1 . 如图所示xOy坐标系的第一象限内y轴与直线y=x(x≥0)之间的部分区域内存在垂直纸面向里的磁感应强度B=0.5T的有界匀强磁场。从y轴上的A点沿x轴正方向射出许多速率不同的相同带正电的粒子。已知粒子速率范围为0<v≤102m/s。且最大速率的粒子恰好不从磁场右边界穿出。不计粒子的重力及电荷间相互作用力。下列说法正确的是( )
A.所有粒子在磁场中运动的时间相同 |
B.粒子的比荷为 |
C.磁场区域的最小面积为 |
D.粒子从直线y=x处运动时间射出磁场 |
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名校
2 . 离子推进器是太空飞行器常用的动力系统,某种推进器设计的简化原理如图甲所示,截面半径为R的圆柱腔分为两个工作区。I为电离区,将氙气电离获得1价正离子;II为加速区,长度为L,两端加有电压,形成轴向的匀强电场。I区产生的正离子以接近0的初速度进入II区,被加速后以速度vM从右侧喷出。I区内有轴向的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在离轴线处的C点持续射出一定速度范围的电子。假设射出的电子仅在垂直于轴线的截面上运动,截面如图乙所示(从左向右看)。电子的初速度方向与中心O点和C点的连线成α角(0<α<)。推进器工作时,向I区注入稀薄的氙气。电子使氙气电离的最小速度为v0,电子在I区内不与器壁相碰且能到达的区域越大,电离效果越好 。已知离子质量为M;电子质量为m,电量为e。(电子碰到器壁即被吸收,不考虑电子间的碰撞)。下列说法不正确的是( )
A.II区的加速电压U= |
B.II区离子的加速度大小a= |
C.α为时,要取得好的电离效果,射出的电子速率v的范围v0≤v<且B< |
D.要取得好的电离效果,射出的电子最大速率vmax与α角的关系 |
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3 . 某离子发动机简化结构如图甲所示,其横截面半径为R的圆柱腔分为I、Ⅱ两个工作区:I区为电离区,其内有沿轴向分布的匀强磁场,磁感应强度的大小,其中,m为电子质量,e为电子电荷量。Ⅱ区为加速区,其内电极P、Q间加有恒定电压U,形成沿轴向分布的匀强电场。在Ⅰ区内离轴线处的C点垂直于轴线持续射出一定速率范围的电子,过C点的圆柱腔横截面如图乙所示(从左向右看),电子的初速度方向与的连线成角。
(1)向Ⅰ区注入某种稀薄气体,电子要电离该气体,电子的速率至少应为。电子在Ⅰ区内不与器壁相碰且能到达的区域越大,其电离气体的效果越好。为取得好的电离效果,请判断Ⅰ区中的磁场方向(按图乙说明是“垂直于纸面向外”或“垂直于纸面向里”);
(2)不考虑电子间的碰撞及相互作用,电子碰到器壁即被吸收。在取得好的电离效果下,当时,求从C点射出的电子速率v的最大值;
(3)Ⅰ区产生的离子以接近0的初速飘入Ⅱ区,被速后形成离子束,从右侧喷出。已知气体被电离成质量为M的1价正离子,且单位时间内飘入Ⅱ区的离子数目为定值n;求推进器获得的推力。
(1)向Ⅰ区注入某种稀薄气体,电子要电离该气体,电子的速率至少应为。电子在Ⅰ区内不与器壁相碰且能到达的区域越大,其电离气体的效果越好。为取得好的电离效果,请判断Ⅰ区中的磁场方向(按图乙说明是“垂直于纸面向外”或“垂直于纸面向里”);
(2)不考虑电子间的碰撞及相互作用,电子碰到器壁即被吸收。在取得好的电离效果下,当时,求从C点射出的电子速率v的最大值;
(3)Ⅰ区产生的离子以接近0的初速飘入Ⅱ区,被速后形成离子束,从右侧喷出。已知气体被电离成质量为M的1价正离子,且单位时间内飘入Ⅱ区的离子数目为定值n;求推进器获得的推力。
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4 . 如图所示,在xOy平面的第一、二象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在第三、四象限范围内有沿x轴正方向的匀强电场,在坐标原点O有一个粒子源可以向x轴上方以不同速率向各个方向发射质量为m、电荷量为q的带正电粒子,x轴上的P点坐标为,y轴上的Q点坐标为。不计粒子的重力及粒子之间的相互作用。下列说法中正确的是( )
