发布时间 : 星期五 文章三年高考两年模拟高考物理新课标一轮复习习题：第9章第3讲带电粒子在组合场中的运动含答案更新完毕开始阅读5870db1d7ed184254b35eefdc8d376eeaeaa172b
第3讲 带电粒子在组合场中的运动
A组 基础题组
1.环形对撞机是研究高能粒子的重要装置,比荷相等的正、负离子都由静止经过电压为U的直线加速器加速后,沿圆环切线方向同时注入对撞机的高真空环状空腔内,空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场,磁感应强度大小为B。正、负离子在环状空腔内只受洛伦兹力作用而沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动,然后在碰撞区迎面相撞,不考虑相对论效应,下列说法正确的是( )
A.所加匀强磁场的方向应垂直圆环平面向外
B.若加速电压一定,离子的比荷越大,磁感应强度B越小
C.磁感应强度B一定时,比荷相同的离子加速后,质量大的离子动能小
D.对于给定的正、负离子,加速电压U越大,离子在环状空腔磁场中的运动时间越长 2.(2016东北三校联考)如图所示,某种带电粒子由静止开始经电压为U1的电场加速后,射入水平放置、电势差为U2的两块导体板间的匀强电场中,带电粒子沿平行于两板的方向从两板正中间射入,穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场中,则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U1和U2的变化情况为(不计重力,不考虑边缘效应) ( )
A.d随U1变化,d与U2无关 B.d与U1无关,d随U2变化 C.d随U1、U2变化 D.d与U1无关,d与U2无关
3.(多选)如图所示为圆柱形区域的横截面,在没有磁场的情况下,带电粒子(不计重力)以某一初速度沿截面直径方向入射,穿过此区域的时间为t。在该区域加沿圆柱轴线方向的匀强磁场,磁感应强度为B,带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射,粒子飞出此区域时,速度
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方向偏转60°角,根据上述条件可求下列物理量中的哪几个( )
A.带电粒子的比荷
B.带电粒子在磁场中运动的周期 C.带电粒子在磁场中运动的半径 D.带电粒子的初速度
4.如图所示,在第Ⅱ象限内有水平向右的匀强电场,电场强度为E,在第Ⅰ、Ⅳ象限内分别存在如图所示的匀强磁场,磁感应强度大小相等。有一个带电粒子以垂直于x轴的初速度v0从x轴上的P点进入匀强电场中,并且恰好与y轴的正方向成45°角进入磁场,又恰好垂直于x轴进入第Ⅳ象限的磁场。已知O、P之间的距离为d,则带电粒子在磁场中第二次经过x轴时,在电场和磁场中运动的总时间为( )
A. B.(2+5π) C. D.
5.(2016河北石家庄模拟)(多选)如图所示为一种获得高能粒子的装置,环形区域内存在垂直纸面、磁感应强度大小可调的均匀磁场,带电粒子可在环中做圆周运动。A、B为两块中心开有小孔的距离很近的极板,原来电势均为零,每当带电粒子经过A板准备进入A、B之间时,A板电势升高为+U,B板电势仍保持为零,粒子在两板间的电场中得到加速;每当粒子离开B板时,A板电势又降为零,粒子在电场的加速下动能不断增大,而在环形磁场中绕行半径不变。若粒子通过A、B板的时间不可忽略,则能定性反映A板电势U和环形区域内的磁感应强度B随时间t变化的关系的是( )
2
6.(2016河南十校联考)(多选)如图所示,在x轴的上方有沿y轴负方向的匀强电场,电场强度为E,在x轴下方的等腰直角三角形CDM区域内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,其中C、D在x轴上,它们到原点O的距离均为a。现将质量为m、带电荷量为+q的粒子从y轴上的P点由静止释放,设P点到O点的距离为h,不计重力作用与空气阻力的影响。下列说法正确的是( )
A.若h=,则粒子垂直于CM射出磁场 B.若h=,则粒子平行于x轴射出磁场 C.若h=,则粒子垂直于CM射出磁场 D.若h=,则粒子平行于x轴射出磁场
7.(2013浙江理综,20,6分)(多选)在半导体离子注入工艺中,初速度可忽略的磷离子P和P,经电压为U的电场加速后,垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域,如图所示。已知离子P在磁场中转过θ=30°后从磁场右边界射出。在电场和磁场中运动时,离子P和P( )
+
3+
+
+
3+
A.在电场中的加速度之比为1∶1 B.在磁场中运动的半径之比为∶1 C.在磁场中转过的角度之比为1∶2 D.离开电场区域时的动能之比为1∶3
8.(2014海南单科,14)如图所示,在x轴上方存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外;在x轴下方存在匀强电场,电场方向与xOy平面平行,且与x轴成45°夹角。一质
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量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速度v0从y轴上P点沿y轴正方向射出,一段时间后进入电场,进入电场时的速度方向与电场方向相反;又经过一段时间T0,磁场方向变为垂直纸面向里,大小不变,不计重力。
(1)求粒子从P点出发至第一次到达x轴时所需的时间; (2)若要使粒子能够回到P点,求电场强度的最大值。
B组 提升题组
9.(2016黑龙江哈尔滨三中模拟)(多选)如图所示,空间中存在一水平方向匀强电场和一水平方向匀强磁场,且电场方向和磁场方向相互垂直。在电磁场正交的空间中有一足够长的固定粗糙绝缘杆,与电场正方向成60°夹角且处于竖直平面内。一质量为m,带电量为+q的小球套在绝缘杆上。初始,给小球一沿杆向下的初速度v0,小球恰好做匀速运动,电量保持不变。已知,磁感应强度大小为B,电场强度大小为E=,则以下说法正确的是( )
A.小球的初速度为v0=
B.若小球的初速度为,小球将做加速度不断增大的减速运动,最后停止 C.若小球的初速度为,小球将做加速度不断增大的减速运动,最后停止 D.若小球的初速度为,则运动中克服摩擦力做功为
10.如图所示,在xOy直角坐标系中,第Ⅰ象限内分布着方向垂直纸面向里的匀强磁场,第Ⅱ象限内分布着方向沿y轴负方向的匀强电场。初速度为零、带电荷量为q、质量为m的粒子经过电压为U的电场加速后,从x轴上的A点垂直x轴进入磁场区域,经磁场偏转后过y轴上的P点且垂直y轴进入电场区域,在电场中偏转并击中x轴上的C点。已知OA=OC=d。求电场强度E和磁感应强度B的大小(粒子的重力不计)。
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