如图甲所示.真空中两水平放置的平行金属板C.D.上面分别开有两对正对的小孔O1.O2和O3.O4.O2与O3之间的距离d＝20 cm．金属板C.D接在正弦交流电源上.C.D两板间的电压UCD随时间t变化的图线如图乙所示．t＝0时刻开始.从C板小孔O1处连续不断飘入质量m＝3.2×10-25 kg.电荷量q＝1.6×10-19 C的带正电的粒子(飘入速度� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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如图甲所示，真空中两水平放置的平行金属板C、D，上面分别开有两对正对的小孔O₁、O₂和O₃、O₄，O₂与O₃之间的距离d＝20 cm．金属板C、D接在正弦交流电源上，C、D两板间的电压U_CD随时间t变化的图线如图乙所示．t＝0时刻开始，从C板小孔O₁处连续不断飘入质量m＝3.2×10^－25 kg、电荷量q＝1.6×10^－19 C的带正电的粒子(飘入速度很小，可忽略不计)．在D板外侧有范围足够大匀强磁场，磁感应强度大小B＝0.1 T，方向垂直纸面向里，粒子受到的重力及粒子间的相互作用力均可忽略不计，平行金属板C、D之间距离足够小，粒子在两板间的运动时间可忽略不计．(取π近似等于3)

(1)带电粒子若经磁场的作用后恰能进入小孔O₃，则带电粒子从小孔O₂进入磁场时的速度为多大？

(2)在什么时刻飘入小孔O₁的粒子，恰好能够进入小孔O₃？

(3)经过小孔O₃进入C、D两板间的粒子，从小孔O₄射出时的动能为多大？

答案：
解析：

　　(1)设带电粒子小孔O₂进入磁场时的速度为v₀，粒子在磁场中做匀速圆周运动，其半径为R，根据牛顿第二定律有

　　因粒子恰好能进入小孔O₃，粒子运动轨迹如图所示，有R＝d/2

　　解得速度

　　(2)设恰能进入小孔O₃的粒子在电场中运动时CD板对应的电压为U₀，根据动能定理

　　由于粒子带正电，因此只有在C板电势高(U_CD＝U_C－U_D＞0)时才能被加速进入磁场，因此解得U_CD＝25 V对应时刻分别为

　　t₁＝(0.25＋2n)×10^－4 s(n＝0，1，2……)

　　t₂＝(0.75＋2n)×10^－4 s(n＝0，1，2……)

　　(3)设粒子在磁场中运动的周期为T，根据牛顿第二定律和圆周运动规律

　　在t₁时刻飘入的粒子，经过时间t，粒子到达小孔O₃时，C、D两板间的电压为U_CD＝15 V．粒子在两板之间做减速运动，设到达小孔O₄时的动能为E₁，根据动能定理，得

　　－

　　解得E₁＝1.6×10^－18 J

　　在t₂时刻飘入的粒子，经时间t，粒子到达小孔O₃时，C、D两板间的电压为＝－35 V．粒子在两板之间做加速速运动，设到达小孔O₄时的动能为E₂，根据动能定理，得

　　－

　　解得E₂＝9.6×10^－18 J

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科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

[选做题]本题包括A、B、C三小题，请选定其中两题，并在相应的答题区域内作答．若三题都做，则按A、B两题评分．
A．（模块3-3）
（1）下列说法正确的是

A．当气体被压缩时，分子间距离变小，表现为斥力，所以必需用力才能压缩
B．液晶并不是晶体，但具有晶体一样的光学各向异性
C．迅速压缩气体时，气体温度一定升高
D．一滴油酸酒精溶液体积为V，在水面上形成的单分子油膜的面积为S，则油酸分子的直径d=

（2）（4分）已知铁的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为N₀．试求一块边长为d的正方形铁块中含有铁原子的个数为

．
（3）如图甲所示，筒形绝热气缸平放在水平面上，用绝热的活塞封闭一部分气体．活塞的横截面积为S，质量为m，外界大气压强恒为P₀．活塞与气缸之间无摩擦且不漏气，气缸内有一个电阻丝可以给气体加热．现把气缸立起来，如图乙所示，发现活塞下降距离为h，则立起后气缸内气体分子势能

（填“变大”、“变小”或“不变”）；当电阻丝通电后产生的热量为Q时，活塞刚好回到原来的位置处于平衡，则在此过程中，气体内能增加了

．（用题中已知物理量符号表示）
B．（模块3-4）
（1）下列说法正确的是：

A．全息照相利用了光的偏振原理
B．亮度相同的紫光与红光不会发生干涉现象
C．X射线的比紫外线更容易发生干涉现象
D．地面上的人发现，坐在高速离开地球的火箭里的人新陈代谢变慢了，而火箭里的人发现地面上的人新陈代谢也变慢了．
（2）（4分）有一束复色光中含有两种单色光，在真空中a光的波长大于b光的波长．若让此复色光通过半圆形玻璃砖，经过圆心O射向空气，则下列四个光路图中符合实际情况的有：