A.所有经过P点的粒子最小速度为 |
B.若以最小速率经过P点的粒子又恰好能过Q点,则电场强度大小为 |
C.沿不同方向进入匀强磁场的粒子要经过P点,速度大小一定不同 |
D.所有经过P点的粒子在匀强电场中运动的时间均相同 |
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2024-03-31更新
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536次组卷
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4卷引用:秘籍12 带电粒子在叠加场、组合场、复合场中的综合运动问题-备战2024年高考物理抢分秘籍(新高考通用)
(已下线)秘籍12 带电粒子在叠加场、组合场、复合场中的综合运动问题-备战2024年高考物理抢分秘籍(新高考通用)2024届安徽省皖北8校高三下学期大联考模拟预测物理试题安徽省2023-2024学年高三下学期3月月考物理试卷2024届安徽省示范高中皖北协作区高三下学期联考物理试卷
真题
名校
5 . 利用磁场实现离子偏转是科学仪器中广泛应用的技术。如图所示,Oxy平面(纸面)的第一象限内有足够长且宽度均为L、边界均平行x轴的区域Ⅰ和Ⅱ,其中区域Ⅰ存在磁感应强度大小为B1的匀强磁场,区域Ⅱ存在磁感应强度大小为B2的磁场,方向均垂直纸面向里,区域Ⅱ的下边界与x轴重合。位于处的离子源能释放出质量为m、电荷量为q、速度方向与x轴夹角为60°的正离子束,沿纸面射向磁场区域。不计离子的重力及离子间的相互作用,并忽略磁场的边界效应。
(1)求离子不进入区域Ⅱ的最大速度v1及其在磁场中的运动时间t;
(2)若,求能到达处的离子的最小速度v2;
(3)若,且离子源射出的离子数按速度大小均匀地分布在范围,求进入第四象限的离子数与总离子数之比η。
(1)求离子不进入区域Ⅱ的最大速度v1及其在磁场中的运动时间t;
(2)若,求能到达处的离子的最小速度v2;
(3)若,且离子源射出的离子数按速度大小均匀地分布在范围,求进入第四象限的离子数与总离子数之比η。
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2023-06-15更新
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11331次组卷
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19卷引用:专题19 力学综合计算题-学易金卷:五年(2019-2023)高考物理真题分项汇编(全国通用)
(已下线)专题19 力学综合计算题-学易金卷:五年(2019-2023)高考物理真题分项汇编(全国通用)(已下线)专题20 电学综合计算题-学易金卷:五年(2019-2023)高考物理真题分项汇编(全国通用)(已下线)12.12粒子在立体空间电磁场中的运动-2024年高考物理一轮复习100考点100讲(已下线)第32讲 三大基本观点的综合应用(练习)-2024年高考物理一轮复习讲练测(新教材新高考)(已下线)专题45 带电粒子在有边界磁场运动-学易金卷:十年(2014-2023)高考物理真题分项汇编(全国通用)(已下线)专题27 动量定理-学易金卷:十年(2014-2023)高考物理真题分项汇编(全国通用)(已下线)11.3 专题 带电粒子在有界匀强磁场中的运动 课时作业(练)山东省济南市历城第二中学2023-2024学年高三上学期开学摸底考试物理试题(已下线)专题10 带电粒子在磁场中的运动-2023年高考物理真题题源解密(全国通用)(已下线)阶段性检测《磁场》-2024年高考物理一轮复习考点通关卷(新高考通用)2024大二轮刷题首选卷 专题三 考点2 磁场、安培力及带电粒子在磁场中的运动24版高中总复习第二轮(新教材新高考)第三讲 计算题的解答技巧2024年二轮总复习物理(江苏)10 微专题7 磁场性质及带电粒子在磁场中的运动(讲)(已下线)倒计时2天 计算题的答题策略与规范 物理(四) - 2024年高考考前20天终极冲刺攻略(已下线)考前查漏07-磁场和带电粒子在磁场、复合场中的运动-【查漏补缺】2024年高考物理复习冲刺过关(新高考专用)2023年高考浙江卷物理真题(6月)(已下线)浙江省普通高中学业水平选择性考试物理压轴题汇编 (已下线)2023年高考物理真题完全解读(浙江6月卷)(已下线)2023年浙江6月卷物理试题T23-带电粒子在直边界磁场中运动-计算题
