最新高考物理帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動基礎(chǔ)練習(xí)題-免費(fèi)閱讀
【正文】 上述為已知量?！緛碓础亢幽鲜∧详栔袑W(xué)2019屆高三下學(xué)期第十七次考試?yán)砭C物理試題【答案】(1) (2) (3)，【解析】【詳解】(1)畫出粒子在磁場中運(yùn)動的示意圖，如圖所示：粒子在加速電場中根據(jù)動能定理可得粒子在I區(qū)域做圓周運(yùn)動，根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得根據(jù)幾何關(guān)系可得：聯(lián)立可得加速電場兩極板間電勢差(2)粒子在II區(qū)域運(yùn)動的半徑與I區(qū)域相同，高度差由圖中幾何關(guān)系可得：可得：(3)畫出粒子剛好從II區(qū)域右邊界穿出磁場的臨界狀態(tài)，即軌跡圓與右邊界相切的情況．根據(jù)幾何關(guān)系可得，解得可知當(dāng)時(shí)，粒子在II區(qū)域中運(yùn)動的時(shí)間最長，即粒子從左側(cè)進(jìn)入Ⅰ區(qū)到從左側(cè)射出Ⅰ區(qū)的時(shí)間最長粒子兩次在I區(qū)域運(yùn)動的時(shí)間為粒子兩次在磁場之間的時(shí)間為粒子在II區(qū)域運(yùn)動的時(shí)間總時(shí)間12．如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xoy的第二象限內(nèi)有平行于y軸的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小為E，方向沿y軸負(fù)方向。根據(jù)，所以粒子進(jìn)入磁場時(shí)位置到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離為PO兩點(diǎn)距離的兩倍，故（2）要使粒子由第Ⅳ象限的磁場直接回到第Ⅲ象限的電場中，其臨界條件是粒子的軌跡與x軸相切，如圖所示，由幾何關(guān)系有：s＝R+Rsinθ又： 解得： 故8．如圖所示，真空中某豎直平面內(nèi)有一長為2l、寬為l的矩形區(qū)域ABCD，區(qū)域ABCD內(nèi)加有水平向左的勻強(qiáng)電場和垂直于該豎直面的勻強(qiáng)磁場。一、帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動專項(xiàng)訓(xùn)練1．如圖，絕緣粗糙的豎直平面MN左側(cè)同時(shí)存在相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場方向水平向右，電場強(qiáng)度大小為E，磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小滑塊從A點(diǎn)由靜止開始沿MN下滑，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)離開MN做曲線運(yùn)動．A、C兩點(diǎn)間距離為h，重力加速度為g．（1）求小滑塊運(yùn)動到C點(diǎn)時(shí)的速度大小vc；（2）求小滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)過程中克服摩擦力做的功Wf；（3）若D點(diǎn)為小滑塊在電場力、洛倫茲力及重力作用下運(yùn)動過程中速度最大的位置，當(dāng)小滑塊運(yùn)動到D點(diǎn)時(shí)撤去磁場，此后小滑塊繼續(xù)運(yùn)動到水平地面上的P點(diǎn)．已知小滑塊在D點(diǎn)時(shí)的速度大小為vD，從D點(diǎn)運(yùn)動到P點(diǎn)的時(shí)間為t，求小滑塊運(yùn)動到P點(diǎn)時(shí)速度的大小vp.【來源】2015年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試物理（福建卷帶解析)【答案】（1）E/B （2）（3）【解析】【分析】【詳解】小滑塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)離開MN，此時(shí)與MN間的作用力為零，對小滑塊受力分析計(jì)算此時(shí)的速度的大??；由動能定理直接計(jì)算摩擦力做的功Wf；撤去磁場后小滑塊將做類平拋運(yùn)動，根據(jù)分運(yùn)動計(jì)算最后的合速度的大??；（1）由題意知，根據(jù)左手定則可判斷，滑塊在下滑的過程中受水平向左的洛倫茲力，當(dāng)洛倫茲力等于電場力qE時(shí)滑塊離開MN開始做曲線運(yùn)動，即解得：（2）從A到C根據(jù)動能定理： 解得： （3）設(shè)重力與電場力的合力為F，由圖意知，在D點(diǎn)速度vD的方向與F地方向垂直，從D到P做類平拋運(yùn)動，在F方向做勻加速運(yùn)動a=F/m，t時(shí)間內(nèi)在F方向的位移為從D到P，根據(jù)動能定理：，其中聯(lián)立解得：【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵是分析清楚小滑塊的運(yùn)動過程，在與MN分離時(shí)，小滑塊與MN間的作用力為零，在撤去磁場后小滑塊將做類平拋運(yùn)動，根據(jù)滑塊的不同的運(yùn)動過程逐步求解即可．2．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．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(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它阻力，粒子在電場中運(yùn)動的時(shí)間不計(jì)．（1）若粒子只經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)并在y=y0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(jìn)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(guān)系【來源】【省級聯(lián)考】浙江省2019屆高三上學(xué)期11月選考科目考試物理試題【答案】（1） ， （2）見解析【解析】【詳解】（1）發(fā)射源的位置，粒子的初動能：；（2）分下面三種情況討論：（i）如圖1，由，和，及，得；（ii）如圖2，由，和，及，得；（iii）如圖3，由，和，及，得；3．如圖所示，在無限長的豎直邊界NS和MT間充滿勻強(qiáng)電場，同時(shí)該區(qū)域上、下部分分別充滿方向垂直于NSTM平面
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