1 . 根据牛顿力学经典理论,只要物体的初始条件和受力情况确定,就可以推知物体此后的运动情况。
情境1:如图1所示,空间存在水平方向的匀强磁场(垂直纸面向里),磁感应强度大小为B,在磁场中M点处有一质量为m、电荷量为的带电粒子。已知重力加速度g。
(1)若使带电粒子获得某一水平向右的初速度,恰好做匀速直线运动,求该速度的大小;
(2)若在M点静止释放该粒子,其运动将比较复杂。为了研究该粒子的运动,可以应用运动的合成与分解的方法,将它为零的初速度分解为大小相等的水平向左和水平向右的速度。求粒子运动过程中的最大速率。
情境2:质谱仪由离子室、加速电场、速度选择器和分离器四部分组成,如图2所示。已知速度选择器的两极板间的电场强度为E,磁感应强度大小为,方向垂直纸面向里,分离器中磁感应强度大小为,方向垂直纸面向外。某次实验离子室内充有某种带电离子,经加速电场加速后从速度选择器两极板间的中点O平行于极板进入,部分离子通过小孔后进入分离器的偏转磁场中。打在感光区域P点的离子,在速度选择器中沿直线运动,测得P到点的距离为。不计离子的重力及离子间的相互作用,不计小孔O、的孔径大小。
(1)当从O点入射的离子速度满足时,在分离器的感光板上会形成有一定宽度的感光区域。求该感光区域的宽度D;
(2)针对情形(1),为了提高该速度选择器的速度选择精度,请你提出可行的方案。
情境1:如图1所示,空间存在水平方向的匀强磁场(垂直纸面向里),磁感应强度大小为B,在磁场中M点处有一质量为m、电荷量为的带电粒子。已知重力加速度g。
(1)若使带电粒子获得某一水平向右的初速度,恰好做匀速直线运动,求该速度的大小;
(2)若在M点静止释放该粒子,其运动将比较复杂。为了研究该粒子的运动,可以应用运动的合成与分解的方法,将它为零的初速度分解为大小相等的水平向左和水平向右的速度。求粒子运动过程中的最大速率。
情境2:质谱仪由离子室、加速电场、速度选择器和分离器四部分组成,如图2所示。已知速度选择器的两极板间的电场强度为E,磁感应强度大小为,方向垂直纸面向里,分离器中磁感应强度大小为,方向垂直纸面向外。某次实验离子室内充有某种带电离子,经加速电场加速后从速度选择器两极板间的中点O平行于极板进入,部分离子通过小孔后进入分离器的偏转磁场中。打在感光区域P点的离子,在速度选择器中沿直线运动,测得P到点的距离为。不计离子的重力及离子间的相互作用,不计小孔O、的孔径大小。
(1)当从O点入射的离子速度满足时,在分离器的感光板上会形成有一定宽度的感光区域。求该感光区域的宽度D;
(2)针对情形(1),为了提高该速度选择器的速度选择精度,请你提出可行的方案。
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2 . 带电粒子的电荷量和其质量的比值叫比荷。一种测定电子比荷的实验装置如图所示。真空玻璃管内阴极发出电子,经阳极A与阴极之间的高压加速后,形成一细束电子流。电子束沿平行于极板的方向进入两极板、间,两极板间距离为d、长度为。若两极板、间无电压,电子将打在荧光屏上的点,点到极板右侧的距离为。若在两极板间加偏转电压,则离开极板区域的电子将打在荧光屏上的点,点到点的距离为。若极板间再施加一个磁感应强度为、垂直纸面方向的匀强磁场,则电子在荧光屏上产生的光点又回到点。电子的重力可忽略不计。
(1)判断、间磁场的方向;
(2)求电子射入极板、时的速度;
(3)求电子的比荷;
(4)请你再设计一种能够测量带电粒子比荷的方案。要求:利用电场、磁场来控制带电粒子的运动,说明需要测量的物理量,并写出比荷的表达式(用测量量表示)。
(1)判断、间磁场的方向;
(2)求电子射入极板、时的速度;
(3)求电子的比荷;
(4)请你再设计一种能够测量带电粒子比荷的方案。要求:利用电场、磁场来控制带电粒子的运动,说明需要测量的物理量,并写出比荷的表达式(用测量量表示)。
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名校
3 . 如图所示,两平行金属板P、Q水平放置,上极板带正电,下极板带负电;板间存在匀强电场和匀强磁场(图中未画出).一个带电粒子在两板间沿虚线所示路径做匀速直线运动.粒子通过两平行板后从O点垂直进入另一个垂直纸面向外的匀强磁场中,粒子做匀速圆周运动,经过半个周期后打在挡板MN上的A点.不计粒子重力.则下列说法不正确 的是
A.此粒子一定带正电 |
B.P、Q间的磁场一定垂直纸面向里 |
C.若另一个带电粒子也能做匀速直线运动,则它一定与该粒子具有相同的荷质比 |
D.若另一个带电粒子也能沿相同的轨迹运动,则它一定与该粒子具有相同的荷质比 |
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2017-05-18更新
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560次组卷
