三根完全相同的通電直導(dǎo)線a、b、c平行固定，三根導(dǎo)線截面的連線構(gòu)成一等邊三角形，O點(diǎn)為三角形的中心，整個(gè)空間有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向平行于等邊三角形所在平面且垂直bc邊指向a的勻強(qiáng)磁場�，F(xiàn)在三根導(dǎo)線中通以方向均向里的電流，其中Ib=Ic=I。已知通電長直導(dǎo)線在某點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小跟電流成正比，導(dǎo)線b在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。則下列說法正確的是（　　）

A.若O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度平行ac邊，則Ia=（1＋）I

B.若O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度平行ab邊，則Ia=（1＋）I

C.若O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直ac邊，則Ia=（－1）I

D.若O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直ab邊，則Ia=（－1）I

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一束紅光從空氣射向折射率n=種玻璃的表面，其中i為入射角，則下列說法正確的是（　�。�

A.當(dāng)i=45°時(shí)會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象

B.無論入射角i為多大，折射角r都不會(huì)超過45°

C.當(dāng)入射角的正切值tani=，反射光線與折射光線恰好相互垂直

D.光從空氣射入玻璃，速度減小

E.若將入射光換成紫光，則在同樣入射角i的情況下，折射角r將變大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，用毛皮摩擦過的帶電橡膠棒（帶負(fù)電），從右向左縵縵靠近放在光滑水平桌面上的空易拉罐。則下列針對易拉罐的有關(guān)分析正確的有（　　）

A.易拉罐內(nèi)部空腔各處的電場強(qiáng)度處處為零

B.帶電橡膠棒在易拉罐內(nèi)部空腔各處產(chǎn)生的電場強(qiáng)度處處為零

C.易拉罐右側(cè)感應(yīng)出正電，左側(cè)感應(yīng)負(fù)電，易拉罐將向右運(yùn)動(dòng)

D.易拉罐左、右兩側(cè)感應(yīng)出等量異種電荷，易拉罐將保持不動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在考古中為了測定古物的年代，可通過測定古物中碳14與碳12的比例，其物理過程可簡化為如圖所示，碳14與碳12經(jīng)電離后的原子核帶電量都為q，從容器A下方的小孔S不斷飄入電壓為U的加速電場，經(jīng)過S正下方的小孔O后，沿SO方向垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場中，最后打在相機(jī)底片D上并被吸收。已知D與O在同一平面內(nèi)，其中碳12在底片D上的落點(diǎn)到O的距離為x，不考慮粒子重力和粒子在小孔S處的初速度。

(1)求碳12的比荷；

(2)由于粒子間存在相互作用，從O進(jìn)入磁場的粒子在紙面內(nèi)將發(fā)生不同程度的微小偏轉(zhuǎn)（粒子進(jìn)入磁場速度大小的變化可忽略），其方向與豎直方向的最大偏角為α，求碳12在底片D上的落點(diǎn)到O的距離的范圍；

(3)實(shí)際上，加速電場的電壓也會(huì)發(fā)生微小變化（設(shè)電壓變化范圍為U±ΔU），從而導(dǎo)致進(jìn)入磁場的粒子的速度大小也有所不同。現(xiàn)從容器A中飄入碳14與碳12最終均能打在底片D上，若要使這兩種粒子的落點(diǎn)區(qū)域不重疊，則ΔU應(yīng)滿足什么條件？（粒子進(jìn)入磁場時(shí)的速度方向與豎直方向的最大偏角仍為α）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某老師用圖示裝置探究庫侖力與電荷量的關(guān)系。A、B是可視為點(diǎn)電荷的兩帶電小球，用絕緣細(xì)線將A懸掛，實(shí)驗(yàn)中在改變電荷量時(shí)，移動(dòng)B并保持A、B連線與細(xì)線垂直。用Q和q表示A、B的電荷量，d表示A、B間的距離，（不是很�。┍硎炯�(xì)線與豎直方向的夾角，x表示A偏離O點(diǎn)的水平距離，實(shí)驗(yàn)中（　�。�

A.d可以改變B.B的位置在同一圓弧上

C.x與電荷量乘積Qq成正比D.與A、B間庫侖力成正比

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】(1)一課外實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，用來探究拉力對小車做功跟小車動(dòng)能的關(guān)系。M為帶滑輪的小車的質(zhì)量，m為砂和砂桶的質(zhì)量。兩光滑滑輪質(zhì)量均不計(jì)，木板上的輕質(zhì)細(xì)線與木板平行，不計(jì)空氣阻力實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定要進(jìn)行的操作是______。

A.用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量m

B.用天平測出帶滑輪的小車的質(zhì)量M

C.將長木板右端適當(dāng)墊高，以平衡摩擦力

D.小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時(shí)記錄力傳感器的示數(shù)

E.為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M

如圖為實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶，已知打點(diǎn)頻率為f，選取某一個(gè)打的點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)0，然后每隔4個(gè)點(diǎn)選一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，依次記為1、2、3、4、5、6，各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)的距離分別為、、、、、實(shí)驗(yàn)中測出小車的質(zhì)量M，力傳感器顯示拉力為F，從計(jì)數(shù)點(diǎn)1到5的過程中，外力對小車做的功為______，小車動(dòng)能的變化為______。用本問所給的字母表示

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同步練習(xí)冊答案