6 . 如图所示,在B=0.1T的匀强磁场(水平方向)中有一边长为L=8cm的正方形ABCD(竖直方向),内有一点P,它与AD和DC的距离均为1 cm,在P点有一个发射正离子的装置,能够连续不断地向纸面内的各个方向发射出速率不同的正离子,离子的质量为1.0×10-14kg,电荷量为1.0×10-5C,离子的重力不计,不考虑离子之间的相互作用,则( )
A.速率为5×106m/s的离子在磁场中运动的轨迹半径是5cm |
B.速率在5×106m/s到8×106m/s范围内的离子不可能射出正方形区域 |
C.速率为5×106m/s的离子在CB边上可以射出磁场的范围为距C点距离2cm~(1+)cm |
D.离子从CB边上射出正方形区域的最小速度为(8-)×106m/s |
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7 . 如图所示为一种新型质谱仪原理图,离子源S中飘出初速度为零的离子,经MN间的电场加速后,沿轴线进入图中虚线所示的圆形匀强磁场区域。圆形匀强磁场半径为R,磁场区域的右下部分圆周边界处安装有接收底片PQ,P在O的正下方,Q与O同在轴线上。一个质量为m的一价正离子从离子源飘入电场,最后恰好打在P点。已知元电荷为e,MN间电压为U,离子重力忽略不计。
(1)求圆形区域中磁感应强度B的大小。
(2)因放置失误,导致磁场区域整体向下移动,使磁场区域圆心偏离轴线Δx,,求此情况下一价正离子打在底片上的位置。(用该位置到O点的连线与轴线所成的角度θ表示)
(3)若在离子源中放入质量为km、(k+1)m的一价正离子,MN的电压波动范围为U±ΔU,若要这两种离子在底片上的位置不重叠,求应满足的条件。
(1)求圆形区域中磁感应强度B的大小。
(2)因放置失误,导致磁场区域整体向下移动,使磁场区域圆心偏离轴线Δx,,求此情况下一价正离子打在底片上的位置。(用该位置到O点的连线与轴线所成的角度θ表示)
(3)若在离子源中放入质量为km、(k+1)m的一价正离子,MN的电压波动范围为U±ΔU,若要这两种离子在底片上的位置不重叠,求应满足的条件。
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2024-03-12更新
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167次组卷
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2卷引用:2024年二轮总复习物理(江苏)14 攻坚克难(2) 微切口4 带电粒子在现代科技中的应用(练)
2019高二·全国·专题练习
8 . 如图所示,在B=0.1T的匀强磁场(水平方向)中有一边长为L=8cm的正方形ABCD(竖直方向),内有一点P,它与AD和DC的距离均为1cm,在P点有一个发射正离子的装置,能够连续不断地向纸面内的各个方向发射出速率不同的正离子,离子的质量为1.0×10-14kg,电荷量为1.0×10-5C,离子的重力不计,不考虑离子之间的相互作用,则( )
A.速率为5×106m/s的离子在磁场中运动的轨迹半径是5cm |
B.速率在5×106m/s到8×105m/s范围内的离子不可能射出正方形区域 |
C.速率为5×106m/s的离子在CB边上可以射出磁场的范围为距C点距离 |
D.离子从CB边上射出正方形区域的最小速度为 |
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2019-07-24更新
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465次组卷
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4卷引用:【优教学】课时2 带电粒子在有界匀强磁场中的圆周运动
