最新-高考物理帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)試題(有答案和解析)(編輯修改稿)
2025-04-01 22:17 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的軌道半徑為R′，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，由vcosθ=v0得v＝由解得：R′=方法一：設(shè)弧長(zhǎng)為s，則運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：t=又s=2(θ+α)R′解得t=方法二：離子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T＝，則有：（3）方法一：由幾何關(guān)系得：CM=MNcotθ則有：解得：，以上3式聯(lián)立求解得CM=dcotα方法二：設(shè)圓心為A，過A做AB垂直NO，如圖所示由幾何關(guān)系得：而因此NM=BO因NM=CMtanθ又解得：CM=dcotα7．如圖甲所示，正方形導(dǎo)線框abcd用導(dǎo)線與水平放置的平行板電容器相連，線框邊長(zhǎng)與電容器兩極板間的距離均為L(zhǎng)．O點(diǎn)為電容器間靠近上極板的一點(diǎn)，與電容器右端的距離為，與水平線MN的距離為等)．線框abcd內(nèi)和電容器兩極板間都存在周期性變化的磁場(chǎng)，導(dǎo)線框內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示，電容器間勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖丙所示，選垂直紙面向里為正方向．現(xiàn)有一帶正電微粒在0時(shí)刻自O(shè)點(diǎn)由靜止釋放，在時(shí)間去內(nèi)恰好做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．已知重力加速度為g，求：(1)此帶電微粒的比荷；(2)自0時(shí)刻起經(jīng)時(shí)間時(shí)微粒距O點(diǎn)的距離；(3)自0時(shí)刻起經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間微粒經(jīng)過水平線MN．【來源】山東省德州市2019屆高三第二次模擬考試?yán)砜凭C合物理試題【答案】（1） （2） （3）【解析】【詳解】解：(1)電容器兩極電勢(shì)差大小等于線框產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)：電容器兩極間電場(chǎng)強(qiáng)度：時(shí)間內(nèi)：解得比荷：(2)微粒運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示時(shí)間內(nèi)：，解得：時(shí)間內(nèi)：可得：又解得：時(shí)微粒距點(diǎn)的距離： (3) 時(shí)間內(nèi)，微粒豎直向下的位移：設(shè)粒子轉(zhuǎn)過角度時(shí)與點(diǎn)間的豎直距離為：解得：和每次微粒進(jìn)入磁場(chǎng)后運(yùn)動(dòng)至水平線所需時(shí)間：解得：和自開始至水平線的時(shí)間：，即：和 ，又解得：微粒離開電容器后不再經(jīng)過水平線，分析得自開始至水平線的時(shí)間： ，和 ，8．如圖甲所示，在xOy平面內(nèi)有足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，在y軸左側(cè)平面內(nèi)有足夠大的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示，選定磁場(chǎng)垂直紙面向里為正方向。在y軸右側(cè)平面內(nèi)還有方向垂直紙面向外的恒定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，分布在一個(gè)半徑為r=(圖中未畫出)且圓的左側(cè)與y軸相切，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=，t=0時(shí)刻，一質(zhì)量m=810－4kg、電荷量q=+210－4C的微粒從x軸上xp=－=。已知該帶電微粒在電磁場(chǎng)區(qū)域做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。(g取10m/s2)(1)求電場(chǎng)強(qiáng)度。(2)若磁場(chǎng)15πs后消失，求微粒在第二象限運(yùn)動(dòng)過程中離x軸的最大距離；(3)若微粒穿過y軸右側(cè)圓形磁場(chǎng)時(shí)速度方向的偏轉(zhuǎn)角最大，求此圓形磁場(chǎng)的圓心坐標(biāo)(x，y)。【來源】陜西榆林市2019屆高考模擬第三次測(cè)試?yán)砜凭C合物理試題【答案】(1) ，方向豎直向上 (2) (3)【解析】【詳解】(1)因?yàn)槲⒘Ｉ淙腚姶艌?chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)受到的電場(chǎng)力和重力大小相等，則：解得：，方向豎直向上(2)由牛頓第二定律有：所以從圖乙可知在內(nèi)微粒做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在內(nèi)微粒向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)．在內(nèi)微粒又做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在內(nèi)微粒向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，之后穿過y軸．離x軸的最大距離(3)如圖，微粒穿過圓形磁場(chǎng)要求偏轉(zhuǎn)角最大，入射點(diǎn)A與出射點(diǎn)B的連線必須為磁場(chǎng)圓的直徑．由牛頓第二定律，有所以所以最大偏轉(zhuǎn)角為60176。所以圓心坐標(biāo)即磁場(chǎng)的圓心坐標(biāo)為．9．回旋加速器的工作原理如圖甲所示，置于真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間有狹縫（間距），勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直，被加速粒子的質(zhì)量為，電荷量為，加在狹縫間的交變電壓如圖乙所示，電壓值的大小為，周期為T，與粒子在磁場(chǎng)中的周期相同．一束該種粒子在時(shí)間內(nèi)從A處均勻地飄入狹縫，假設(shè)能夠出射的粒子每次經(jīng)過狹縫均做加速運(yùn)動(dòng)；粒子重力不計(jì)，不考慮粒子在狹縫中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，：（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；（2）粒子從飄入狹縫至動(dòng)能最大所需的總時(shí)間；（3）實(shí)際中粒子的質(zhì)量會(huì)隨速度的增加而增大，加速后的質(zhì)量與原來質(zhì)量的關(guān)系：，則①粒子質(zhì)量增加后估計(jì)最多還能再加速多少次（需要簡(jiǎn)述理由）？②若粒子質(zhì)量最終增加，那么粒子最終速度為光速的多少倍（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）？【來源】【全國百強(qiáng)?！刻旖蚴袑?shí)驗(yàn)中學(xué)2019屆高三考前熱身訓(xùn)練物理試題【答案】（1）（2）（3）100次；【解析】【詳解】解：(1) 依據(jù)牛頓第二定律，結(jié)合洛倫茲力提供向心，則有：電壓周期與粒子在磁場(chǎng)中的周期相同：可得， (2)粒子運(yùn)動(dòng)半徑為時(shí)：且解得： 粒子被加速次達(dá)到動(dòng)能，則有： 不考慮粒子在狹縫中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，又有粒子在電場(chǎng)中的加速次數(shù)與回旋半周的相同，得粒子從飄入狹縫至動(dòng)能最大所需的總
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