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4卷引用:2017届北京市丰台区高三5月综合练习(二模)理综物理试卷
2017届北京市丰台区高三5月综合练习(二模)理综物理试卷(已下线)2018年11月19日 《每日一题》人教选修3-1-带电粒子在组合场中的运动【全国百强校】重庆市沙坪坝区重庆第八中学2018-2019学年高二第一学期月考物理试题(已下线)2019年11月18日 每日一题 选修3-1-带电粒子在组合场中的运动
4 . 在粒子物理学的研究中,经常用电场和磁场来控制或者改变粒子的运动.一粒子源产生离子束,已知离子质量为m,电荷量为+e 。不计离子重力以及离子间的相互作用力。
(1)如图1所示为一速度选择器,两平行金属板水平放置,电场强度E与磁感应强度B相互垂直.让粒子源射出的离子沿平行于极板方向进入速度选择器,求能沿图中虚线路径通过速度选择器的离子的速度大小v。
(2)如图2所示为竖直放置的两平行金属板A、B,两板中间均开有小孔,两板之间的电压UAB随时间的变化规律如图3所示.假设从速度选择器出来的离子动能为Ek=100eV,让这些离子沿垂直极板方向进入两板之间.两极板距离很近,离子通过两板间的时间可以忽略不计.设每秒从速度选择器射出的离子数为N0 = 5×1015个,已知e =1.6×10-19C.从B板小孔飞出的离子束可等效为一电流,求从t = 0到t = 0.4s时间内,从B板小孔飞出的离子产生的平均电流I。
(3)接(1),若在图1中速度选择器的上极板中间开一小孔,如图4所示.将粒子源产生的离子束中速度为0的离子,从上极板小孔处释放,离子恰好能到达下极板。求离子到达下极板时的速度大小v,以及两极板间的距离d。
(1)如图1所示为一速度选择器,两平行金属板水平放置,电场强度E与磁感应强度B相互垂直.让粒子源射出的离子沿平行于极板方向进入速度选择器,求能沿图中虚线路径通过速度选择器的离子的速度大小v。
(2)如图2所示为竖直放置的两平行金属板A、B,两板中间均开有小孔,两板之间的电压UAB随时间的变化规律如图3所示.假设从速度选择器出来的离子动能为Ek=100eV,让这些离子沿垂直极板方向进入两板之间.两极板距离很近,离子通过两板间的时间可以忽略不计.设每秒从速度选择器射出的离子数为N0 = 5×1015个,已知e =1.6×10-19C.从B板小孔飞出的离子束可等效为一电流,求从t = 0到t = 0.4s时间内,从B板小孔飞出的离子产生的平均电流I。
(3)接(1),若在图1中速度选择器的上极板中间开一小孔,如图4所示.将粒子源产生的离子束中速度为0的离子,从上极板小孔处释放,离子恰好能到达下极板。求离子到达下极板时的速度大小v,以及两极板间的距离d。
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真题
名校
5 . 对铀235的进一步研究在核能的开发和利用中具有重要意义.如图所示,质量为m、电荷量为q的铀235离子,从容器A下方的小孔S1不断飘入加速电场,其初速度可视为零,然后经过小孔S2垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,做半径为R的匀速圆周运动.离子行进半个圆周后离开磁场并被收集,离开磁场时离子束的等效电流为I.不考虑离子重力及离子间的相互作用.
(1)求加速电场的电压U;
(2)求出在离子被收集的过程中任意时间t内收集到离子的质量M;
(3)实际上加速电压的大小会在U+ΔU范围内微小变化.若容器A中有电荷量相同的铀235和铀238两种离子,如前述情况它们经电场加速后进入磁场中会发生分离,为使这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠,应小于多少?(结果用百分数表示,保留两位有效数字)
(1)求加速电场的电压U;
(2)求出在离子被收集的过程中任意时间t内收集到离子的质量M;
(3)实际上加速电压的大小会在U+ΔU范围内微小变化.若容器A中有电荷量相同的铀235和铀238两种离子,如前述情况它们经电场加速后进入磁场中会发生分离,为使这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠,应小于多少?(结果用百分数表示,保留两位有效数字)
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2016-12-08更新
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3520次组卷
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7卷引用:北京市第二十中学2017-2018学年高一第一学期期末考试物理试题