知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．
如图甲所示，建立\(Oxy\)坐标系，两平行极板\(P\)、\(Q\)垂直于\(y\)轴且关于\(x\)轴对称，极板长度和板间距均为\(l\)，第一、四象限有磁场，方向垂直于\(Oxy\)平面向外。位于极板左侧的粒子源沿\(x\)轴向右接连发射质量为\(m\)、电荷量为\(+q\)、速度相同、重力不计的带电粒子，在\(0～3t_{0}\)时间内两板间加上如图乙所示的电压\((\)不考虑极板边缘的影响\()\)。已知\(t=0\)时刻进入两板间的带电粒子恰好在\(t_{0}\)时刻经极板边缘射入磁场，上述\(m\)、\(q\)、\(l\)、\(t_{0}\)、\(B\)为已知量。\((\)不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况\()\)

\((1)\)求电压\(U_{0}\)的大小；
\((2)\)求\(\dfrac{1}{2}t_{0}\)时刻进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径；

\((3)\)若\(0～3t_{0}\)时间内射入两板间的带电粒子都不能从磁场右边界射出，求磁场的最大宽度。

难度：难

解析收藏试题篮
2．
\(1897\)年，汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，它的本质是带负电的粒子流并求出了这种粒子的比荷，图为汤姆孙测电子比荷的装置示意图。在真空玻璃管内，阴极\(K\)发出的电子经阳极\(A\)与阴极\(K\)之间的高电压加速后，形成细细的一束电子流，沿图示方向进入两极板\(C\)、\(D\)间的区域。若两极板\(C\)、\(D\)间无电压，电子将打在荧光屏上的\(O\)点，若在两极板间施加电压\(U\)，则离开极板区域的电子将打在荧光屏上的\(P\)点；若再在极板间施加磁感应强度大小为\(B\)的匀强磁场，则电子在荧光屏上产生的光点又回到\(O\)点，已知极板的长度\(L=5.00cm\)，\(C\)、\(D\)间的距离\(d=1.50cm\)，极板的右端到荧光屏的距离\(D=10.00cm\)，\(U=200V\)，\(B=6.3×10^{-4}T\)，\(P\)点到\(O\)点的距离\(Y=3.0cm.\)求
\((1)\)判断所加磁场的方向；
\((2)\)电子经加速后射入极板\(C\)、\(D\)的速度\(v\)；
\((3)\)电子的比荷\( \dfrac {e}{m_{e}}(\)结果保留三位有效数字\()\)。

难度：难

解析收藏试题篮
3．如图所示，竖直平面内的空间中，有沿水平方向、垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在磁场中建立竖直的平面直角坐标系xOy，在x＜0的区域内有沿x轴负向的匀强电场，电场强度大小为E，在x＞0的区域内也存在匀强电场（图中未画出）．一个带正电的小球（可视为质点）从x轴上的N点竖直向下做匀速圆周运动至P点后进入x＜0的区域，沿着与水平方向成α=30°角斜向上做直线运动，通过x轴上的M点，求：（重力加速度为g，不计空气阻力）
（1）小球运动速度的大小．
（2）在x＞0的区域内所加的电场强度的大小．
（3）小球从N点运动到M点所用的时间．

难度：难

解析收藏试题篮
4．
如图所示，真空中区域\(I\)和区域Ⅱ内存在着与纸面垂直的方向相反的匀强磁场，磁感应强度大小均为\(B.\)在区域\(II\)的上边界线上的\(N\)点固定一负的点电荷，并采取措施使之只对区域\(II\)以上空间产生影响\(.\)一带正电的粒子质量为\(m\)，电荷量为\(q\)，自区域\(I\)下边界线上的\(O\)点以速度\(v_{0}\)垂直于磁场边界及磁场方向射入磁场，经过一段时间粒子通过区域Ⅱ边界上的\(O{{'}}\)点，最终又从区域\(I\)下边界上的\(P\)点射出\(.\)图中\(N\)、\(P\)两点均未画出，但已知\(N\)点在\(O′\)点的右方，且\(N\)点与\(O′\)点相距\(L.\)区域\(I\)和Ⅱ的宽度为\(d= \dfrac {mv_{0}}{2qB}\)，两区域的长度足够大\(.N\)点的负电荷所带电荷量的绝对值为\(Q= \dfrac {Lm v_{ 0 }^{ 2 }}{kq}(\)其中\(k\)为静电力常量\().\)不计粒子的重力，求：
\((1)\)粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径；
\((2)\)粒子在\(O\)与\(O′\)之间运动轨迹的长度和位移的大小；
\((3)\)粒子从\(O\)点到\(P\)点所用的时间及\(O\)、\(P\)两点间的距离．

难度：难

解析收藏试题篮
5．
如图所示，为一磁约束装置的原理图，同心圆圆心\(O\)与\(xOy\)平面坐标系原点重合，半径为\(R_{0}\)的圆形区域Ⅰ内有方向垂直于\(xOy\)平面向里的匀强磁场，一束质量为\(m\)，电荷量为\(q\)，动能为\(E_{0}\)的带正电粒子从坐标为\((0\)、\(R_{0})\)的\(A\)点沿\(y\)负方向射入磁场区域Ⅰ，粒子全部经过坐标为\((0\)、\(R_{0})\)的\(P\)点，方向沿\(x\)轴正方向\(.\)当在环形区域Ⅱ加上方向垂直于\(xoy\)平面向外的另一匀强磁场时，上述粒子仍从\(A\)点沿\(y\)轴负方向射入区域Ⅰ，所有粒子恰好能够约束在环形区域内，且经过环形区域Ⅱ的磁场偏转后第一次沿半径方向从区域Ⅱ射入区域Ⅰ时经过内圆周上的\(M\)点\((M\)点未画出\()\)，不计重力和粒子间的相互作用．
\((1)\)区域Ⅰ中磁感应强度\(B_{1}\)的大小；
\((2)\)若环形区域Ⅱ中磁场强度\(B_{2}= \sqrt {3}B_{1}\)，求\(M\)点坐标及环形外圆半径\(R\)；
\((3)\)求粒子从\(A\)点沿\(y\)轴负方向射入圆形区域Ⅰ至再次以相同速度经过\(A\)点的过程所通过的总路程．

