2018-2019學(xué)年高二物理 寒假訓(xùn)練09 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng).docx
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寒假訓(xùn)練09帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 1．【2018年浙江省高三上學(xué)期11月選考】小明受回旋加速器的啟發(fā)，設(shè)計(jì)了如圖1所示的“回旋變速裝置”。兩相距為d的平行金屬柵極板M、N，板M位于x軸上，板N在它的正下方。兩板間加上如圖2所示的幅值為U0的交變電壓，周期。板M上方和板N下方有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。粒子探測(cè)器位于y軸處，僅能探測(cè)到垂直射入的帶電粒子。有一沿x軸可移動(dòng)、粒子出射初動(dòng)能可調(diào)節(jié)的粒子發(fā)射源，沿y軸正方向射出質(zhì)量為m、電荷量為q（q＞0）的粒子。t＝0時(shí)刻，發(fā)射源在（x，0）位置發(fā)射一帶電粒子。忽略粒子的重力和其他阻力，粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不計(jì)。 (1)若粒子只經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)并在y＝y(tǒng)0處被探測(cè)到，求發(fā)射源的位置和粒子的初動(dòng)能； (2)若粒子兩次進(jìn)出電場(chǎng)區(qū)域后被探測(cè)到，求粒子發(fā)射源的位置x與被探測(cè)到的位置y之間的關(guān)系。 一、選擇題 1．【2018年石嘴山三中高二12月月考】(多選)回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電極相連接的兩個(gè)D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的勻強(qiáng)電場(chǎng)，使粒子在通過狹縫時(shí)都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示。要增大帶電粒子射出時(shí)的動(dòng)能，則下列方法中正確的是( ) A．增大磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B．增大電場(chǎng)的加速電壓 C．增大D形金屬盒的半徑 D．減少狹縫中的距離 2．【2018年宜昌市高三12月調(diào)研】如圖所示，水平放置平行金屬板間存在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一帶電量為＋q，質(zhì)量為m的粒子(不計(jì)重力)以速度v水平向右射入，粒子恰沿直線穿過，則下列說法正確的是( ) A．若只將帶電粒子帶電量變?yōu)椋?q，粒子將向下偏轉(zhuǎn) B．若只將帶電粒子帶電量變?yōu)椋?q，粒子仍能沿直線穿過 C．若只將帶電粒子速度變?yōu)?v且粒子不與極板相碰，則從右側(cè)射出時(shí)粒子的電勢(shì)能減少 D．若帶電粒子從右側(cè)水平射入，粒子仍能沿直線穿過 3．【2018年天津一中高二上學(xué)期期中】如圖所示是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。加速電場(chǎng)的電壓為U，速度選擇器中的電場(chǎng)強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2，一電荷量為q的帶正電的粒子在加速電場(chǎng)中加速后進(jìn)入速度選擇器，剛好能從速度選擇器進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)，測(cè)得圓的直徑為d，照相板上有記錄粒子位置的膠片。下列表述不正確的是( ) A．質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具 B．粒子在速度選擇器中做勻加速直線運(yùn)動(dòng) C．所有粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)的速度相同 D．粒子質(zhì)量為 4．【2018年山師大附中高二12月月考】(多選)如圖甲所示為一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的圓環(huán)，可在水平放置的足夠長(zhǎng)的粗糙細(xì)桿上滑動(dòng)，細(xì)桿固定于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。現(xiàn)給圓環(huán)向右的初速度v0，在以后的運(yùn)動(dòng)過程中，圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖象可能是下列選項(xiàng)中的( ) 5．【大連市2018年高二上學(xué)期聯(lián)考】如圖所示，一帶電塑料小球質(zhì)量為m，用絲線懸掛于O點(diǎn)，并在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)，最大擺角為60，水平磁場(chǎng)垂直于小球擺動(dòng)的平面。當(dāng)小球自左方擺到最低點(diǎn)時(shí)，懸線上的張力恰為零，則小球自右方最大擺角處擺到最低點(diǎn)時(shí)懸線上的張力為( ) A．0 B．2mgC．4mg D．6mg 6．【2018年如東高級(jí)中學(xué)高二上學(xué)期期中】(多選)如圖所示，已知一帶電小球在光滑絕緣的水平面上從靜止開始經(jīng)電壓U加速后，水平進(jìn)入互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B的復(fù)合場(chǎng)中（E和B已知），小球在此空間的豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g，則( ) A．小球可能帶正電 B．小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑 C．若電壓U增大，則小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期增加 D．小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期 二、解答題 7．【2018年銀川中學(xué)高二月考】如圖所示的坐標(biāo)系xOy中，x < 0，y > 0的區(qū)域內(nèi)有沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，x ≥ 0的區(qū)域內(nèi)有垂直于xOy坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，x軸上A點(diǎn)的坐標(biāo)為(－L，0)，y軸上B點(diǎn)的坐標(biāo)為(0，)。有一個(gè)帶正電的粒子從A點(diǎn)以初速度vA沿y軸正方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域，經(jīng)過B點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，然后經(jīng)x軸上的C點(diǎn)(圖中未畫出)運(yùn)動(dòng)到坐標(biāo)原點(diǎn)O。不計(jì)重力。求： (1)粒子在B點(diǎn)的速度vB是多大？ (2)C點(diǎn)與O點(diǎn)的距離xC是多大？ (3)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的比值是多大？ 8．【2018年諸暨中學(xué)高二上學(xué)期期中】如圖所示，兩平行金屬板AB中間有互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)。A板帶正電荷，B板帶等量負(fù)電荷，電場(chǎng)強(qiáng)度為E；磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1。平行金屬板右側(cè)有一擋板M，中間有小孔O′，OO′是平行于兩金屬板的中心線。擋板右側(cè)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2。CD為磁場(chǎng)B2邊界上的一絕緣板，它與M板的夾角θ＝45，O′C＝a，現(xiàn)有大量質(zhì)量均為m，含有各種不同電荷量、不同速度的帶電粒子（正負(fù)都有），自O(shè)點(diǎn)沿OO′方向進(jìn)入電磁場(chǎng)區(qū)域，其中有些粒子沿直線OO′方向運(yùn)動(dòng)，并進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2中，不計(jì)粒子的重力，不考慮帶電粒子之間的相互作用，求： (1)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2的帶電粒子的速度大??； (2)能擊中絕緣板CD的粒子中，所帶電荷量的最大值； (3)絕緣板CD上被帶電粒子擊中區(qū)域的長(zhǎng)度并要求標(biāo)準(zhǔn)畫圖。 9．【2018年鄭州11月月考】如圖所示，在xOy平面內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其中0下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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