如图所示，真空中有一以（r，0）为圆心、半径为r的圆柱形匀强磁场区域，磁场的磁感强度大小为B,方向垂直纸面向里.磁场的上方有两等大的平行金属板MN，两板间距离为2r.从O点向不同方向发射速率相同的质子，质子的运动轨迹均在纸面内.当质子进入两板间时两板间可立即加上如图所示的电压，且电压从t=0开始变化,电压的最大值为,已知质子的电荷量为e，质量为m，质子在磁场中的偏转半径也为r，不计重力,求：

（1）质子进入磁场时的速度大小;

（2）若质子沿x轴正方向射入磁场，到达M板所需的时间为多少?

（3）若质子沿与x轴正方向成某一角度θ的速度射入磁场时，粒子离开磁场后能够平行于金属板进入两板间，求θ的范围以及质子打到M板时距坐标原点O的距离。

【答案】（1）（2）

【解析】（1）由牛顿第二定律： …………（1分）

解得： ………………（1分）

（2）如图：质子在磁场运动周期，………………（2分）

进入MN间

在0到时间内，质子不受电场力………………（1分）

在到T时间内，质子受的电场力。  ………………（1分）

 ………………（1分）   ………………（1分）

 ………………（1分）         ………………（1分）

因此

如图所示，真空中有一以（r，0）为圆心、半径为r的圆柱形匀强磁场区域，磁场的磁感强度大小为B,方向垂直纸面向里.磁场的上方有两等大的平行金属板MN，两板间距离为2r.从O点向不同方向发射速率相同的质子，质子的运动轨迹均在纸面内.当质子进入两板间时两板间可立即加上如图所示的电压，且电压从t=0开始变化,电压的最大值为,已知质子的电荷量为e，质量为m，质子在磁场中的偏转半径也为r，不计重力,求：

（1）质子进入磁场时的速度大小;

（2）若质子沿x轴正方向射入磁场，到达M板所需的时间为多少?

（3）若质子沿与x轴正方向成某一角度θ的速度射入磁场时，粒子离开磁场后能够平行于金属板进入两板间，求θ的范围以及质子打到M板时距坐标原点O的距离。

【答案】（1）（2）

【解析】（1）由牛顿第二定律： …………（1分）

解得： ………………（1分）

（2）如图：质子在磁场运动周期，………………（2分）

进入MN间

在0到时间内，质子不受电场力………………（1分）

在到T时间内，质子受的电场力。  ………………（1分）

 ………………（1分）   ………………（1分）

 ………………（1分）         ………………（1分）

因此

用同一张底片对着小球运动的路程每隔s拍一次照，得到的照片如图1－3－19所示，则小球在图示这段距离内运动的平均速度约是(　　)

A．0.25m/s                                   B．0.2 m/s

C．0.17m/s                                   D．无法确定

【解析】：选C.由题意可知，拍照的时间间隔为T＝0.1 s，小球运动位移为x＝6 cm－1 cm＝5 cm＝0.05 m，用的时间为t＝3T＝0.3 s，所以这段时间内运动的平均速度＝＝ m/s≈0.17 m/s，故C正确．

用同一张底片对着小球运动的路程每隔s拍一次照，得到的照片如图1－3－19所示，则小球在图示这段距离内运动的平均速度约是(　　)

A．0.25 m/s                                   B．0.2 m/s

C．0.17 m/s                                   D．无法确定

【解析】：选C.由题意可知，拍照的时间间隔为T＝0.1 s，小球运动位移为x＝6 cm－1 cm＝5 cm＝0.05 m，用的时间为t＝3T＝0.3 s，所以这段时间内运动的平均速度＝＝ m/s≈0.17 m/s，故C正确．

“用传感器探究作用力与反作用力的关系”的实验中，两个力传感器同时连接到计算机上，把两个挂钩连接在一起，向相反方向拉动，观察显示器屏幕上出现的结果如图3－4－8所示，观察分析两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线，可以得到以下哪些实验结论(　　)

图3－4－8

A．作用力与反作用力大小始终相等

B．作用力与反作用力方向相反

C．作用力与反作用力作用在同一物体上

D．牛顿第三定律不仅适用于静止的物体也适用于运动的物体

【解析】：选AB.从图像可知，两力的曲线以时间轴为对称轴，总是大小相等、方向相反的，故A、B正确，C错误．D项结论正确，但不能从实验现象得出，故正确选项为A、B.