【题目】如图所示，在屏蔽装置底部中心位置O点放一医用放射源，可通过细缝沿扇形区域向外辐射速率为v＝3.2×106m的α粒子．已知屏蔽装置宽AB＝9cm，缝长AD＝18cm，α粒子的质量m＝6.64×10－27kg，电量q＝3.2×10－19C．若在屏蔽装置右侧条形区域内加一匀强磁场来隔离辐射，磁感应强度B＝0.332 T，方向垂直于纸面向里，整个装置放于真空环境中．
(1)若所有的α粒子均不能从条形磁场隔离区的右侧穿出，则磁场的宽度d至少是多少？
(2)若条形磁场的宽度d＝20cm，则射出屏蔽装置的α粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间各是多少？(结果保留2位有效数字)
【答案】(1)0.34m (2)2.0×10－7s 6.5×10－8s
【解析】(1)由题意：AB＝9cm，AD＝18cm，可得：∠BAO＝∠ODC＝45°
所有α粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径相同，设为R，
根据牛顿第二定律有
，解得R＝0.2m＝20cm
由题意及几何关系可知：若条形磁场区域的右边界与沿OD方向进入磁场的α粒子的圆周轨迹相切，则所有α粒子均不能从条形磁场隔离区右侧穿出，如图(1)所示．
设此时磁场宽度为d0，由几何关系得
(2)设α粒子在磁场内做匀速圆周运动的周期为T，则
设速度方向垂直于AD进入磁场区域的α粒子的入射点为E，如图所示．
因磁场宽度d＝20cm<d0，且R＝20cm，则在∠EOD间出射进入磁场区域的α粒子均能穿出磁场右边界，在∠EOA间出射进入磁场区域的α粒子均不能穿出磁场右边界，所以沿OE方向进入磁场区域的α粒子运动轨迹与磁场右边界相切，在磁场中运动时间最长．
设在磁场中运动时间最长为
，则
若α粒子在磁场中做匀速圆周运动对应的圆弧轨迹的弦最短，则α粒子穿过磁场时间最短．最短的弦长为磁场宽度d.
设在磁场中运动的最短时间为
，轨迹如图所示．因R＝d，则圆弧对应圆心角为60°，则
课时训练江苏人民出版社系列答案科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】某同学为了测量某灯泡内阻，进行了如下实验：
（1）首先用多用电表进行粗测，下列操作步骤正确的是_____
A．甲图，机械调零过程中，红黑表笔短接
B．乙图，对灯泡电阻进行测量
C．丙图，利用所示旋钮进行欧姆调零
D．丁图，实验完成后，挡位调至所示位置
（2）.选择×10Ω挡位，在正确的操作步骤下，测量灯泡电阻，测量结果如图戊所示，灯泡的电阻为________Ω
（3）接下来用如图所示的实物图来测量小灯泡的伏安特性曲线，请根据实物图画出实验电路图_________。
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科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】如图甲所示，MN、PQ是相距d=l.0m足够长的平行光滑金属导轨，导轨平面与水平面间的夹角为
，导轨电阻不计，整个导轨处在方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，金属棒ab垂直于导轨MN、PQ放置，且始终与导轨接触良好，已知金属棒ab的质量m=0.1kg、其接入电路的电阻
，小灯泡电阻
，重力加速度g取10m／s2。现断开开关S，棒ab由静止释放并开始计时，t=0.5s时刻闭合开关S，图乙为ab的速度随时间变化的图象。求：
（1）金属棒ab开始下滑时的加速度大小、斜面倾角的正弦值；
（2）磁感应强度B的大小。
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科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】光滑水平平台AB上有一根轻弹簧，一端固定于A，自然状态下另一端恰好在B。平台B端连接两个内壁光滑、半径均为R=0.2m的1/4细圆管轨道BC和CD。D端与水平光滑地面DE相接。E端通过光滑小圆弧与一粗糙斜面EF相接，斜面与水平面的倾角θ可在0°≤θ≤75°范围内变化（调节好后即保持不变）。一质量为m=0.1kg的小物块（略小于细圆管道内径）将弹簧压缩后由静止开始释放，被弹开后以v0=2m/s进入管道。小物块与斜面的滑动摩擦系数为
，取g=10m/s2，不计空气阻力;
（1）求物块过B点时对细管道的压力大小和方向；
（2）当θ取何值时，小物块在EF上向上运动的时间最短？求出最短时间。
（3）求θ取不同值时，在小物块运动的全过程中产生的摩擦热量Q与tanθ的关系式。
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【题目】如图所示，质量为m的滑块在水平面上以速率v撞上劲度系数为k的轻质弹簧，当滑块将弹簧压缩了x0时速度减小到零，然后弹簧又将滑块向右推开。已知滑块与水平面间的动摩擦因数为
，整个过程弹簧未超过弹性限度且二者未拴接，则下列判断正确的是（ ）
A. 滑块向右运动过程中，滑块机械能先增大后减小
B. 滑块与弹簧接触过程中，滑块的机械能先减小后增大
C. 滑块与弹簧接触过程中，滑块与弹簧组成的系统机械能一直减小
D. 滑块最终停在距离弹簧右端
处
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【题目】工地上的箱子在起重机钢绳的作用下由静止开始竖直向上运动，运动过程中箱子的机械能E与其位移x关系的图像如图所示，其中
过程的图线为曲线， 
过程的图线为直线，根据图线可知
A. 
