（16分）A、B是在真空中水平正对的两块金属板，板长L＝40cm，板间距d＝24cm，在B板左侧边缘有一粒子源，能连续均匀发射带负电的粒子，粒子紧贴B板水平向右射入，如图甲所示，带电粒子的比荷为
＝1.0×108C/kg，初速度v0＝2×105m/s（粒子重力不计），在A、B两板间加上如图乙所示的电压，电压的周期T＝2.0×10－6s，t＝0时刻A板电势高于B板电势，两板间电场可视为匀强电场，电势差U0＝360V，A、B板右侧相距s＝2cm处有一边界MN，在边界右侧存在一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B＝
T，磁场中放置一“＞”型荧光板，位置如图所示，板与水平方向夹角θ＝37°，不考虑粒子之间相互作用及粒子二次进入磁场的可能，求：
⑴带电粒子在AB间偏转的最大侧向位移ymax；
⑵带电粒子从电场中射出到MN边界上的宽度Δy；
⑶经过足够长时间后，射到荧光板上的粒子数占进入磁场粒子总数的百分比k。
⑴ymax＝22.5cm；⑵Δy＝15cm；⑶k＝31%
解析试题分析：⑴设带电粒子在两金属板间运动的时间为t1，则L＝v0t1
解得：t1＝
设带电粒子在两金属板间运动的加速度为a，根据牛顿第二定律有：
＝ma
由题意可知，在t＝kT（k＝0，1，2，…）时刻进入电场的粒子其侧向位移最大
其最大侧向位移为：ymax＝
＋
联立以上各式并代入数据解得：ymax＝22.5cm
⑵所有带电粒子在电场中加速时间均相同，设其出电场时竖直方向的速度大小为vy，则：vy＝
＝1.5×105m/s
粒子出电场时速度大小为：v＝
＝2.5×105m/s
设带电粒子出电场时速度与水平方向的夹角为α，tanα＝
＝
故所有粒子出电场的速度方向均相同，且出电场后在进入磁场之前做匀速直线运动，所以在边界MN上的宽度与粒子出电场的宽度相等
由题意可知，当带电粒子在t＝kT＋
（k＝0，1，2，…）时刻进入电场的粒子侧向位移最小，其最小侧向位移为：ymin＝
代入数据解得：ymin＝7.5cm
所以Δy＝ymax－ymin＝15cm
⑶带电粒子出电场后做匀速直线运动，设其竖直方向上的位移大小为y1，则y1＝
＝1.5cm
分别画出最大侧向位移与最小侧向位移两种情况的轨迹图如下左图所示
由几何关系得P2P3＝9cm
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径设为R，则qvB＝
，解得：R＝
＝4cm
画出两种典型的轨迹图如上由图所示，其中P1P4、P5P2之间的粒子会打在屏上
有几何关系得：P1P4＝3.6cm，P5P2＝1cm
因为是均匀分布的，所以k＝
×100%＝31%
考点：本题主要考查了带电粒子在交替复合场中运动的问题。
小学课堂作业系列答案
金博士一点全通系列答案科目：高中物理 来源： 题型：填空题
两颗卫星在同一轨道平面绕地球作匀速圆周运动，地球半径为R，a卫星离地面的高度为R，b卫星离地面的高度为3R，则a、b两卫星所在轨道处的重力加速度大小之比ga∶gb=_______， a、b两卫星运行的线速度大小之比va∶vb=_______。
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
（15分）如图所示，用长为L的细线一端系住质量为m的小球，另一端固定在A点，AB是过A的竖直线，E为AB上的一点，且AE=0.5L，过E作水平线EF，在EF上可以钉铁钉D，现将细线水平拉直，然后小球由静止释放。不计一切摩擦，不计线与钉子碰撞时的能量损失，求：
（1）若无铁钉D，小球运动到最低点B时细线的拉力TB=?
