如图甲所示，水平放置的平行金属板A和B的距离为d，它们的右端安放着垂直于金属板的靶MN，现在A、B板上加上如图乙所示的方波形电压，电压的正向值为U0，反向电压值为
，且每隔T/2变向1次。现将质量为m的带正电，且电荷量为q的粒子束从AB的中点O以平行于金属板的方向OO′射入，设粒子能全部打在靶上而且所有粒子在A、B间的飞行时间均为T。不计重力的影响，试问：
（1）定性分析在t=0时刻从O点进入的粒子，在垂直于金属板的方向上的运动情况。
（2）在距靶MN的中心O′点多远的范围内有粒子击中？
（3）要使粒子能全部打在靶MN上，电压U0的数值应满足什么条件？(写出U0、m、d、q、T的关系式即可)
(1)先向下加速，再向下减速。(2) O′以下
到O′以上
。(3) U0＜
解析试题分析：（1）0-T/2时间内，带正电的粒子受到向下的电场力而向下做加速运动，在T/2-T时间内，粒子受到向上的电场力而向下做减速运动。
（2）当粒子在0，T，2T，…nT时刻进入电场中时，粒子将打在O′点下方最远点，在前T/2时间内，粒子在竖直向下的位移为：
；在后T/2时间内，粒子在竖直向下的位移为：
;将
，代入上式得：
．
故粒子打在距O′点正下方的最大位移为s=s1+s2＝；当粒子在T/2，3T/2，……（2n+1）T/2，时刻进入电场时，将打在O′点上方最远点．在前T/2时间内，粒子在竖直向上的位移为：
;
在后T/2时间内，粒子在竖直向上的位移为：
其中
，a2′＝
，代入上式得：s2′=0，故粒子打在距O′点正上方的最大位移为：s′＝s1′+s2′＝．
所以击中的范围在P以下到P以上。
（3）要使粒子能全部打在靶上，须有＜
解得 U0＜
考点：带电粒子在电场中的偏转；牛顿定律的应用。
快乐小博士巩固与提高系列答案科目：高中物理 来源： 题型：计算题
（11分）摩擦系数μ=0.2的水平地面AB长75m，和光滑斜面在B点用一小段光滑圆弧相连，斜面和水平地面的夹角为30O且无限长，一质量为m=1kg的物体(可视为质点)从A点以初速度vo=20m/s的速度向右滑动，求物体从A点出发经过B点的速度大小和时间？
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
如图所示，长为L细线的一端固定在 A点，另一端系质量为m的小球，AB是过A的竖直线，且AB=L，E为AB的中点，过E作水平线 EF，在EF上某一位置钉一小钉D。现将小球悬线拉至水平，然后由静止释放，不计线与钉碰撞时的机械能损失。
(1)若钉子在E点位置，则小球经过B点前瞬间，求绳子拉力T的大小。
(2)若小球要恰好能绕钉子在竖直平面内做圆周运动，求钉子钉在D的位置离E点的距离x。
(3)保持小钉在(2)问中的D位置不变，让小球从图示的P点静止释放，当小球运动到最低点时，若细线刚好达到最大张力而断开，且小球运动的轨迹经过B点。试求细线能承受的最大张力Tm．
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（7分）如图甲所示，一半径R＝1m、圆心角等于143°的竖直圆弧形光滑轨道，与斜面相切于B处，圆弧轨道的最高点为M，斜面倾角θ＝37°，t＝0时刻有一物块从斜面底端A处沿斜面上滑，其在斜面上运动的速度变化规律如图乙所示．若物块恰能到达M点，（取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8），求：
（1）物块经过B点时的速度；
（2）物块与斜面间的动摩擦因数μ.
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（9分）如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,有一长为l的细线,细线的一端固定在O点并可绕O点转动,另一端拴一质量为m的小球,现使小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动,求: 
(1)小球通过最高点A时的速度vA
(2）小球通过最低点B时的速度vB
(3)小球通过最低点B时,细线对小球的拉力T
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（14分）如图所示，在竖直放置的铅屏A的右表面上贴着射线放射P，已知射线实质为 高速电子流，放射放出的电子速度v0＝1.0×107m/s．足够大的荧光屏M与铅屏A平行放置，相距d ＝2.0×
m，其间有水平向左的匀强电场，电场强度大小E＝2.5×104N/C．已知电子电量e＝1.6×10-19C，电子质量取m＝9.0×10-31kg．求：
（1）电子到达荧光屏M上的动能；
（2）荧光屏上的发光面积．
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(8分)如图所示，一个绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场E中，在环的上端，一个质量为m、带电量为 +q的小球由静止开始沿轨道运动，
求：在小球经过最低点时，球对环的压力为多大？
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（17分）如图所示，一小球从A点以某一水平向右的初速度出发，沿水平直线轨道运动到B点后，进入半径
的光滑竖直圆形轨道，圆形轨道间不相互重叠，即小球离开圆形轨道后可继续向C点运动，C点右侧有一壕沟，C、D两点的竖直高度
，水平距离
，水平轨道AB长为
，BC长为
，小球与水平轨道间的动摩擦因数
，重力加速度
.求：
（1）若小球恰能通过圆形轨道的最高点，求小球在A点的初速度？
（2）若小球既能通过圆形轨道的最高点，又不掉进壕沟，求小球在A点的初速度的范围是多少？
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
如图所示，倾角为45°的粗糙斜面AB底端与半径R=0.4m的光滑半圆轨道BC平滑相接，O为轨道圆心，BC为圆轨道直径且处于竖直平面内，A、C两点等高．质量m=1kg的滑块从A点由静止开始下滑，恰能滑到与O等高的D点，g取10m/s2．求：
（1）求滑块与斜面间的动摩擦因数μ；
（2）若使滑块能到达C点，求滑块至少从离地多高处由静止开始下滑；
（3）若滑块离开C处后恰能垂直打在斜面上，求滑块经过C点时对轨道的压力．
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