知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．
如图所示，在平面直角坐标系\(xoy\)中的有一个等腰直角三角形硬质细杆框架\(FGH\)，框架竖直放在粗糙的水平面上，其中\(FG\)与地面接触。空间存在着垂直于框架平面的匀强磁场，磁感应强度为\(B\)，\(FG\)的长度为\(8L\)，在框架底边\(FG\)中垂线\(OH\)上\(S(0,L)\)处有一体积可忽略的粒子发射装置，在该平面内向各个方向发射速度大小相等且带正电的大量同种粒子，射到框架上的粒子立即被框架吸收。粒子的质量为\(m\)，电荷量为\(q\)，不计粒子间的相互作用以及粒子的重力。
\((1)\)试问速率在什么范围内所有粒子均不可能打到框架上？
\((2)\)如果粒子的发射速率\( \dfrac {qBL}{m}\)，求出框架上能被粒子打中的长度
\((3)\)如果粒了的发射速率仍为\( \dfrac {qBL}{m}\)，某时刻同时从\(S\)点发出粒子，求从第一个粒子到达底边\(FG\)至最后一个到达底边的时间间隔\(\triangle t\)。

难度：中等

解析收藏试题篮
2．
如图所示，虚线所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为\(B.\)一束电子沿圆形区域的直径方向以速度\(v\)射入磁场，电子束经过磁场区后，其运动的方向与原入射方向成\(θ\)角。设电子质量为\(m\)，电荷量为\(e\)，不计电子之间的相互作用力及所受的重力。求：
\((1)\)电子在磁场中运动轨迹的半径\(R\)；
\((2)\)电子在磁场中运动的时间\(t\)；
\((3)\)圆形磁场区域的半径\(r\)。

难度：中等

解析收藏试题篮
3．
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，就可以预知物体此后的运动情况。
\((1)\)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\(B\)，一质量为\(m\)、电荷量为\(+q\)的带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，经过\(M\)点时速度的大小为\(v\)，方向水平向左。不计粒子所受重力。求粒子做匀速圆周运动的半径\(r\)和周期\(T\)。
\((2)\)如图\(2\)所示，空间存在竖直向下的匀强电场和水平的匀强磁场\((\)垂直纸面向里\()\)，电场强度大小为\(E\)，磁感应强度大小为\(B.\)一质量为\(m\)、电荷量为\(+q\)的带电粒子在场中运动，不计粒子所受重力。
\(a.\)若该带电粒子在场中做水平向右的匀速直线运动，求该粒子速度\(v′\)的大小；
\(b.\)若该粒子在\(M\)点由静止释放，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\(0\)的初速度分解为大小相等的水平向左和水平向右的速度。求粒子沿电场方向运动的最大距离\(y_{m}\)和运动过程中的最大速率\(v_{m}\)。

难度：中等

解析收藏试题篮
4．
电子扩束装置由电子加速器、偏转电场和偏转磁场组成\(.\)偏转电场由加有电压的相距为\(d\)的两块水平平行放置的导体板组成，匀强磁场的左边界与偏转电场的右边界相距为\(s\)，如图甲所示\(.\)大量电子\((\)其重力不计\()\)由静止开始，经加速电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入偏转电场\(.\)当两板没有加电压时，这些电子通过两板之间的时间为\(2t_{0}\)，当在两板间加如图乙所示的周期为\(2t_{0}\)、幅值恒为\(U_{0}\)的电压时，所有电子均从两板间通过，进入水平宽度为\(l\)，竖直宽度足够大的匀强磁场中，最后通过匀强磁场打在竖直放置的荧光屏上\(.\)问：
\((1)\)如果电子在\(t=0\)时刻进入偏转电场，则离开偏转电场时的侧向位移大小是多少？
\((2)\)电子在刚穿出两板之间的偏转电场时最大侧向位移与最小侧向位移之比为多少？
\((3)\)要使侧向位移最大的电子能垂直打在荧光屏上，匀强磁场的磁感应强度为多少？\((\)已知电子的质量为\(m\)、电荷量为\(e)\)

难度：中等

解析收藏试题篮
5．
如图所示，一等腰直角三角形\(OMN\)的腰长为\(2L\)，\(P\)点为\(ON\)的中点，三角形\(PMN\)内存在着垂直于纸面向里的匀强磁场Ⅰ\((\)磁感应强度大小未知\()\)，一粒子源置于\(P\)点，可以射出垂直于\(ON\)向上的不同速率、不同种类的带正电的粒子。不计粒子的重力和粒子之间的相互作用。
\((1)\)求线段\(PN\)上有粒子击中区域的长度\(s\)；
\((2)\)若三角形区域\(OMN\)的外部存在着垂直于纸面向外的匀强磁场Ⅱ，磁感应强度大小为\(B\)；三角形\(OMP\)区域内存在着水平向左的匀强电场。某粒子从\(P\)点射出后经时间\(t\)恰好沿水平向左方向穿过\(MN\)进入磁场Ⅱ，然后从\(M\)点射出磁场Ⅱ进入电场，又在电场力作用下通过\(P\)点。求该粒子的荷质比以及电场的电场强度大小。

