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    4．如图所示，在x＞0、y＞0空间存在一恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里，大小为B．现把α粒子（${\;}_2^4He$的原子核）和质子（${\;}_1^1H$）在x轴上的P点以相同速度垂直于x轴射入此磁场，两粒子在磁场中运动轨迹如图中虚线所示，其中一个粒子由坐标原点垂直于x轴射出磁场，另一个粒子在y轴上的Q点垂直于y轴射出磁场．以下关于上述过程的说法正确的是（　　）
    A．从O点射出磁场的是质子，从Q点射出磁场的是α粒子
    B．α粒子与质子在磁场中作圆周运动的半径之比为1：2
    C．α粒子与质子在磁场中运动轨迹的长度不相等
    D．α粒子与质子在磁场中运动时间相等

    分析 根据半径公式，结合比荷关系，结合轨迹确定粒子的种类．根据几何关系求出运动轨迹的长度关系，根据周期公式，结合圆心角比较运动的时间．

    解答 解：A、根据r=$\frac{mv}{qB}$知，粒子进入磁场中的速度相等，经过Q点和经过O点粒子的半径之比为2：1，则比荷之比为1：2，所以从Q点射出磁场的是α粒子，从O点射出的是质子，故A正确，B错误．
    C、根据几何关系知，两粒子在磁场中运动轨迹的长度相等，故C错误．
    D、根据T=$\frac{2πm}{qB}$，因为α粒子与质子的比荷之比为1：2，则周期之比为2：1，因为圆心角之比为1：2，根据t=$\frac{θ}{2π}T$知，两粒子在磁场中运动的时间相等，故D正确．
    故选：AD．

    点评 本题考查了带电粒子在磁场中的运动，掌握粒子的半径公式和周期公式是解决本题的关键，以及掌握求解粒子在磁场中运动时间的方法：1、t=$\frac{θ}{2π}T$，2、t=$\frac{rθ}{v}$．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    15．如图所示，PQ和MN为水平放置的平行金属导轨，间距为L=1.0m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m=20g，棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连，物体c的质量M=30g．在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场，磁场方向竖直向上．导体棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，最大静摩擦力可视为滑动摩擦力，若要保持物体c静止不动，重力加速度g取10m/s2，求：
    （1）导体棒中电流的方向如何？
    （2）导体棒中电流大小的范围？

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    16．某同学测量一个圆柱体的电阻率，需要测量圆柱体的尺寸，分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图（a）和（b）图所示，长度为4.740cm，直径为6.195-6.199mm

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    13．如图所示，用F=20N的水平压力将一重为8N的木块紧压在竖直墙上，木块与墙面间的动摩擦因数为0.30．现木块施加一平行于墙面的拉力作用，使木块沿水平方向在墙面上以v=2m/s的速度向右匀速运动，则所施加的拉力大小为（　　）
    A．2.4NB．6NC．8ND．10N

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    20．如图（甲）所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间的距离L=1m，定值电阻R1=6Ω，R2=3Ω，导轨上放一质量为m=1kg的金属杆，杆的电阻r=2Ω，导轨的电阻不计，整个装置处于磁感应强度为B=0.8T的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向下．现用一拉力F沿水平方向拉杆，使金属杆以一定的初速度开始运动．图（乙）所示为通过R1中电流的平方I12随时间t的变化关系图象，求：

    （1）5s末金属杆的速度；
    （2）金属杆在t时刻所受的安培力；
    （3）5s内拉力F所做的功．

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    9．某同学采用下列方法研究碰撞现象：如图所示，将质量为M=2.0kg的木板静置于足够大的水平地面上，板上左端停放着质量为m=3.0kg的玩具电动小车，小车右端与木板右端固定挡板相距L=1.5m，小车上搭载了电子计时装置．某一时刻通电使小车由静止开始以a=2.0m/s2的加速度向右做匀加速运动，同时计时器开始T作，经一段时间小车与挡板相撞，相撞后车与挡板粘合在一起，碰撞时间极短且碰后自动切断小车的电源．计时器停止计时．计时器显示小车相对于木板的运动时间为t=1.0s，经测量得知木板在整个运动过程中向左移动的位移大小为x=0.10m．试求：（计算中取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2．）
    （1）木板与地面之间的动摩擦因数μ；
    （2）通过定量计算说明小车与木板碰撞瞬间是否动量守恒定律．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    16．用一水平拉力使质量为m的物体从静止开始沿粗糙的水平面运动，物体的v-t图象如图所示．下列表述正确的是（　　）
    A．在0-t1时间内拉力逐惭减少到零B．在0-t1时间内物体做曲线运动
    C．在t1-t2时间内拉力的功率不为零D．在t1-t2时间内合外力做功$\frac{1}{2}$mv2

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    13．如图所示，在粗糙水平板上放一个物块，使水平板和物体一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，ab为水平直径，cd为竖直直径，在运动过程中木板始终保持水平，物块相对木板始终静止，则（　　）
    A．物块始终受到两个力作用
    B．只有在a、b、c、d四点，物块受到的合外力才指向圆心
    C．从a到b，物体所受的摩擦力先增大后减小
    D．从b到a，物块处于超重状态

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    14．北斗卫星系统由地球同步轨道卫星与低轨道卫星两种组成，这两种卫星在轨道上正常运行时（　　）
    A．同步轨道卫星运行的周期较大
    B．同步轨道卫星运行的线速度较小
    C．同步轨道卫星运行可能飞越南京上空
    D．两种卫星运行速度都大于第一宇宙速度

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