高考物理 模拟新题精选分类解析（第12期）专题19 带电离子在复合场中的运动.doc

2013高考物理 模拟新题精选分类解析（第12期）专题19 带电离子在复合场中的运动1.（20分）（2013天津市五区调研）如图为实验室筛选带电粒子的装置示意图，竖直金属板mn之间加有电压，m板有一电子源，可不断产生速度可忽略不计的电子，电子电荷量为e，质量为m，n板有一与电子源正对的小孔o。金属板的右侧是一个半径为r的圆筒，可以围绕竖直中心轴逆时针转动，圆筒直径两端的筒壁上有两个正对的小孔o1、o2两孔所需要的时间是t=0.2s。现圆筒内部有竖直向下的磁场，磁场磁感应强度b=。圆筒匀速转动以后，凡是能进入圆筒的电子都能从圆筒中射出来。试求：（1）金属板mn上所加电压u的大小（2）圆筒转动的最小角速度（3）若要求电子从一个孔进入圆筒后必须从另一个孔射出来，圆筒转动的角速度多大？ 2. （18分）（2013江西省景德镇三模）如图所示，质量为m、带电量为q的离子沿垂直于磁场方向射入磁感应强度为b0的匀强磁场中。在垂直穿过图中标号为0的薄板后，圆运动的半径减小为原来的（k1），此薄板的厚度为d0.以后它又将连续垂直穿过标号为1、2、3、等同样材料的薄板（各板间均有与b0方向相同的匀强磁场且离子在穿过薄板时受到的阻力大小相等），并且要求每穿过一板后的速度为穿过前的，而圆运动的半径保持不变。这就需要各板厚度不同和各相邻两板间的磁场的磁感应强度不同。运动中离子电量保持不变，各薄板平面均通过圆心o，板间夹角均为,.求：（1）求;（2）第2块薄板厚度；（3）离子在第0块到第10块薄板间磁场中运动的时间 （离子穿过板的时间可忽略不计）。3（20分）（2013浙江省名校质检）如图所示，直线mn与水平线夹角为60o，其右侧有一垂直纸面向外的范围足够大的匀强磁场，磁感应强度为b；直线pq垂直mn，且pq与mq包围的空间有一匀强电场，电场方向平行于pq。有一质量为m、电荷量为+q的带电粒子在纸面内以v0的水平初速度从a点飞入磁场，粒子进入磁场t0（t0未知）时间后立即撤除磁场，之后粒子垂直mq边界从c点（图中未画出）飞入电场；随后粒子再次通过c点。粒子在以上整个过程中所用总时间恰为此带电粒子在磁场中运动一周所需的时间，粒子所受的重力不计。试求：（1）粒子在磁场中运动的时间t0；（2）匀强电场场强e的大小。4（18分）（2013年5月西北工业大学附中质检） 如图所示的平行板之间，存在着相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度b10.20 t，方向垂直纸面向里，电场强度e11.0105 v/m，pq为板间中线紧靠平行板右侧边缘xoy坐标系的第一象限内，有一边界线ao，与y轴的夹角aoy45，边界线的上方有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度b20.25 t，边界线的下方有水平向右的匀强电场，电场强度e25.0105 v/m，在x轴上固定一水平的荧光屏一束带电荷量q8.01019 c、质量m8.01026 kg的正离子从p点射入平行板间，沿中线pq做直线运动，穿出平行板后从y轴上坐标为(0,0.4 m)的q点垂直y轴射入磁场区，最后打到水平的荧光屏上的位置c.求：(1)离子在平行板间运动的速度大小；(2)离子打到荧光屏上的位置c的坐标；(3)现只改变aoy区域内磁场的磁感应强度大小，使离子都不能打到x轴上，磁感应强度大小b2应满足什么条件？5.（18分）（哈六中2013届高三第二次模拟考试）如图所示，真空中有以（r，0）为圆心，半径为 r 的圆形匀强磁场区域，磁场的磁感应强度大小为 b ，方向垂直于纸面向里，在 y = r 的虚线上方足够大的范围内，有水平向左的匀强电场，电场强度的大小为 e ，现在有一质子从o点沿与 x 轴正方向斜向下成 30o 方向（如图中所示）射入磁场，经过一段时间后由m点（图中没有标出）穿过y轴。已知质子在磁场中做匀速圆周运动的半径为 r ，质子的电荷量为 e ，质量为 m ，不计重力 、阻力。求：（1）质子运动的初速度大小. （2）m点的坐标. （3）质子由o点运动到m点所用时间.6（18分）（2013广州市三模）如图所示，两平行金属板e、f之间电压为u，两足够长的平行边界mn、pq区域内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为b.一质量为m、带电量为+q的粒子（不计重力），由e板中央处静止释放，经f板上的小孔射出后，垂直进入磁场，且进入磁场时与边界mn成60角，最终粒子从边界mn离开磁场.求：（1）粒子在磁场中做圆周运动的半径r；（2）两边界mn、pq的最小距离d；（3）粒子在磁场中运动的时间t.7（18分）（2013年5月山西省四校联考）如图所示，匀强磁场分布在0x2l且以直线pq为下边界的区域内，opq=30o。y0的区域内存在着沿y轴正向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计粒子重力）从电场中一点m（-l，-）以初速度v0沿x轴正方向射出后，恰好经过坐标原点o进入第i象限，最后刚好不能从磁场的右边界飞出。求：（1）匀强电场的电场强度的大小e；（2）匀强磁场的磁感应强度的大小b；（3）粒子从m点出发到离开磁场过程中所用的时间。8.（18分）（2013山东省德州市考前训练题3）如图，在xoy平面内第二象限区域内有垂直纸面向内的匀强磁场b，其大小为0.2t，在a（-6cm，0）点有一粒子发射源，向x轴上方180范围内发射v=2.0107m/s的负粒子，粒子的比荷为2.0109c/kg，不计粒子重力，求：（1）粒子在磁场中做圆周运动的半径（2）粒子在磁场中运动的最长时间是多少？（3）若在范围内加一与y轴平行向下的匀强电场，从y轴最上方飞出的粒子经过电场后恰好沿x轴正向从右边界飞出，试求出射点的坐标9（18分）（2013山东省德州市考前训练题1）如图所示，真空中直角坐标系xoy，在第一象限内有垂直纸面向外的匀强磁场，在第四象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小均为b，在第二象限内有沿x轴正向的匀强电场，第三象限内有一对平行金属板m、n，两板间距为d。所加电压为u，两板间有垂直纸面向里、磁感应强度为b0的匀强磁场。一个正离子沿平行于金属板的轴