（3）一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在t=0时刻波刚好传播到x=6m处的质点A，如图所示，已知波的传播速度为48m/s．请回答下列问题：
①从图示时刻起再经过

s，质点B第一次处于波峰；
②写出从图示时刻起质点A的振动方程：

．

C．（模块3-5）（1）下列说法正确的有

A．单色光从光密介质进入光疏介质，光子的能量不变
B．贝克勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象，从而揭示出原子核具有复杂结构
C．当氢原子核外电子从第3能级跃迁到第4能级时，氢原子一定吸收能量，电子的动能增大
D．在光电效应实验中，入射光强度越强，产生的光电子初动能就越大
（2）先完成下列核反应方程，再回答题．₁₃²⁷Al+₂⁴He→₁₄³⁰Si+₀¹n+

；
该核反应所属核反应类型是

A．衰变 B．人工转变 C．裂变
（3）光滑水平面上一个质量为0.2kg的小球A，以3m/s的速度与另一个质量为0.4kg的静止小球B发生正碰，碰后小球A的速度大小变为1m/s，与原来速度方向相反，则在碰撞过程中，小球A的动量变化大小为

kg?m/s，碰后小球B的速度大小为

m/s．

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科目：高中物理 来源： 题型：

如图甲所示，在真空中，有一边长为a的正方形区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外．在磁场右侧有一对平行金属板M和N，两板间距及板长均为b，板间的中心线O₁O₂与正方形的中心O在同一直线上．有一电荷量为q、质量为m的带正电的粒子以速度v₀从正方形的底边中点P沿PO方向进入磁场，从正方形右侧O₁点水平飞出磁场时，立即给M、N两板加上如图乙所示的交变电压，最后粒子刚好以平行于M板的速度从M板的边缘飞出．（不计粒子所受到的重力、两板正对面之间为匀强电场，边缘电场不计）
（1）求磁场的磁感应强度B．
（2）求交变电压的周期T和电压U₀的表达式（用题目中的已知量）．
（3）若在M、N两板加上如图乙所示的交变电压经过T/4后，该粒子刚好从O₁点水平飞入M、N两板间，最终从O₂点水平射出，且粒子在板间运动时间正好等于T，求粒子在两板间运动过程中，离M板的最小距离．

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科目：高中物理 来源： 题型：

如图甲所示，在真空中，虚线所围的圆形区域内存在范围足够大的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．在磁场右侧有一对平行板M和N，两板间距离为6L₀，板长为12L₀，板的中心线O₁O₂与磁场的圆心O在同一直线上且O₁恰在磁场边缘．给M、N板上加上如图乙所示的电压，电压大小恒为U₀，周期大小可调．在t=0时刻，有一电荷量为q、质量为m的带电粒子，从M、N板右侧沿板的中心以大小为v的速度向左射入M、N之间，粒子刚好以平行于M、N板的速度穿出电场．（不计粒子重力）

（1）求周期T应该满足的条件
（2）若粒子恰好从金属板的左边缘沿平行板的速度离开电场，进入磁场后又能平行于M、N极板返回电场，求磁场磁感应强度B的大小．

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科目：高中物理 来源： 题型：

如图甲所示，在真空中，半径为R的圆形区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外。在磁场右侧有一对平行金属板M和N，两板间距离为R，板长为2R，板的中心线O₁O₂与磁场的圆心O在同一直线上。有一电荷量为q、质量为m的带正电的粒子，以速度v₀从圆周上的a点沿垂直于半径OO₁并指向圆心的方向进入磁场，当从圆周上的O₁点飞出磁场时，给M、N板加上如图乙所示电压，最后粒子刚好以平行于N板的速度从N板的边缘飞出(不计粒子重力)。

(1)求磁场的磁感应强度B。

(2)求交变电压的周期T和电压U₀的值。

(3)若在t=时，该粒子从MN板右侧沿板的中心线，仍以速度v₀射入M、N之间，求粒子从磁场中射出的点到a点的距离。

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科目：高中物理 来源： 题型：

如图甲所示，在真空中，半径为R＝5L₀的圆形区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。在磁场右侧有一对平行金属板M和N，两板间距离为d＝6L₀，板长为L＝12L₀，板的中心线O₁O₂与磁场的圆心O在同一直线上。有一电荷量为－q、质量为m的带电粒子，以速度v₀从圆周上的a点沿垂直于半径OO₁并指向圆心的方向进入磁场平面，当从圆周上的O₁点水平飞出磁场时，给M、N板加上如图乙所示电压，最后粒子刚好以平行于M板的速度从M板的边缘飞出(不计粒子重力)。

（1）求磁场的磁感应强度；

（2）求交变电压的周期T和电压U₀的值；

（3）若在时刻，该粒子从M、N板右侧沿板的中心线仍以速率v₀向左射入M、N之间，求粒子从磁场中射出的点到a点的距离。

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