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（18分）如图所示，离子源A.产生的初速度为零、带电荷量均为e、质量不同的正离子被电压为U.0的加速度电场加速后匀速通过准直管，垂直射入匀强偏转电场，偏转后通过极板HM上的小孔S.离开电场，经过一段匀...
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高中物理《山东省实验中学2010-2011学年第一学期高三期末考试物理试题》真题及答案
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如图所示初速度为零所带电量为q的离子经过电压为U的电场加速后进入磁感强度为B的匀强磁场中沿半圆周运动
如图所示在一矩形区域内不加磁场时不计重力的带电粒子以某初速度垂直左边界射入穿过此区域的时间为t.若加
带电粒子的比荷
带电粒子的质量
带电粒子的初速度
带电粒子在磁场中运动的半径
如图所示在固定的等量异种电荷的连线上靠近负电荷的b点处释放一初速度为零的带负电的质点重力不计在质点向
带电质点的动能越来越大
带电质点的电势能越来越大
带电质点的加速度越来越大
带电质点通过各点处的电势越来越高
如图所示两个宽度为d的有界磁场区域磁感应强度都为B.方向如图18所示不考虑左右磁场相互影响且有理想边
如图所示离子源A.产生的初速度为零带电荷量均为e质量不同的正离子被电压为U0的加速电场加速后匀速通过
如图所示相距为d的两平行金属板A.B上加电压UA板电势高在A板上放一离子源S它不断向右侧空间放出质量
如图所示一质量为m电荷量为q的带负电的粒子从A.点射入宽度为d磁感应强度为B.的匀强磁场MNPQ为该
如图所示质量为m带电量为q的带电粒子从离子源以很小的速度进入电势差为U.的电场中加速后垂直进入磁场强
如图所示在一矩形区域内不加磁场时不计重力的带电粒子以某一初速度垂直左边界射入穿过此区域的时间为t.若
带电粒子的比荷
带电粒子在磁场中运动的周期
带电粒子的初速度
带电粒子在磁场中运动的半径
如图所示离子源发射出带电荷量为e的正离子初速度可忽略在加速电压U的作用下沿MO方向进入匀强磁场中磁场
如图所示质量为m电荷量为q的带电粒子以初速度v0垂直射入场强为E.方向竖直向下的匀强电场中该粒子在电
如图所示为圆柱形区域的横截面在没有磁场的情况下带电粒子不计重力以某一初速度沿截面直径方向入射穿过此区
带电粒子的比荷
带电粒子在磁场中运动的周期
带电粒子在磁场中运动的半径
带电粒子的初速度
如图所示是质谱仪示意图图中离子源S.产生电荷量为q的离子经电压为U.的电场加速后由A.点垂直射人磁感
如图所示在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方h高度的P.点固定一电荷量为＋Q.的点电荷一质量为m带电荷
质谱仪的装置如图所示假设从离子源S出来的离子质量为m电量为q初速度为零被电压为U的电场加速后进入磁感
如图所示在匀强电场中将一电荷量为＋q质量为m的小球以初速度v0竖直向上抛出在带电小球由抛出到上升至最
小球的动能增加
小球的电势能增加
所用的时间为v
0
/g
到达最高点时，速度为零，加速度大于g
如图所示为圆柱形区域的横截面内有垂直纸面的匀强磁场磁感应强度为B.一带电粒子不计重力以某一初速度沿截
带电粒子的荷质比
带电粒子的初速度
带电粒子在磁场中运动的周期
带电粒子在磁场中运动的半径
如图所示离子源A.产生的初速度为零带电荷量均为e质量不同的正离子被电压为U.0的加速度电场加速后匀速
如图所示在固定的等量异种电荷的连线上靠近负电荷的b点处释放一初速度为零的带负电的质点重力不计在质点向
带电质点的动能越来越大
带电质点的电势能越来越小
带电质点的加速度越来越大
带电质点通过各点处的电势越来越高
质谱仪是测定带电粒子质量的一种工具从离子源S产生质量为m带电量为q的正离子其初速度可视为零离子经电压
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14分如图所示MNPQ是平行金属板板长为L.两板间距离为PQ板带正电MN板带负电在PQ板的上方有垂直纸面向里的匀强磁场.一个电荷量为q质量为m的带负电粒子以速度v从MN板边缘沿平行于板的方向射入两板间结果粒子恰好从PQ板左边缘飞进磁场然后又恰好从PQ板的右边缘飞进电场.不计粒子重力.求1两金属板间所加电场的场强大小2匀强磁场的磁感应强度B.的大小.
17分如图甲所示一质量为m电荷量为q的正离子在D.处沿图示方向以一定的速度射入磁感应强度为B.的匀强磁场中此磁场方向垂直纸面向里.结果离子正好从距A.点为d的小孔C.沿垂直于电场方向进入匀强电场此电场方向与AC平行且向上最后离子打在G.处而G.处到A.点的距离为2d直线DAG与电场方向垂直.不计离子重力离子运动轨迹在纸面内.求1正离子从D.处运动到G.处所需时间.2正离子到达G.处时的动能.
