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    15．如图所示为质谱仪的原理图，A为粒子加速器，电压为U1；B为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B1，板间距离为d；C为偏转分离器，磁感应强度为B2．今有一质量为m、电量为q的正离子经加速后，恰好通过速度选择器，进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动，求：
    （1）粒子的速度v；
    （2）速度选择器的电压U2；
    （3）粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R和运动时间t．

    分析 （1）根据动能定理qU1=$\frac{1}{2}$mv2求出粒子的速度v．
    （2）在速度选择器中作匀速直线运动，电场力与洛仑兹力平衡，根据Eq=qvB1求出电压U2．
    （3）根据洛仑兹力提供向心力，qvB2=$\frac{m{v}^{2}}{R}$，求出粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R，再根据周期公式，结合圆心角，即可求解时间．

    解答 解：（1）粒子经加速电场U1加速，获得速度为v，由动能定理可知：
    qU1=$\frac{1}{2}$mv2
    解得v=$\sqrt{\frac{{2q{U_1}}}{m}}$
    （2）在速度选择器中作匀速直线运动，电场力与洛仑兹力平衡得：qE=qvB1
    即$\frac{U_2}{d}q=qv{B_1}$
    解得：U2=B1dv=B1d$\sqrt{\frac{{2q{U_1}}}{m}}$
    （3）在B2中作圆周运动，洛仑兹力提供向心力，qvB2=m$\frac{v^2}{R}$
    解得：R=$\frac{mv}{{q{B_2}}}$=$\frac{m}{{q{B_2}}}\sqrt{\frac{{2q{U_1}}}{m}}$=$\frac{1}{B_2}\sqrt{\frac{{2m{U_1}}}{q}}$
    而t=$\frac{1}{2}T$=$\frac{πm}{{q{B_2}}}$
    答：（1）粒子的速度$\sqrt{\frac{{2q{U_1}}}{m}}$；
    （2）速度选择器的电压B1d$\sqrt{\frac{{2q{U_1}}}{m}}$；
    （3）粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径$\frac{1}{B_2}\sqrt{\frac{{2m{U_1}}}{q}}$和运动时间$\frac{πm}{{q{B_2}}}$．

    点评 解决本题的关键掌握带电粒子在电场中的运动特点与在磁场中的运动特点，以及知道在速度选择器中作匀速直线运动，电场力与洛仑兹力平衡．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    5．一质点沿坐标轴Ox做变速直线运动，它在坐标轴上的坐标x随时间t的变化关系为x=5+2t3，速度v随时间t的变化关系为v=6t2，其中v、x和t的单位分别是m/s、m和s．设该质点在t=0到t=1s内运动位移为s和平均速度为$\overline{v}$，则（　　）
    A．s=6m，$\overline{v}$=6m/sB．s=2m，$\overline{v}$=2m/sC．s=7m，$\overline{v}$=7m/sD．s=3m，$\overline{v}$=3m/s

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    6．牛顿第二定律的公式F=ma大家已经相当熟悉．关于它的各种性质说法正确的是（　　）
    A．a和F之间是瞬时的对应关系，同时存在，同时消失，同时改变
    B．a与v的方向时时刻刻总相同，v的方向改变，a的方向立即改变
    C．v与F的方向时时刻刻总相同，v的方向改变，F的方向立即改变
    D．物体的加速度是合外力产生的即F=ma，又可以理解为各力产生的加速度的矢量和

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    3．某同学在做多用电表测电阻的实验中：
    （1）测量某电阻时，用“×10Ω”档时发现指针偏转角度过大，他应该换用×1Ω档（填“×1Ω”或“×100Ω”），换档后，在测量前先要进行欧姆调零．
    （2）如图所示，A、B、C是多用表在进行不同测量时，转换开关分别指示的位置，多用表表盘指针在测量时的偏转位置如图所示．

    若是用A档测量，指针偏转如图，则读数为1280?；
    若是用B档测量，指针偏转如图，则读数为6.4mA；
    若是用C档测量，指针偏转如图，则读数为32.2V．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    10．下列关于电源电动势的说法正确的是（　　）
    A．电源是通过静电力把其它形式的能转化为电能的装置
    B．在电源内部正电荷从低电势处向高电势处移动
    C．电源电动势反映了电源内部静电力做功的本领
    D．把同一电源接在不同的电路中，电源的电动势也将变化

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    20．如图所示，水平放置的平行板电容器，上板带负电，下板带正电，带电小球以速度v0水平射入电场，恰好沿下板边缘飞出．若下板不动，将上板上移一小段距离，小球仍以相同的速度v0从原处飞入，则带电小球（　　）
    A．将打在下板上
    B．仍沿原轨迹由下板边缘飞出
    C．不发生偏转，沿直线运动
    D．若上板不动，将下板上移一段距离，小球一定打不到下板的中央

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    7．直角坐标系对应的坐标空间中有场强为E的匀强电场，方向竖直向下；磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面向内，y轴为两种场的分界面，图中虚线为磁场区域的右边界，现有一质量为m，电荷量为-q的带负电的粒子从电场中坐标位置（-L，0）处，以初速度V0沿X轴正方向开始运动，且已知L=$\frac{m{v}_{0}^{2}}{qE}$（重力不计）．求：
    （1）粒子刚进入磁场时的速度
    （2）粒子刚进入磁场时的位置坐标
    （3）粒子进入磁场后的偏转半径（圆周运动的半径）
    （4）要使带电粒子不能从右侧虚线边界飞出磁场区域，磁场的宽度d应满足的条件．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    4．如图a为沿x轴传播的简谐横波在t=1s时刻的波形图象，图b为某质点的振动图象，由图象可知，下列说法中正确的是（　　）
    A．该简谐横波一定沿x轴正向传播，速度大小为1m/s
    B．图b可能为位于O的质点的振动图象
    C．t=2s时刻，质点P的速度一定最大，且一定沿y轴负向
    D．t=3s时刻，质点Q的速度一定最大，且一定沿y轴负向

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    5．“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图1所示．已知沙和桶的总质量为m，小车总质量为M．

    （1）在装置长木板时，应在长木板上的不带定滑轮一端下面垫一块木板．反复移动木板的位置，直到小车在斜面上运动时，可以保持匀速直线运动状态，这样做的目的是平衡摩擦力
    （2）在M＞＞m条件下，可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力．
    （3）在实验过程中，打出了一条纸带如图2所示．计时器打点的时间间隔为0.02s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．打第2个计数点时小车的速度v=0.36m/s，该小车的加速度a=0.16m/s2．（结果保留两位有效数字）

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