（2）若钉上铁钉D且线拉力足够大，使小球恰能绕钉子在竖直面内做完整圆周运动，则钉子D 与点E 距离DE=？
（3）钉铁钉D后，若线能承受的最大拉力是9mg，小球能绕钉子在竖直面内做完整圆周运动，ED取值范围是多少？
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
如图所示，两平行导轨间距L＝0.1 m，足够长光滑的倾斜部分和粗糙的水平部分圆滑连接，倾斜部分与水平面的夹角θ＝30°，垂直斜面方向向上的磁场磁感应强度B＝0.5 T，水平部分没有磁场．金属棒ab质量m＝0.005 kg、电阻r＝0.02 Ω，运动中与导轨始终接触良好，并且垂直于导轨．电阻R＝0.08 Ω，其余电阻不计．当金属棒从斜面上离地高h＝1.0 m以上的任何地方由静止释放后，在水平面上滑行的最大距离x都是1.25 m．取g＝10 m/s2，求：
(1)金属棒在斜面上的最大速度；
(2)金属棒与水平面间的动摩擦因数；
(3)从高度h＝1.0 m处滑下后电阻R上产生的热量．
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
如图所示，一根水平光滑的绝缘直槽轨连接一个竖直放置的半径为R=0.50m的绝缘光滑槽轨。槽轨处在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度B=0.50T。有一个质量m=0.10g、带电量为q=+1.6×10-3C的小球在水平轨道上向右运动。若小球恰好能通过最高点，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）小球在最高点所受的洛伦兹力F；
（2）小球的初速度v0。
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
（12分）如图所示，在粗糙水平台阶上放置一质量m=0.5kg的小物块，它与水平台阶间的动摩擦因数μ=0.5，与台阶边缘O点的距离s=5m。在台阶右侧固定一个1/4圆弧挡板，圆弧半径R=1m，圆弧的圆心也在O点。今以O点为原点建立平面直角坐标系xOy。现用F=5N的水平恒力拉动小物块，一段时间后撤去拉力，小物块最终水平抛出并击中挡板。（
，取g=10m/s2）
（1）若小物块恰能击中挡板上的P点（OP与水平方向夹角为37°），求其离开O点时的速度大小；
（2）为使小物块击中挡板，求拉力F作用的最短时间。
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
(12分)如图所示，在倾角θ＝37°的光滑斜面上存在一垂直斜面向上的匀强磁场区域MNPQ，磁感应强度B的大小为5T，磁场宽度d＝0.55m，有一边长L＝0.4m、质量m1＝0.6kg、电阻R＝2Ω的正方形均匀导体线框abcd通过一轻质细线跨过光滑的定滑轮与一质量为m2＝0.4kg的物体相连，物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.4，将线框从图示位置由静止释放，物体到定滑轮的距离足够长．(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：
(1)线框abcd还未进入磁场的运动过程中，细线中的拉力为多少？
(2)当ab边刚进入磁场时，线框恰好做匀速直线运动，求线框刚释放时ab边距磁场MN边界的距离x多大？（3）在（2）问的条件下，若cd边恰好离开磁场边界PQ时，速度大小为2m/s，求整个过程中ab边产生的热量为多少？
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
一辆汽车质量为2×103kg ，最大功率为3×104W，在水平路面由静止开始作直线运动，最大速度为v2，运动中汽车所受阻力恒定．发动机的最大牵引力为6×103N ，其行驶过程中牵引力F与车速的倒数
的关系如图所示．试求
（1）根据图线ABC判断汽车作什么运动？
（2）v2的大小；
（3）整个运动中的最大加速度；
（4）当汽车的速度为10m/s时发动机的功率为多大？
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
（1 6分）在某项娱乐活动中，要求质量为m的物体轻放到水平传送带上，当物体离开水平传送带后恰好落到斜面的顶端，且此时速度沿斜面向下。斜面长度为l=2.75m，倾角为
=37°，斜面动摩擦因数
1=0.5。传送带距地面高度为h=2.1m，传送带的长度为L= 3m，传送带表面的动摩擦因数2=0.4，传送带一直以速度v传= 4m/s逆时针运动，g=10m/s2，sin37°=0.6,cos37°=0.8。求：
（1）物体落到斜面顶端时的速度；
（2）物体从斜面的顶端运动到底端的时间；
（3）物体轻放在水平传送带的初位置到传送带左端的距离应该满足的条件。
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