难度：难

解析收藏试题篮
6．（2016•常德模拟）如图所示，直角坐标系xoy位于竖直平面内，在‑
3
m≤x≤0的区域内有磁感应强度大小B=4.0×10^-4T、方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场，其左边界与x轴交于P点；在x＞0的区域内有电场强度大小E=4N/C、方向沿y轴正方向的条形匀强电场，其宽度d=2m．一质量m=6.4×10^-27kg、电荷量q=-3.2×10^‑19C的带电粒子从P点以速度v=4×10⁴m/s，沿与x轴正方向成α=60°角射入磁场，经电场偏转最终通过x轴上的Q点（图中未标出），不计粒子重力．求：
（1）带电粒子在磁场中运动时间；
（2）当电场左边界与y轴重合时Q点的横坐标；
（3）若只改变上述电场强度的大小，要求带电粒子仍能通过Q点，讨论此电场左边界的横坐标x′与电场强度的大小E′的函数关系．

难度：难

解析收藏试题篮
7．如图甲所示，在y≥0的区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示；与x轴平行的虚线MN下方有沿+y方向的匀强电场，电场强度E=
8
π
×10³N/C．在y轴上放置一足够大的挡板．t=0时刻，一个带正电粒子从P点以v=2×10⁴m/s的速度沿+x方向射入磁场．已知电场边界MN到x轴的距离为
π-2
10
m，P点到坐标原点O的距离为1.1m，粒子的比荷
q
m
=10⁶C/kg，不计粒子的重力．求粒子：
（1）在磁场中运动时距x轴的最大距离；
（2）连续两次通过电场边界MN所需的时间；
（3）最终打在挡板上的位置到坐标原点O的距离．

难度：难

解析收藏试题篮
8．如图所示，有一对平行金属板，板间加有恒定电压；两板间有匀强磁场，磁感应强度大小为B₀，方向垂直于纸面向里．金属板右下方以MN、PQ为上下边界，MP为左边界的区域内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁场宽度为d，MN与下极板等高，MP与金属板右端在同一竖直线．一电荷量为q、质量为m的正离子，以初速度v₀沿平行于金属板面、垂直于板间磁场的方向从A点射入金属板间，不计离子的重力．
（1）已知离子恰好做匀速直线运动，求金属板间电场强度的大小和方向；
（2）若撤去板间磁场B₀，已知离子恰好从下极板的右侧边缘射出电场，方向与水平方向成30°角，求A点离下极板的高度；
（3）在（2）的情形中，为了使离子进入磁场运动后从边界MP的P点射出，磁场的磁感应强度B应为多大？

难度：难

解析收藏试题篮
9．如图所示，圆心在原点、半径为R的圆将xOy平面分为两个区域，在圆内区域Ⅰ（r≤R）和圆外区域Ⅱ（r＞R）分别存在两个匀强磁场，方向均垂直于xOy平面．垂直于xOy平面放置两块平面荧光屏，其中荧光屏甲平行于x轴放置在
y=-2.2R的位置，荧光屏乙平行于y轴放置在x=3.5R的位置．现有一束质量为m、电荷量为q（q＞0）、动能为E₀的粒子从坐标为（-R，0）的A点沿x轴正方向射入区域Ⅰ，最终打在荧光屏甲上，出现亮点N的坐标为（0.4R，-2.2R）．若撤去圆外磁场，粒子也打在荧光屏甲上，出现亮点M的坐标为（0，-2.2R），此时，若将荧光屏甲沿y轴负方向平移，发现亮点的x轴坐标始终保持不变．不计粒子重力影响．
（1）求在区域Ⅰ和Ⅱ中粒子运动速度v₁、v₂的大小；
（2）求在区域Ⅰ和Ⅱ中磁感应强度B₁、B₂的大小和方向；
（3）若上述两个磁场保持不变，荧光屏仍在初始位置，但从A点沿x轴正方向射入区域Ⅰ的粒子束改为质量为m、电荷量为-q、动能为3E₀的粒子，求荧光屏上出现亮点的坐标．

难度：难

解析收藏试题篮
10．如图所示，矩形区域I和II内分别存在方向垂直于纸面向外和向里的匀强磁场（AA′、BB′、CC′、DD′为磁场边界，四者相互平行），磁感应强度大小均为B，矩形区域的长度足够长，两磁场宽度及BB′与CC′之间的距离均相同．某种带正电的粒子从AA′上O₁处以大小不同的速度沿与O₁A成α=30°角进入磁场（如图所示，不计粒子所受重力），当粒子的速度小于某一值时，粒子在区域I内的运动时间均为t₀．当速度为v₀时，粒子在区域I内的运动时间为
t0
5
．求：
（1）粒子的比荷
q
m
；
（2）磁场区域I和II的宽度d；
（3）速度为v₀的粒子从O_l到DD′所用的时间．

难度：难

解析收藏试题篮

0/40

进入组卷