天津市静海县第一中学17—18学学年上学期高二期末终结性检测物理试题（理科班）（附加题）

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1、韩老师编辑静海一中2017-2018第一学期高二物理（附加题）期末终结性检测试卷说明：本试卷满分为30分，考试时间30分钟。1.如图所示的坐标系中，第一象限内存在与x轴成30°角斜向下的匀强电场，电场强度E=400N/C；第四象限内存在垂直于纸面向里的有界匀强磁场，x轴方向的宽度OA=20cm），轴负方向无限大，磁感应强度B=1×10﹣4T．现有一比荷为=2×1011C/kg的正离子（不计重力），以某一速度v0从O点射入磁场，α=60°，离子通过磁场后刚好从A点射出，之后进入电场．（1）求离子进入磁场B的速度v0的大小；（2）离子进入电场后，经多少

2、时间再次到达x轴上；（3）若离子进入磁场B后，某时刻再加一个同方向的匀强磁场使离子做完整的圆周运动，求所加磁场磁感应强度的最小值．5韩老师编辑2.在科学研究中常用电场和磁场来控制带电粒子的运动，如图甲所示是一种电荷扩束装置，它由粒子源、加速电场、扩束电场组成。其工作原理可简化为如下过程：粒子源产生的同种带正电粒子（粒子重力忽略不计）经加速电场加速后，以速度v0连续不断地沿平行于平行金属板A和B的方向从两极板正中央射入匀强扩束电场。已知金属板长为L，相距为d．（1）当两板间电压U１=U0时，粒子恰好打在下极板B的中点．求带电粒子的比荷；（2）若AB间

3、加如图乙所示的方波形电压，其周期，从t=0开始，前内UAB=，后内UAB=，上述粒子仍然以速度v0沿原来方向持续射入电场，求射出电场时粒子束的宽度D；（3）若紧贴极板右侧建立xOy坐标系，O点为极板右侧的中点，在坐标系的第I、IV象限某区域内存在一个圆形的匀强磁场区域，磁场方向垂直于xOy坐标平面，要使从最下方射出的粒子经磁场偏转后经过坐标为（2d，2d）的P点出磁场，求磁感应强度B的最大值．乙T2TtOUAB甲xyOv0mqP(2d,2d)AB答案5韩老师编辑1.（1）如图所示，由几何关系得，离子在磁场中运动时的轨道半径为：r1=0.2m，离子在

4、磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，为：代入数据解得：．（2）离子进入电场后，设经过时间t再次到达x轴上，离子沿垂直电场方向做速度为v0的匀速直线运动，位移为l1，l1=v0t离子沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为a，位移为l2，qE=ma．由几何关系可知：代入数据解得：s．（3）由qvB=知，B越小，r越大，设离子在磁场中最大半径为R，由几何关系得：由牛顿运动定律得：得：则外加磁场为：．2.解：（1）设粒子经过时间打在B板中点，沿极板方向有：.................................①5韩老师编辑垂直极

5、板方向有：................................................②解得：................................................③（2）沿极板方向粒子做匀速直线运动，粒子通过两板时间：..............................................④在任一时刻射入的粒子都要在的电压下加速，在的电压下加速，粒子射出电场时沿电场方向上的速度，因此射出电场粒子的速度与极板平行，大小仍为v0。............................

6、.............⑤不同时刻从O1点进入电场的粒子在电场方向的速度vy随时间t变化的关系如图所示．tvyOT2T可以确定在时刻进入电场的粒子射出时向下的偏距最大，时刻进入电场的粒子射出时向上的偏距最大，并且向上向下的最大偏距大小相等。.......................................................⑥...............................................................⑦射出电场时粒子束的宽度.........................

7、..............................⑧解得：...........................................................⑨（3）所有粒子射出电场时速度方向都平行于x轴，大小为v0．当从最下方射出的粒子沿图中虚线所示的路径经过P点时，磁场区半径最小，并且有：Pv0xyO.................................................⑩设粒子在磁场中的运动半径为r，则：5韩老师编辑.....................................

8、............⑪由⑩、⑪两式可以解得磁感应强度有最大值：............................