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當(dāng)前位置： 2023年天津市十二區(qū)重點(diǎn)學(xué)校高考物理聯(lián)考試卷> 試題詳情

如圖為一質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，兩塊相距為的平行金屬板A、B正對(duì)且水平放置，兩板間加有可調(diào)節(jié)的電壓，O₁、O₂分別為板中心處的兩個(gè)小孔，點(diǎn)O與O₁、O₂共線且連線垂直于金屬板，O與O₂的距離OO₂=R。在以O(shè)為圓心、R為半徑的圓形區(qū)域內(nèi)存在一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。圓弧CD為記錄粒子位置的膠片，圓弧上各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離以及圓弧兩端點(diǎn)C、D間的距離均為2R，C、D兩端點(diǎn)的連線垂直于A、B板。粒子從O₁處無(wú)初速地進(jìn)入到A、B間的電場(chǎng)后，通過(guò)O₂進(jìn)入磁場(chǎng)，粒子所受重力不計(jì)。
（1）當(dāng)A、B兩板間電壓為U₀時(shí)，粒子恰好打在圓弧CD的中點(diǎn)，求該粒子的比荷；
（2）一質(zhì)量為m₁的粒子從磁場(chǎng)射出后，恰好打在圓弧上的C端點(diǎn)；在相同加速電壓下，該粒子的一個(gè)同位素粒子則恰好打在圓弧上的D端點(diǎn)，求這個(gè)同位素粒子的質(zhì)量；
（3）一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從O₁處無(wú)初速地進(jìn)入電場(chǎng)，當(dāng)間所加電壓不同時(shí)，粒子從O₁直至打在圓弧CD上所經(jīng)歷的時(shí)間t會(huì)不同，求t的最小值。

【考點(diǎn)】帶電粒子由磁場(chǎng)進(jìn)入電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)；與加速電場(chǎng)相結(jié)合的質(zhì)譜儀．

【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：82引用：2難度：0.5

相似題

1．如圖所示，空間中放置一個(gè)平行板電容器MN，板長(zhǎng)和板間距均為2L₀，兩極板上電壓U_MN=2U₀，U₀＞0。極板右側(cè)是一個(gè)無(wú)窮大勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，方向垂直紙面向里。磁場(chǎng)左邊界CD緊貼極板右側(cè)，磁場(chǎng)中放著一塊與CD平行的足夠長(zhǎng)金屬板PQ，PQ與CD間距為L(zhǎng)₀，極板左側(cè)是一個(gè)加速電場(chǎng)，加速電壓為U₀。緊靠加速電場(chǎng)左邊界的是一個(gè)長(zhǎng)為2L₀的線狀粒子源，其上下端剛好和極板MN對(duì)齊。粒子源上均勻分布著X和Y兩種粒子。X粒子的質(zhì)量為m,電荷量為+q,Y粒子的質(zhì)量為4m,電荷量為+q。兩種粒子（不計(jì)初速度）經(jīng)過(guò)加速電場(chǎng)加速后能從右側(cè)的鏤空柵極水平射入兩極板間。現(xiàn)發(fā)現(xiàn)沿著上極板M進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的X粒子恰好擊中金屬板PQ上的B點(diǎn)，虛線AB是平行板電容器MN的中線。不考慮粒子間的相互作用，不計(jì)粒子的重力。求：
?
（1）X粒子在MN間運(yùn)動(dòng)時(shí)垂直極板方向上偏轉(zhuǎn)的最大位移；
（2）兩種粒子在MN間運(yùn)動(dòng)時(shí)垂直極板方向上偏轉(zhuǎn)的最大位移之比；
（3）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；
（4）金屬板PQ被兩種粒子都擊中的區(qū)域長(zhǎng)度d。
發(fā)布：2024/9/14 1:0:8組卷：26引用：2難度：0.2
解析
2．在平面直角坐標(biāo)系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，第Ⅳ象限存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.1T。一比荷
q
m
=
200
C
/
kg
的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點(diǎn)以速度v₀=10m/s垂直于y軸射入電場(chǎng)，經(jīng)x軸上的N點(diǎn)與x軸正方向成θ=60°角射入磁場(chǎng)，最后從y軸負(fù)半軸上的P點(diǎn)垂直于y軸射出磁場(chǎng)，如圖所示。不計(jì)粒子重力，求：
（1）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r。
（2）求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小。
發(fā)布：2024/9/15 2:0:9組卷：12引用：2難度：0.3
解析
3．如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy中，第Ⅰ象限存在垂直于坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度未知；第Ⅳ象限存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從y軸負(fù)半軸上的M點(diǎn)以速度v₀垂直于y軸射入電場(chǎng)，經(jīng)過(guò)x軸上的N點(diǎn)與x軸正方向成θ=60°角射入磁場(chǎng)，最后從y軸正半軸上的P點(diǎn)垂直于y軸射入第Ⅱ象限。不計(jì)粒子重力，求：
（1）M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差；
（2）第Ⅰ象限磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；
（3）粒子從N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間t。
發(fā)布：2024/9/14 4:0:8組卷：26引用：3難度：0.5
解析

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