(已下线)【优教学】课时2 带电粒子在有界匀强磁场中的圆周运动2019人教版选择性必修第二册 第一章安培力与洛伦兹力 第3节 带电粒子在匀强磁场中的运动 提升练习2019人教版选择性必修第二册 第一章 安培力与洛伦兹力 第3节 带电粒子在匀强磁场中的运动 课时2 带电粒子在有界匀强磁场中的周围活动 提升练习(已下线)《2021届高考物理三轮复习专题集训》电磁感应定律及其应用(A)
9 . 我国的东方超环(EAST)是研究可控核聚变反应的超大型科学实验装置。该装置需要将高速运动的离子变成中性粒子,没有被中性化的离子对实验装置有很大的破坏作用,因此需要利用“偏转系统”将其从粒子束中剥离出来。“偏转系统”的原理简图如图1所示,包含中性粒子和带电离子的混合粒子进入由一对平行带电极板构成的匀强电场区域,混合粒子进入电场时速度方向与极板平行,极板右侧存在匀强磁场区域。离子在电场磁场区域发生偏转,中性粒子继续沿原方向运动,到达接收器。已知离子带正电、电荷量为q,质量为m,速度为v,两极板间距为d。离子和中性粒子的重力可忽略不计,不考虑粒子间的相互作用。
(1)两极板间不加电压,只利用磁场使离子发生偏转,若恰好所有离子均被图1中的吞噬板吞噬,求磁场的磁感应强度的大小B。
(2)以下极板左端点为坐标原点建立坐标系,沿板建立x轴,垂直板建立y轴,如图1所示。假设离子在混合粒子束中是均匀分布的,单位时间内通过y轴单位长度进入电场的离子数为n。在两极板间加电压U,恰好所有离子均被吸附在下极板。
a.求极板的长度L,并分析落在x轴上坐标为范围内的离子,进入电场时通过y轴的坐标范围。
b.离子落在极板上的数量分布呈现一定的规律,若单位时间内落在下极板x位置附近单位长度上的离子数量为,求随x变化的规律,在图2中作出图像,说明图线与横轴所围面积的物理意义。(若远小于x,则)
(1)两极板间不加电压,只利用磁场使离子发生偏转,若恰好所有离子均被图1中的吞噬板吞噬,求磁场的磁感应强度的大小B。
(2)以下极板左端点为坐标原点建立坐标系,沿板建立x轴,垂直板建立y轴,如图1所示。假设离子在混合粒子束中是均匀分布的,单位时间内通过y轴单位长度进入电场的离子数为n。在两极板间加电压U,恰好所有离子均被吸附在下极板。
a.求极板的长度L,并分析落在x轴上坐标为范围内的离子,进入电场时通过y轴的坐标范围。
b.离子落在极板上的数量分布呈现一定的规律,若单位时间内落在下极板x位置附近单位长度上的离子数量为,求随x变化的规律,在图2中作出图像,说明图线与横轴所围面积的物理意义。(若远小于x,则)
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名校
10 . CT技术是通过高能电子撞击目标靶,使目标靶放出X射线,对人体进行扫描取得信息的,其原理如图所示:半径为的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,水平放置的目标靶长为,靶左端点、右端点与磁场圆心的距离相等、竖直距离为。从阴极逸出的电子(初速度可忽略),经电场加速后瞄准圆心沿着水平方向进入磁场,经磁场偏转后恰好击中点。设电子质量为、电荷量为,电子枪的加速电压为,不考虑电子受到的重力,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度的大小。
(2)仅通过调节匀强磁场的大小,可实现电子束在目标靶上从到的扫描,求的大小范围。
(1)匀强磁场的磁感应强度的大小。
(2)仅通过调节匀强磁场的大小,可实现电子束在目标靶上从到的扫描,求的大小范围。
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2024-03-21更新
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518次组卷
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3卷引用:2024届山西省部分高中高三下学期第一次模拟考试理综试题-高中物理
2024届山西省部分高中高三下学期第一次模拟考试理综试题-高中物理云南省昆明市第一中学2023-2024学年高三下学期理科综合训练(十一)物理试题(已下线)压轴题08 带电粒子在复合场、组合场中的运动-2024年高考物理压轴题专项训练(新高考通用)