欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:29034329
大小:757.00 KB
页数:12页
时间:2018-12-16
《2017年高考物理 高频考点穿透卷 专题20 带电粒子在复(组)合场中的运动(含解析)》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、专题20带电粒子在复(组)合场中的运动一.题型研究一(一)真题再现1.(2016·全国乙卷T15)现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子,其示意图如图所示,其中加速电压恒定.质子在入口处从静止开始被加速电场加速,经匀强磁场偏转后从出口离开磁场.若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速,为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场,需将磁感应强度增加到原来的12倍.此离子和质子的质量比约为( )A.11B.12C.121D.144【答案】D【题型】选择题【难度】一般2.(2012·全国卷T25)如图所示,一半径为R的圆表示一柱形
2、区域的横截面(纸面).在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场,一质量为m、电荷量为q的粒子沿图中直线在圆上的a点射入柱形区域,在圆上的b点离开该区域,离开时速度方向与直线垂直.圆心O到直线的距离为R.现将磁场换为平行于纸面且垂直于直线的匀强电场,同一粒子以同样速度沿直线在a点射入柱形区域,也在b点离开该区域.若磁感应强度大小为B,不计重力,求电场强度的大小.【答案】【解析】粒子在磁场中做圆周运动.设圆周的半径为r,由牛顿第二定律和洛伦兹力公式得qvB=m①式中v为粒子在a点的速度.再考虑粒子在电场中的运动.设电场强度的大小为E,粒子在电场
3、中做类平抛运动.设其加速度大小为a,由牛顿第二定律和带电粒子在电场中的受力公式得qE=ma⑥粒子在电场方向和直线方向所走的距离均为r,由运动学公式得r=at2⑦r=vt⑧式中t是粒子在电场中运动的时间.联立①⑤⑥⑦⑧式得E=.⑨【题型】计算题【难度】困难(二)试题猜想3.如图所示,在xOy直角坐标系中,第Ⅰ象限内分布着方向垂直纸面向里的匀强磁场,第Ⅱ象限内分布着沿y轴负方向的匀强电场。初速度为零、带电荷量为q、质量为m的粒子经过电压为U的电场加速后,从x轴上的A点垂直x轴进入磁场区域,重力不计,经磁场偏转后过y轴上的P点且垂直于y轴进入电场
4、区域,在电场中偏转并击中x轴上的C点。已知OA=OC=d。则磁感应强度B和电场强度E可表示为( )A.B=,E= B.B=,E=C.B=,E=D.B=,E=【答案】B【题型】选择题【难度】一般4.如图所示,某种带电粒子由静止开始经电压为U1的电场加速后,射入水平放置、电势差为U2的两导体板间的匀强电场中,带电粒子沿平行于两板的方向从两板正中间射入,穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场中,则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U1和U2的变化情况为(不计重力,不考虑边缘效应)( )A.d随U1变化,d与U2无关B
5、.d与U1无关,d随U2变化C.d随U1变化,d随U2变化D.d与U1无关,d与U2无关【答案】A【解析】带电粒子在电场中做类平抛运动,可将射出电场的粒子速度v分解成初速度方向与加速度方向,设出射速度与水平夹角为θ,则有:=cosθ【题型】选择题【难度】一般5.如图所示,在第一象限内有沿y轴负方向的电场强度大小为E的匀强电场.在第二象限中,半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,圆形区域与x、y轴分别相切于A、C两点.在A点正下方有一个粒子源P,P可以向x轴上方各个方向射出速度大小均为v0、质量为m、电荷量为+q的带电粒子(重力不计
6、,不计粒子间的相互作用),其中沿y轴正向射出的带电粒子刚好从C点垂直于y轴进入电场.(1)求匀强磁场的磁感应强度大小B;(2)求带电粒子到达x轴时的横坐标范围和带电粒子到达x轴前运动时间的范围;(3)如果将第一象限内的电场方向改为沿x轴负方向,分析带电粒子将从何处离开磁场,可以不写出过程.【答案】(1) (2)见解析 (3)见解析【解析】(1)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,从A点运动到C点的过程中带电粒子的运动轨迹为个圆弧,轨迹半径r=R由Bqv0=m,得B=.(2)沿不同方向进入磁场的带电粒子离开磁场时的速度大小均为v0,方向均平行于x
7、轴,其临界状态为粒子从D点沿x轴正方向离开磁场分析粒子从D点离开磁场的情况,粒子在磁场中运动时间为t1=T,T=,得t1=从D点平行于x轴运动至y轴的时间t2=【题型】计算题【难度】较难6.如图所示,离子源A产生初速度为零、带电量均为e、质量不同的正离子被电压为U0的加速电场加速后匀速通过准直管,垂直射入匀强偏转电场,偏转后通过极板HM上的小孔S离开电场,经过一段匀速直线运动,垂直于边界MN进入磁感应强度为B的匀强磁场,已知HO=d,HS=2d,∠MNQ=90°(忽略粒子所受重力).(1)求偏转电场场强E0的大小以及HM与MN的夹角φ;(2
8、)求质量为m的离子在磁场中做圆周运动的半径;(3)若质量为4m的离子恰好垂直打在NQ的中点S1处,求能打在NQ上的正离子的质量范围.【答案】(1) 45° (2)2(3)m≤mx
此文档下载收益归作者所有