當(dāng)前位置： 2023年天津市南開中學(xué)高考物理模擬試卷（五）> 試題詳情

“太空粒子探測器”由加速、偏轉(zhuǎn)和收集三部分組成，其原理可簡化為如圖所示。輻射狀的加速電場區(qū)域I邊界為兩個同心平行的網(wǎng)狀金屬扇形弧面，O₁為圓心，圓心角θ為120°，外圓弧面AB與內(nèi)圓弧面CD間的電勢差為U₀，M為外圓弧的中點。在緊靠O₁右側(cè)有一圓形勻強磁場區(qū)域Ⅱ，圓心為O₂，半徑為L，磁場方向垂直于紙面向外且大小為
B
=
2
m
U
0
q
L
2
。在磁場區(qū)域下方相距L處有一足夠長的收集板PNQ。已知MO₁O₂和FNQ為兩條平行線，且與O₂N連線垂直。假設(shè)太空中漂浮著質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子，它們能均勻地吸附到AB弧面并經(jīng)電場從靜止開始加速，然后從O₁進入磁場，并最終到達PNQ板被收集，忽略一切萬有引力和粒子之間作用力。求：
（1）粒子經(jīng)電場加速后，進入磁場時的速度v的大??；
（2）粒子在磁場中運動的半徑R；
（3）粒子到達收集板沿PQ方向的寬度。

【考點】帶電粒子由磁場進入電場中的運動．

【答案】見試題解答內(nèi)容

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：76引用：2難度：0.4

相似題

1．如圖甲所示，邊長為L的正方形區(qū)域abcd位于豎直平面內(nèi)，ab邊水平。該區(qū)域內(nèi)有周期性變化的勻強電場和勻強磁場，以平行ad向下為電場的正方向，垂直紙面向里為磁場的正方向，電場強度E和磁感應(yīng)強度B隨時間變化的圖像分別如圖乙和圖丙所示，圖中E₀、B₀、T均未知。質(zhì)量為m、帶電量為+q的帶電顆粒（可視為質(zhì)點）源源不斷地從ad邊中點O以某一恒定初速度沿水平方向射入電場，若t=0時刻射入電場的顆粒，經(jīng)
T
2
時間后從c點離開電場，t=
T
2
時刻射入電場的顆粒，在電磁場中做勻速圓周運動，t=
T
8
時刻射入電場的顆粒從dc邊射出電磁場時到c點的距離為
7
32
L。顆粒重力不能忽略，不計顆粒之間的相互作用，重力加速度為g。求：

（1）顆粒射入電場時的初速度v₀大??；
（2）B₀的大小。
發(fā)布：2024/10/17 0:0:1組卷：31引用：1難度：0.3
解析
2．如圖所示，在豎直平面內(nèi)建立平面直角坐標(biāo)系xOy,第二象限內(nèi)存在沿y軸負方向的勻強電場，第三象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直于坐標(biāo)平面向里的勻強磁場。M、N兩個豎直平行金屬板之間的電壓為U，一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子（不計粒子重力）從靠近N板的S點由靜止開始做加速運動，從電場的右邊界y軸上的A點水平向左垂直于y軸射入電場，經(jīng)x軸上的C點與x軸負方向成θ=60°角進入磁場，最后從y軸上的D點垂直于y軸射出磁場，求：
（1）A、C兩點間的電勢差U_AC和粒子在磁場中運動的軌道半徑r；
（2）粒子從A點運動到C點所用時間和從C點運動到D點所用時間的比值。
發(fā)布：2024/10/19 0:0:1組卷：68引用：2難度：0.6
解析

3．“太空粒子探測器”是安裝在國際空間站上的一種探測宇宙射線的試驗設(shè)備，由加速裝置、偏轉(zhuǎn)裝置和收集裝置三部分組成。其簡化原理圖如圖所示，兩個同心扇形圓弧面PQ、MN之間存在輻射狀的加速電場，方向由內(nèi)弧面指向外弧面，圓心為O，兩弧面間的電勢差為U，右側(cè)邊長為L的正方形邊界abcd內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，其大小為B（可調(diào)節(jié)），O點為ad邊界的中點，PO、QO與ad邊界的夾角均為30°。假設(shè)太空中質(zhì)量為m、電荷量為e的帶負電粒子，均能均勻地吸附到外弧面PQ的右側(cè)面上，由靜止經(jīng)電場加速后穿過內(nèi)弧面均從O點進入磁場，不計粒子重力、粒子間的作用力及碰撞，下列說法正確的是（　?。?/h2>

A．粒子到達O點時的速率

B．若從O點垂直于ad邊界射入磁場的粒子恰能從c點離開，則

C．若沿PO方向射入磁場的粒子恰好從d點射出磁場，此時

D．若要求外弧面PQ上所有的粒子均從cd邊射出磁場，則B值的取值范圍為

（

）

＜

發(fā)布：2024/10/26 23:0:1組卷：74引用：1難度：0.7

解析

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