（13分）如圖甲是質譜儀的工作原理示意圖．圖中的A容器中的正離子從狹縫S1以很小的速度進入電壓為U的加速電場區(qū)(初速度不計)加速后，再通過狹縫S2從小孔G垂直于MN射入偏轉磁場，該偏轉磁場是以直線MN為上邊界、方向垂直于紙面向外的勻強磁場，磁感應強度為B，離子最終到達MN上的H點(圖中未畫出)，測得G、H間的距離為d，粒子的重力可忽略不計。試求：
  
（1）該粒子的比荷
（2）若偏轉磁場為半徑為的圓形區(qū)域，且與MN相切于G點，如圖乙所示，其它條件不變，仍保證上述粒子從G點垂直于MN進入偏轉磁場，最終仍然到達MN上的H點，則圓形區(qū)域中磁場的磁感應強度與B之比為多少?

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解析試題分析：（1）設離子被加速后獲得的速度為v，由動能定理有
          （2分）
離子在磁場中做勻速圓周運動的軌道半徑           （1分）
又            （1分）
以上三式聯(lián)立可解得             （2分）
（2）離子在磁場中得軌跡如圖所示，

（3）由幾何關系有

即         （2分）
離子在磁場中做勻速圓周運動的軌道半徑為
則        （2分）
又             （1分）
磁感應強度         （2分）
考點：動能定理，帶電粒子在磁場中的運動

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）釣魚島是我國固有領土，決不允許別國侵占，近期，為提高警惕保衛(wèi)祖國，我人民海軍為此進行登陸演練，假設一艘戰(zhàn)艦因噸位大吃水太深，只能停錨在離海岸登陸點s=1km處。登陸隊員需要從較高的軍艦甲板上，利用繩索下滑到登陸快艇上再行登陸接近目標，若繩索兩端固定好后，與豎直方向的夾角θ=30°，為保證行動最快，隊員甲先無摩擦自由加速滑到某最大速度，再靠摩擦勻減速滑至快艇，速度剛好為零，在隊員甲開始下滑時，隊員乙在甲板上同時開始向快艇以速度v0=m／s平拋救生圈，第一個剛落到快艇，接著拋第二個，結果第二個救生圈剛好與甲隊員同時抵達快艇，若人的質量m，重力加速度g=10m／s2，問：

（1）軍艦甲板到快艇的豎直高度H="?" 隊員甲在繩索上運動的時間t0=?
（2）若加速過程與減速過程中的加速度大小相等，則隊員甲在何處速度最大?最大速度多大?
（3）若登陸艇額定功率5KW，載人后連同裝備總質量103Kg，從靜止開始以最大功率向登陸點加速靠近，到達岸邊時剛好能達到最大速度10m／s，則登陸艇運動的時間t'=?

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖直流電源的路端電壓U＝182 V，金屬板AB、CD、EF、GH相互平行、彼此靠近。它們分別和變阻器上觸點a、b、c、d連接。ab、bc、cd段電阻之比為1∶2∶3�？譕1正對B和E，孔O2正對D和G，邊緣F、H正對。一個電子以初速度m/s沿AB方向從A點進入電場，恰好穿過孔O1和O2后，從H點離開電場。金屬板間的距離L1＝2 cm，L2＝4 cm，L3＝6 cm。電子質量kg，電荷量C。正對的兩平行板間可視為勻強電場，求：

（1） 各相對兩板間的電場強度；
（2） 電子離開H點時的動能；
（3） 四塊金屬板的總長度（AB＋CD＋EF＋GH）。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖，一條長為L的細線上端固定，下端拴一個質量為m的帶電為q的小球，將它置于一方向水平向右的勻強電場中，使細線豎直拉直時小球在A點靜止釋放，當細線離開豎直位置偏角α=60°時，小球速度為0。

(1)求:①小球帶電性質②電場強度E
(2)要小球恰好完成豎直圓周運動，求A點釋放小球時應有初速度vA(可含根式)