过程中钢绳的拉力逐渐增多
B. 
过程中箱子的动能一直增加
C. 
过程中钢绳的拉力一直不变
D. 
过程中起重机的输出功率保持不变
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【题目】中国自主研发的新型平流层飞艇“圆梦号”采用三个六维电机的螺旋桨，升空后依靠太阳能提供持续动力，能自主和遥控升空、降落、定点和巡航飞行，未来或替代亚轨道卫星．假设某次实验中，“圆梦号”在赤道上空指定20公里高度绕地球恒定速率飞行一圈，下列说法中不正确的是：
A. 研究六维电机的螺旋桨转动时，不可把螺旋桨看成质点
B. 飞艇绕地球飞行的过程中速度时刻在改变
C. 飞艇绕地一圈的平均速度为零
D. 飞艇绕地球飞行的过程合力为零
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科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】要测量电压表V1的内阻RV，其量程为2V，内阻约2kΩ．实验室提供的器材有：
电流表A，量程0.6A，内阻约为0.1Ω；
电压表V2，量程5V，内阻约为5KΩ；
定值电阻R1，阻值为30Ω；
定值电阻R2，阻值为3KΩ；
滑动变阻器R3，最大阻值100Ω，额定电流1.5A；
电源E，电动势6V，内阻约0.5Ω；
开关S一个，导线若干．
(1)有人拟将待测电压表V1和题中所给的电流表A串连接入电压合适的测量电路中，测出V1的电压和电流，再计算出RV．该方案实际上不可行，其最主要的原因是_______________.
(2)请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V1内阻RV的实验电路．要求测量尽量准确，实验必须在同一电路中，且在不增减元件的条件下完成．试画出符合要求的实验电路图（图中电源与开关已连接好），并标出所选元件的相应字母代号_______________．
(3)由上问写出电压表V1内阻RV的表达方式，说明式中各测量量的物理意义________________．
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【题目】某实验小组要测量电阻Rx的阻值．
（1）首先，选用欧姆表“×10”挡进行粗测，正确操作后，表盘指针如图甲所示，则该电阻的测量值为______ Ω．
（2）接着，用伏安法测量该电阻的阻值，可选用的实验器材有：
电压表V（3V，内阻约3kΩ）； 电流表A（20 mA，内阻约2Ω）；待测电阻Rx；
滑动变阻器R1（0-2kΩ）；滑动变阻器R2（0-200Ω）；干电池2节；开关、导线若干．
在图乙、图丙电路中，应选用图______（选填“乙”或“丙”）作为测量电路，滑动变阻器应选用_______（选填“R1”或“R2”）．
（3）根据选择的电路和器材，在图丁中用笔画线代替导线完成测量电路的连接_________．
（4）为更准确测量该电阻的阻值，可采用图戊所示的电路，G为灵敏电流计（量程很小），R0为定值电阻，R、R1、R2为滑动变阻器．操作过程如下：①闭合开关S，调节R2，减小R1的阻值，多次操作使得G表的示数为零，读出此时电压表V和电流表A的示数U1、I1；②改变滑动变阻器R滑片的位置，重复①过程，分别记下U2、I2，…，Un、In；③描点作出U-I图象，根据图线斜率求出Rx的值．下列说法中正确的有______．
A．闭合S前，为保护G表，R1的滑片应移至最右端
B．调节G表的示数为零时，R1的滑片应位于最左端
C． G表示数为零时，a、b两点间电势差为零
D．该实验方法避免了电压表的分流对测量结果的影响
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