2018-2019學年高二物理 寒假訓練09 帶電粒子在復合場中的運動.docx
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寒假訓練09帶電粒子在復合場中的運動 1．【2018年浙江省高三上學期11月選考】小明受回旋加速器的啟發(fā)，設計了如圖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下方有磁感應強度大小均為B、方向相反的勻強磁場。粒子探測器位于y軸處，僅能探測到垂直射入的帶電粒子。有一沿x軸可移動、粒子出射初動能可調(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，粒子在電場中運動的時間不計。 (1)若粒子只經(jīng)磁場偏轉并在y＝y(tǒng)0處被探測到，求發(fā)射源的位置和粒子的初動能； (2)若粒子兩次進出電場區(qū)域后被探測到，求粒子發(fā)射源的位置x與被探測到的位置y之間的關系。 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D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的勻強電場，使粒子在通過狹縫時都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底面的勻強磁場中，如圖所示。要增大帶電粒子射出時的動能，則下列方法中正確的是( ) A．增大磁場的磁感應強度 B．增大電場的加速電壓 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電場和勻強磁場，電場強度為E，磁感應強度為B。一帶電量為＋q，質(zhì)量為m的粒子(不計重力)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 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，則從右側射出時粒子的電勢能減少 D．若帶電粒子從右側水平射入，粒子仍能沿直線穿過 3．【2018年天津一中高二上學期期中】如圖所示是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。加速電場的電壓為U，速度選擇器中的電場強度為E，磁感應強度為B1，偏轉磁場的磁感應強度為B2，一電荷量為q的帶正電的粒子在加速電場中加速后進入速度選擇器，剛好能從速度選擇器進入偏轉磁場做圓周運動，測得圓的直徑為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動 C．所有粒子進入偏轉磁場時的速度相同 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的粗糙細桿上滑動，細桿固定于磁感應強度為B的勻強磁場中?，F(xiàn)給圓環(huán)向右的初速度v0，在以后的運動過程中，圓環(huán)運動的速度—時間圖象可能是下列選項中的( ) 5．【大連市2018年高二上學期聯(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，并在豎直平面內(nèi)擺動，最大擺角為60，水平磁場垂直于小球擺動的平面。當小球自左方擺到最低點時，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時懸線上的張力為( ) A．0 B．2mgC．4mg D．6mg 6．【2018年如東高級中學高二上學期期中】(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，水平進入互相垂直的勻強電場E和勻強磁場B的復合場中（E和B已知），小球在此空間的豎直面內(nèi)做勻速圓周運動，重力加速度為g，則( ) A．小球可能帶正電 B．小球做勻速圓周運動的半徑 C．若電壓U增大，則小球做勻速圓周運動的周期增加 D．小球做勻速圓周運動的周期 二、解答題 7．【2018年銀川中學高二月考】如圖所示的坐標系xOy中，x < 0，y > 0的區(qū)域內(nèi)有沿x軸正方向的勻強電場，x ≥ 0的區(qū)域內(nèi)有垂直于xOy坐標平面向外的勻強磁場，x軸上A點的坐標為(－L，0)，y軸上B點的坐標為(0，)。有一個帶正電的粒子從A點以初速度vA沿y軸正方向射入勻強電場區(qū)域，經(jīng)過B點進入勻強磁場區(qū)域，然后經(jīng)x軸上的C點(圖中未畫出)運動到坐標原點O。不計重力。求： (1)粒子在B點的速度vB是多大？ (2)C點與O點的距離xC是多大？ (3)勻強電場的電場強度與勻強磁場的磁感應強度的比值是多大？ 8．【2018年諸暨中學高二上學期期中】如圖所示，兩平行金屬板AB中間有互相垂直的勻強電場和勻強磁場。A板帶正電荷，B板帶等量負電荷，電場強度為E；磁場方向垂直紙面向里，磁感應強度為B1。平行金屬板右側有一擋板M，中間有小孔O′，OO′是平行于兩金屬板的中心線。擋板右側有垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度為B2。CD為磁場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（正負都有），自O點沿OO′方向進入電磁場區(qū)域，其中有些粒子沿直線OO′方向運動，并進入勻強磁場B2中，不計粒子的重力，不考慮帶電粒子之間的相互作用，求： (1)進入勻強磁場B2的帶電粒子的速度大小； (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)域的長度并要求標準畫圖。 9．【2018年鄭州11月月考】如圖所示，在xOy平面內(nèi)有磁感應強度為B的勻強磁場，其中0
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