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（8分）如圖所示，摩托車做特技表演時，以v0＝10m/s的初速度沖向高臺，然后以v＝7.5m/s的速度從高臺飛出。若摩托車沖向高臺的過程中以P＝1.8kW的額定功率行駛，沖到高臺上所用時間t＝16s，人和車的總質量m＝1.8×102kg，臺高h＝5.0m．不計空氣阻力，取g＝10m/s2。求：

（1）摩托車落地時速度的大小；
（2）摩托車沖上高臺過程中克服阻力所做的功．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（15分）如圖所示，是某公園設計的一種驚險刺激的娛樂設施，軌道CD部分粗糙，μ=0.1，其余均光滑。第一個圓管軌道的半徑R=4m，第二個圓管軌道的半徑r=3.6m。一挑戰(zhàn)者質量m=60kg，沿斜面軌道滑下，滑入第一個圓管形軌道（假設轉折處無能量損失），挑戰(zhàn)者到達A、B兩處最高點時剛好對管壁無壓力，然后從平臺上飛入水池內，水面離軌道的距離h=1m。g取10 m/s2，管的內徑忽略不計，人可視為質點。

求：（1）挑戰(zhàn)者若能完成上述過程，則他應從離水平軌道多高的地方開始下滑?（2）CD部分的長度是多少?（3）挑戰(zhàn)者入水時速度的大小和方向?

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，光滑絕緣水平面AB與傾角θ=37°，長L=5m的絕緣斜面BC在B處圓滑相連，在斜面的C處有一與斜面垂直的彈性絕緣擋板，質量m=0.5kg、所帶電荷量q=5×10-5C的絕緣帶電小滑塊（可看做質點）置于斜面的中點D，整個空間存在水平向右的勻強電場，場強E=2×l05N/C，現(xiàn)讓滑塊以v0=12m/s的速度沿斜面向上運動。設滑塊與擋板碰撞前后所帶電荷量不變、速度大小不變，滑塊和斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.1，（g取10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.8）求：

（1）滑塊第一次與擋板碰撞時的速度大�。�
（2）滑塊第一次與擋板碰撞后能達到左端的最遠點離B點的距離；
（3）滑塊運動的總路程。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（15分）在半徑為R=12000km的某星球表面， 宇航員做了如下實驗，實驗裝置如圖所示。豎直面內的光滑軌道有軌道AB和圓軌道BC組成，將質量為m=0.1kg的小球，從軌道AB上高H處的某點靜止滑下，用力傳感器測出小球經(jīng)過C點是對軌道的壓力F，改變H的大小，可測出相應的F大小，F(xiàn)隨H的變化關系如圖乙所示，求：

（1）圓軌道的半徑；
（2）該星球表面的重力加速度大��；
（3）該星球的第一宇宙速度。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

探究能力是物理學研究的重要能力之一，物體因繞軸轉動而具有的動能叫轉動動能，轉動動能的大小與物體轉動的角速度有關，為了研究砂輪的轉動動能Ek與角速度ω的關系，某同學采用了下述實驗方法進行探究：先讓砂輪由動力帶動勻速旋轉，測得其角速度ω，然后讓砂輪脫離動力，由于克服轉軸間摩擦力做功，砂輪最后停下，測出砂輪脫離動力到停止轉動的圈數(shù)n，通過分析實驗數(shù)據(jù)，得出結論。經(jīng)實驗測得的幾組ω和n如下表所示：

ω/rad?s-1
0.5
1
2
3
4
n
5.0
20
80
180
320
Ek/J
 
 
 
 
 
 
另外已測得砂輪轉軸的直徑為1  cm，轉軸間的摩擦力為
（1）計算出砂輪每次脫離動力的轉動動能，并填入上表中。
（2）由上述數(shù)據(jù)推導出砂輪轉動動能與角速度的關系式為________________。

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