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高中物理试卷库
2020--2022年三年全国高考物理真题汇编:带电粒子在电场中运动
作者UID:19136649
日期: 2024-11-21
二轮复习
单选题
如图所示,带等量异种电荷的两正对平行金属板M、N间存在匀强电场,板长为L(不考虑边界效应)。t=0时刻,M板中点处的粒子源发射两个速度大小为v
0
的相同粒子,垂直M板向右的粒子,到达N板时速度大小为
;平行M板向下的粒子,刚好从N板下端射出。不计重力和粒子间的相互作用,则( )
A、 M板电势高于N板电势
B、 两个粒子的电势能都增加
C、 粒子在两板间的加速度为
D、 粒子从N板下端射出的时间
空间存在着匀强磁场和匀强电场,磁场的方向垂直于纸面(
平面)向里,电场的方向沿y轴正方向。一带正电的粒子在电场和磁场的作用下,从坐标原点O由静止开始运动。下列四幅图中,可能正确描述该粒子运动轨迹的是( )
A、
B、
C、
D、
CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称,CT扫描机可用于对多种病情的探测。图(a)是某种CT机主要部分的剖面图,其中X射线产生部分的示意图如图(b)所示。图(b)中M、N之间有一电子束的加速电场,虚线框内有匀强偏转磁场;经调节后电子束从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进,打到靶上,产生X射线(如图中带箭头的虚线所示);将电子束打到靶上的点记为P点。则( )
A、 M处的电势高于N处的电势
B、 增大M、N之间的加速电压可使P点左移
C、 偏转磁场的方向垂直于纸面向外
D、 增大偏转磁场磁感应强度的大小可使P点左移
如图所示,一质量为m、电荷量为
(
)的粒子以速度
从
连线上的P点水平向右射入大小为E、方向竖直向下的匀强电场中。已知
与水平方向成45°角,粒子的重力可以忽略,则粒子到达
连线上的某点时( )
A、 所用时间为
B、 速度大小为
C、 与P点的距离为
D、 速度方向与竖直方向的夹角为30°
多选题
如图所示,一带电粒子以初速度v
0
沿x轴正方向从坐标原点О 射入,并经过点P(a >0, b>0)。若上述过程仅由方向平行于y轴的匀强电场实现,粒子从О到Р运动的时间为t
1
, 到达Р点的动能为E
k1
。若上述过程仅由方向垂直于纸面的匀强磁场实现,粒子从O到Р运动的时间为t
2
, 到达Р点的动能为E
k2
。下列关系式正确的是·( )
如图为某一径向电场示意图,电场强度大小可表示为
, a为常量。比荷相同的两粒子在半径r不同的圆轨道运动。不考虑粒子间的相互作用及重力,则( )
地面上方某区域存在方向水平向右的匀强电场,将一带正电荷的小球自电场中Р点水平向左射出。小球所受的重力和电场力的大小相等,重力势能和电势能的零点均取在Р点。则射出后,( )
四个带电粒子的电荷量和质量分别
、
、
、
它们先后以相同的速度从坐标原点沿x轴正方向射入一匀强电场中,电场方向与y轴平行,不计重力,下列描绘这四个粒子运动轨迹的图像中,可能正确的是( )
综合题
如图所示,光滑水平面
和竖直面内的光滑
圆弧导轨在B点平滑连接,导轨半径为R。质量为m的带正电小球将轻质弹簧压缩至A点后由静止释放,脱离弹簧后经过B点时的速度大小为
,之后沿轨道
运动。以O为坐标原点建立直角坐标系
,在
区域有方向与x轴夹角为
的匀强电场,进入电场后小球受到的电场力大小为
。小球在运动过程中电荷量保持不变,重力加速度为g。求:
如图,长度均为l的两块挡板竖直相对放置,间距也为l,两挡板上边缘P和M处于同一水平线上,在该水平线的上方区域有方向竖直向下的匀强电场,电场强度大小为E;两挡板间有垂直纸面向外、磁感应强度大小可调节的匀强磁场。一质量为m,电荷量为q(q>0)的粒子自电场中某处以大小为v
0
的速度水平向右发射,恰好从P点处射入磁场,从两挡板下边缘Q和N之间射出磁场,运动过程中粒子未与挡板碰撞。已知粒子射入磁场时的速度方向与PQ的夹角为60°,不计重力。
如图,一对长平行栅极板水平放置,极板外存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场,极板与可调电源相连,正极板上O点处的粒子源垂直极板向上发射速度为
、带正电的粒子束,单个粒子的质量为m、电荷量为q,一足够长的挡板
与正极板成
倾斜放置,用于吸收打在其上的粒于,C、P是负极板上的两点,C点位于O点的正上方,P点处放置一粒子靶(忽略靶的大小),用于接收从上方打入的粒子,
长度为
,忽略栅极的电场边缘效应、粒子间的相互作用及粒子所受重力
。
某离子实验装置的基本原理如图甲所示。Ⅰ区宽度为
d
, 左边界与
x
轴垂直交于坐标原点
O
, 其内充满垂直于
平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为
;Ⅱ区宽度为
L
, 左边界与
x
轴垂直交于
点,右边界与
x
轴垂直交于
点,其内充满沿
y
轴负方向的匀强电场。测试板垂直
x
轴置于Ⅱ区右边界,其中心
C
与
点重合。从离子源不断飘出电荷量为
q
、质量为
m
的正离子,加速后沿
x
轴正方向过
O
点,依次经Ⅰ区、Ⅱ区,恰好到达测试板中心
C
。已知离子刚进入Ⅱ区时速度方向与
x
轴正方向的夹角为
。忽略离子间的相互作用,不计重力。
多反射飞行时间质谱仪是一种测量离子质量的新型实验仪器,其基本原理如图所示,从离子源A处飘出的离子初速度不计,经电压为U的匀强电场加速后射入质量分析器。质量分析器由两个反射区和长为l的漂移管(无场区域)构成,开始时反射区1、2均未加电场,当离子第一次进入漂移管时,两反射区开始加上电场强度大小相等、方向相反的匀强电场,其电场强度足够大,使得进入反射区的离子能够反射回漂移管。离子在质量分析器中经多次往复即将进入反射区2时,撤去反射区的电场,离子打在荧光屏B上被探测到,可测得离子从A到B的总飞行时间。设实验所用离子的电荷量均为q,不计离子重力。
某型号质谱仪的工作原理如图甲所示。M、N为竖直放置的两金属板,两板间电压为U,Q板为记录板,分界面P将N、Q间区域分为宽度均为d的I、Ⅱ两部分,M、N、P、Q所在平面相互平行,a、b为M、N上两正对的小孔。以a、b所在直线为z轴, 向右为正方向,取z轴与Q板的交点O为坐标原点,以平行于Q板水平向里为x轴正方向,竖直向上为y轴正方向,建立空间直角坐标系Oxyz。区域I、Ⅱ内分别充满沿x轴正方向的匀强磁场和匀强电场,磁感应强度大小、电场强度大小分别为B和E。一质量为m,电荷量为+q的粒子,从a孔飘入电场(初速度视为零),经b孔进入磁场,过P面上的c点(图中未画出)进入电场,最终打到记录板Q上。不计粒子重力。
如图甲所示,真空中有一长直细金属导线
,与导线同轴放置一半径为
的金属圆柱面。假设导线沿径向均匀射出速率相同的电子,已知电子质量为
,电荷量为
。不考虑出射电子间的相互作用。
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