高二物理寒假作业五套(3-1 含答案)(8)

24．如图所示，地面上方竖直界面N左侧空间存在着水平的、垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=2.0 T．与N平行的竖直界面M左侧存在竖直向下的匀强电场，电场强度E1=100 N/C．在界面M与N之间还同时存在着水平向左的匀强电场，电场强度E2=200 N/C．在紧靠界面M处有一个固定在水平地面上的竖直绝缘支架，支架上表面光滑，支架上放有质量m2=1．8×10-4 kg的带正电的小物体b（可视为质点），电荷量q2=1．0×10-5 C．一个质量m1=1.8×10-4 kg，电荷量q1=3.0×10-5 C的带负电小物体（可视为质点）a以水平速度v0射入场区，沿直线运动并与小物体b相碰，a、b两个小物体碰后粘合在一起成小物体c，进入界面M右侧的场区，并从场区右边界N射出，落到地面上的Q点（图中未画出）．已知支架顶端距地面的高度h=1.0 m，M和N两个界面的距离L=0.10 m，g取10 m/s2．求： （1）小球a水平运动的速率；

（2）物体c刚进入M右侧的场区时的加速度； （3）物体c落到Q点时的速率．

25．如图，真空中有一个平行板电容器，极板长

L0=10cm，间距d

= cm，两极板接在电压

3

u=200sin（100πt ）V的交流电源上，在平行板电容器右端L1=20cm处有一个范围足够大的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B

10-2T．一束带正电的粒子以v0

=

v

105m/s的速度沿着两极板的中轴线飞入电场，粒子的比荷q/m=1×108C/kg，不计粒子的

重力．问：

（1）何时飞入的粒子在电场中不发生偏转？这样的粒子进入磁场的深度多大？ （2）何时飞入的粒子在离开电场时偏转最大？这样的粒子进入磁场的深度多大？ （3）第（2）问中的粒子从飞入电场到离开磁场经过的总时间为多大？

高二物理寒假作业（2）

参考答案及评分标准

1.ABC 2.CD 3.B 4.B 5.BC 6.BC 7.B 8.D 9.A 10.ABC 11.BC 12.BC 13.AB 14AC 15 16ABC

17解析：（1）粒子源发出的粒子，进入加速电场被加速，速度为v0，根据能的转化和守恒定律得：qU1

12

mv0 2

要使粒子能沿图中虚线O2O3进入PQ、MN之间的区域， 则粒子所受到向上的洛伦兹力与向下的电场力大小相等， qE qv0B 得到v0

E

B1

mE22qB1

2

将②式代入①式，得U1＝

（2）粒子从O3以速度v0进入PQ、MN之间的区域，先做匀速直线运动，打到ab板上，以大小为v0的速度垂直于磁场方向运动．粒子将以半径R在垂直于磁场的平面内作匀速圆周运动，转动一周后打到ab板的下部．由于不计板的厚度，所以质子从第一次打到ab板到第二次打到ab板后运动的时间为粒子在磁场运动一周的时间，即一个周期T．

mv22 m2 R0

由qvB2 和运动学公式T ，得T

R

v0qB2

粒子在磁场中共碰到2块板，做圆周运动所需的时间为t1 2T

s

粒子进入磁场中，在v0方向的总位移s=2Lsin45°，时间为t2

v0则t=t1+t2=

2B1L4 m qB2E

18解析：（1）粒子从M至N运动过程有：L 加速度a=

12

1 at ○

2

2LqE

2 运动时间t 3 ○ ○

vm0

2

mv02Lmam2L2

1○2○3得电场强度a=2,E=4 =v 则 E=由○ ○

2qLtqq(2L)20

(2)设vN与x成θ角tan

vyv0

at

1, 45 v0

5 ○

带电粒子到N点速度

vN 2v0

（3）带电粒子在磁场中做圆周运动的轨迹如图所示，圆心

在O′处，设半径为R，由几何关系知带电粒子过P点的速度方向与x成45角，则OP=OM=L