难度：中等

解析收藏试题篮
6．
如图所示，在竖直平面内有一直角坐标系\(O-xy\)，在该平面内有一平行\(y\)轴的匀强电场，大小为\(E\)，方向竖直向下\(.\)一过坐标原点与\(x\)轴成\(θ=60^{\circ}\)角的无穷大的平板与竖直平面垂直\(.\)在\(y\)轴上某点有一质量为\(m\)、电量为\(+q\)的粒子以某一速度垂直电场射入电场，经过时间\(t_{1}\)时，在该平面内再另加一匀强电场\(E_{1}\)，粒子再经过时间\(t_{2}\)且\(t_{1}=t_{2}=t\)时，恰好垂直接触平板，且接触平板时速度为零\(.\)忽略粒子所受重力，求：
\((1)\)粒子射入电场时的速度大小和在\(y\)轴上的位置；
\((2)E_{1}\)的大小和与\(y\)轴之间的夹角\(α\)．

难度：中等

解析收藏试题篮
7．
示波器的核心部件是示波管，其内部抽成真空，图是它内部结构的简化原理图。它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。炽热的金属丝可以连续发射电子，电子质量为\(m\)，电荷量为\(e.\)发射出的电子由静止经电压\(U_{1}\)加速后，从金属板的小孔\(O\)射出，沿\(OO′\)进入偏转电场，经偏转电场后打在荧光屏上。偏转电场是由两个平行的相同金属极板\(M\)、\(N\)组成，已知极板的长度为\(l\)，两板间的距离为\(d\)，极板间电压为\(U_{2}\)，偏转电场极板的右端到荧光屏的距离为\(L.\)不计电子受到的重力和电子之间的相互作用。
\((1)\)求电子从小孔\(O\)穿出时的速度大小\(v_{0}\)；
\((2)\)求电子离开偏转电场时沿垂直于板面方向偏移的距离\(y\)；
\((3)\)若将极板\(M\)、\(N\)间所加的直流电压\(U_{2}\)改为交变电压\(u=U_{m}\sin \dfrac {2π}{T}t\)，电子穿过偏转电场的时间远小于交流电的周期\(T\)，且电子能全部打到荧光屏上，求电子打在荧光屏内范围的长度\(s\)。

难度：中等

解析收藏试题篮
8．
显像管是旧式电视机的主要部件，显像管的简要工作原理是阴极\(K\)发射的电子束经电场加速后，进入放置在其颈部的偏转线圈形成的偏转磁场，发生偏转后的电子轰击荧光屏，使荧光粉受激发而发光，图\((a)\)为电视机显像管结构简图。显像管的工作原理图可简化为图\((b)\)。其中加速电场方向、矩形偏转磁场区域边界\(MN\)和\(PQ\)均与\(OO′\)平行，荧光屏与\(OO′\)垂直。磁场可简化为有界的匀强磁场，\(MN=4d\)，\(MP=2d\)，方向垂直纸面向里，其右边界\(NQ\)到屏的距离为\(L.\)若阴极\(K\)逸出的电子\((\)其初速度可忽略不计\()\)，质量为\(m\)，电荷量为\(e\)，从\(O\)点进入电压为\(U\)的电场，经加速后再从\(MP\)的中点射入磁场，恰好从\(Q\)点飞出，最终打在荧光屏上。

\((1)\)求电子进入磁场时的速度；
\((2)\)求偏转磁场磁感应强度\(B\)的大小以及电子到达荧光屏时偏离中心\(O′\)点的距离；
\((3)\)为什么电视机显像管不用电场偏转？请用以下数据计算说明。
炽热的金属丝可以发射电子，设电子刚刚离开金属丝时的速度为\(0.\)在金属丝和金属板\((\)图中圆环片\()\)之间加电压\(U_{1}=2500V.\)电子在真空中加速后，从金属板的小孔穿出。之后进入两个相同的极板\(Y\)与\(Y′\)之间，极板长度\(l=6.0cm\)，相距\(d=2cm\)，极板间的电压\(U_{2}=200V\)，两板间的电场看做匀强电场。图中极板\(X\)与\(X′\)之间未加电压。从极板\(Y\)与\(Y′\)出射的电子最终打在荧光屏上\(P\)点\((\)图中未画出\()\)。如果极板\(Y\)与\(Y′\)之间不加电压，电子打在荧光屏正中心\(O\)点。那么要使\(OP\)间距\(y=15cm(\)大约是\(21\)寸彩电高度的一半\()\)，则极板\(Y\)与\(Y′\)末端到荧光屏的距离\(s\)等于多少？电子质量\(m=0.9×10^{-30}kg\)，电量\(e=1.6×10^{-19}C\)。

难度：中等

解析收藏试题篮

9．

如图甲所示，两平行金属板\(MN\)、\(PQ\)的板长和板间距离相等，板间存在如图乙所示的随时间周期性变化的电场，电场方向与两板垂直，不计重力的带电粒子沿板间中线垂直电场方向源源不断地射入电场，粒子射入电场时的初动能均为\(E_{k0}.\)已知\(t=0\)时刻射入电场的粒子刚好沿上板右边缘垂直电场方向射出电场\(.\)则\((\)　　\()\)