（16分）利用電場和磁場，可以將比荷不同的離子分開，這種方法在化學(xué)分析和原子核技術(shù)等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。如圖所示的矩形區(qū)域ACDG(AC邊足夠長)中存在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，A處有一狹縫。離子源產(chǎn)生的離子，經(jīng)靜電場加速后穿過狹縫沿垂直于GA邊且垂直于磁場的方向射入磁場，運(yùn)動(dòng)到GA邊，被相應(yīng)的收集器收集。整個(gè)裝置內(nèi)部為真空。已知被加速的兩種正離子的質(zhì)量分別是和，電荷量均為.加速電場的電勢(shì)差為，離子進(jìn)入電場時(shí)的初速度可以忽略.不計(jì)重力，也不考慮離子間的相互作用。

(1)求質(zhì)量為的離子進(jìn)入磁場時(shí)的速率；
(2)當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B時(shí)，求兩種離子在GA邊落點(diǎn)的間距.

(1)  （6分）        (2)（10分）

解析試題分析：(1)加速電場對(duì)離子做功,由動(dòng)能定理： 
解得： ①
(2)由牛頓第二定律和洛倫茲力公式：，得:，
利用①式得離子在磁場中的軌道半徑分別為：，  ②
兩種離子在GA上落點(diǎn)的間距：  ③
考點(diǎn)：本題考查了帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)、牛頓第二定律、動(dòng)能定理、勻速圓周運(yùn)動(dòng).

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（4分）一個(gè)質(zhì)量為50kg木箱A，放在水平地面上，要將它運(yùn)送到90m遠(yuǎn)處的施工現(xiàn)場。如果用450N的水平恒力使A從靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過6s鐘可到達(dá)施工現(xiàn)場。
（1）求木箱與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。
（2）若用大小為450N,方向與水平方向夾角為α(cosα=0.8)斜向上的拉力拉木箱A從靜止開始運(yùn)動(dòng)，使木箱A能夠到達(dá)90m遠(yuǎn)處的施工現(xiàn)場，拉力至少做多少功？（運(yùn)動(dòng)過程中動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同，取，結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（10分）如圖所示，質(zhì)量為m的物體放在水平桌面上。在水平恒力F作用下，速度由v1增大到v2的過程中，發(fā)生的位移為s。已知物體與水平桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g。

（1）分別求出水平恒力F和摩擦力所做的功；
（2）若此過程中合外力所做的功用W合表示，物體動(dòng)能的增量用ΔEk表示，證明W合=ΔEk。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，豎直放置的半徑R=0.4m的半圓形光滑軌道BCD跟水平直軌道AB相切于B點(diǎn)，D點(diǎn)為半圓形軌道的最高點(diǎn)�？梢暈橘|(zhì)點(diǎn)的物塊m=0.5kg，靜止在水平軌道上A點(diǎn)，物塊與軌道AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2，AB兩點(diǎn)間的距離為l=2m�，F(xiàn)給物塊m施以水平向右恒力F作用s="1m" 后撤除恒力，物塊滑上圓軌道D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力大小等于物塊重力。（g取10m/s2）

（1）求物塊m到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小
（2）求物塊落到軌道上距B點(diǎn)的距離x
（3）求恒力F的大小

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，質(zhì)量為M的光滑長木板靜止在光滑水平地面上，左端固定一勁度系數(shù)為k的水平輕質(zhì)彈簧，右側(cè)用一不可伸長的細(xì)繩連接于豎直墻上，細(xì)繩所能承受的最大拉力為FT，使一質(zhì)量為m、初速度為v0的小物體，在木板上無摩擦地向左滑動(dòng)而后壓縮彈簧，細(xì)繩被拉斷，不計(jì)細(xì)繩被拉斷時(shí)的能量損失．彈簧的彈性勢(shì)能表達(dá)式為Ep=kx2（k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧的形變量）．

（1）要使細(xì)繩被拉斷，vo應(yīng)滿足怎樣的條件？
（2）若小物體最后離開長木板時(shí)相對(duì)地面速度恰好為零，請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)系中定性畫出從小物體接觸彈簧到與彈簧分離的過程小物體的v—t圖像；
（3）若長木板在細(xì)繩拉斷后被加速的過程中，所能獲得的最大加速度為aM，求此時(shí)小物體的速度．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

質(zhì)量為m=3kg的木塊放在傾角為θ=30°的足夠長斜面上，木塊可以沿斜面勻速下滑。若用沿斜面向上的力F作用于木塊上，使其由靜止開始沿斜面向上加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過t=2s時(shí)間物體沿斜面上升4m的距離，求力F的大�。� （g取10m/s2）

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，斜面和水平面由一小段光滑圓弧連接，斜面的傾角為37°，一質(zhì)量為0.5kg的物塊從距斜面底端5m處的A點(diǎn)由靜止釋放，已知物塊和斜面及水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.3.（sin37°=0.6,cos37°=0.8，g=10m/s2）

（1）物塊在水平面上滑行的時(shí)間為多少？
（2）若物塊開始靜止在水平面上距B點(diǎn)10m的C點(diǎn)處， 用大小4.5N的水平恒力向右拉該物塊，到B點(diǎn)撤去此力，物塊第一次到A點(diǎn)時(shí)的速度為多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖，車廂內(nèi)壁掛著一個(gè)光滑小球，球的質(zhì)量為2kg，懸線與廂壁成30°（g取10m/s2）。

（1）當(dāng)小車以m/s2的加速度沿水平方向向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩子對(duì)小球的拉力T與小球?qū)诘膲毫各等于多少?
（2）要使小球?qū)诘膲毫榱悖≤嚨募铀俣戎辽僖啻?方向如何？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，在水平桌面的邊角處有一輕質(zhì)光滑的定滑輪，一條不可伸長的輕繩繞過定滑輪分別與物塊A、B相連，細(xì)繩處于伸直狀態(tài)，物塊A和B的質(zhì)量分別為mA=8kg和mB=2kg，物塊A與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1，物塊B距地面的高度h=0.15m。桌面上部分的繩足夠長�，F(xiàn)將物塊B從h高處由靜止釋放，直到A停止運(yùn)動(dòng)。求A在水平桌面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。（g=10m/s2）

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