如图在一个粗糙绝缘水平面上放置有两个带异种电荷的小物块
如图所示在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场磁场足够大一对正负电子分别以相同速度沿与x轴成30°角的方向从原点垂直磁场射入则负电子与正电子在磁场中运动时间之比为不计正负电子间的相互作用力
为了测量某化肥厂的污水排放量技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计该装置由绝缘材料制成长宽高分别为abc左右两端开口在垂直于上下表面方向加磁感应强度为B.的匀强磁场在前后两个内侧面固定有金属板作为电极污水充满管口从左向右流经该装置时电压表将显示两个电极间的电压U..若用Q.表示污水流量单位时间内排出的污水体积下列说法正确的是
18分一质量M.=0.8kg的中空的粗细均匀的足够长的绝缘细管其内表面粗糙外表面光滑有一质量为m=0.2kg电荷量为q=0.1C.的带正电滑块以水平向右的速度进入管内如图甲所示细管置于光滑的水平地面上细管的空间能让滑块顺利地滑进去示意图如图乙所示运动过程中滑块的电荷量保持不变空间中存在垂直纸面向里的水平匀强磁场磁感应强度为B.=1.0T.取水平向右为正方向g=10m/s21滑块以v0=10m/s的初速度进入细管内则系统最终产生的内能为多少?2滑块最终的稳定速度vt取决于滑块进入细管时的初速度v0①请讨论当v0的取值范围在0至60m/s的情况下滑块和细管分别作什么运动并求出vt和v0的函数关系②以滑块的初速度v0横坐标滑块最终稳定时的速度vt为纵坐标在丙图中画出滑块的vt—v0图像只需作出v0的取值范围在0至60m/s的图像
20分仅平行班同学做右图中左边有一对平行金属板两板相距为d.电压为V.两板之间有匀强磁场磁感应强度大小为方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里图中右边有一半径为R.圆心为O.的圆形区域内也存在匀强磁场磁感应强度大小为B.方向垂直于纸面朝里一电荷量为q的正离子沿平行于全属板面垂直于磁场的方向射入平行金属板之间沿同一方向射出平行金属板之间的区域并沿直径EF方向射入磁场区域最后从圆形区城边界上的G.点射出.已知弧所对应的圆心角为不计重力.求1离子速度的大小2离子的质量.
20分电子扩束装置由电子加速器偏转电场和偏转磁场组成.偏转电场由加了电压的相距为d的两块水平平行放置的导体板形成匀强磁场的左边界与偏转电场的右边界相距为s如图甲所示.大量电子其重力不计由静止开始经加速电场加速后连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入偏转电场.当两板不带电时这些电子通过两板之间的时间为2t0当在两板间加如图乙所示的周期为2t0幅值恒为U.0的电压时所有电子均从两板间通过进入水平宽度为l竖直宽度足够大的匀强磁场中最后通过匀强磁场打在竖直放置的荧光屏上.问1电子在刚穿出两板之间时的最大侧向位移与最小侧向位移之比为多少2要使侧向位移最大的电子能垂直打在荧光屏上匀强磁场的磁感应强度为多少3在满足第2问的情况下打在荧光屏上的电子束的宽度为多少已知电子的质量为m电荷量为e
14分某科研小组的隐形技术可等效为下面的模型如图所示在y>0的区域内有一束平行的α粒子流质量设为M.电荷量设为q它们的速度均为v沿x轴正向运动在0≤x＜d的区间有磁感应强度为B.的匀强磁场方向垂直纸面向里在d≤x＜3d的区间有磁感应强度为B.的匀强磁场方向垂直纸面向外在3d≤x＜4d的区间有磁感应强度为B.的匀强磁场方向垂直纸面向里要求α粒子流经过这些区域后仍能沿原直线运动这样使第一象限某些区域α粒子不能到达达到屏蔽α粒子的作用效果则1定性画出一个α粒子的运动轨迹2求对α粒子起屏蔽作用区间的最大面积3若vM.qB.已知则d应满足什么条件
18分如图粗糙的水平面AB上的空间中存在场强分别为E.1的匀强电场及匀强磁场B.一带正电小球质量为m所带电荷量为q刚开始静止在A.点在电场力的作用下开始向右运动到达B.点时进入一埋入地下的半径为R.的半圆形软管且在转角B.处无机械能损失若小球到达B.点时恰好对水平面的作用力为试求小球到达B.点时的速度大小是多少若A.B间距离为Ｓ则小球从A运动到B克服摩擦力做多少功在软管的最低点E.软管对小球的作用力是多大在CD平面上距离C.点L.处有一长为2L的沙坑要使小球落在CD平面上的沙坑外试求CD上空的匀强电场E.2的取值范围
15分如图所示电源电动势E.0=15V内阻r0=1Ω电阻R.1=30ΩR.2=60Ω间距d=0.2m的两平行金属板水平放置板间分布有垂直于纸面向里磁感应强度B.=1T的匀强磁场闭合开关S.板间电场视为匀强电场将一带正电的小球以初速度v=0.1m/s沿两板间中线水平射入板间设滑动变阻器接入电路的阻值为Rx忽略空气对小球的作用取g=10m/s2若小球进入板间做匀速度圆周运动并与板相碰碰时速度与初速度的夹角为60º则Rx是多少
如图所示在0≤x≤ao≤y≤范围内有垂直xy平面向外的匀强磁场磁感应强度大小为B.坐标原点0处有一个粒子源在某时刻发射大量质量为m电荷量为q的带正电粒子它们的速度大小相同速度方向均在xy平面内与y轴正方向的夹角分布在0～范围内己知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于a／2到a之间从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做圆周运动周期的四分之一求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的1速度的大小2速度方向与y轴正方向夹角的正弦
14分如图20所示相距为R.的两块平行金属板M.N.正对着放置s1s2分别为M.N.板上的小孔s1s2O.三点共线它们的连线垂直M.N.且s2O.=R.以O.为圆心R.为半径的圆形区域内存在磁感应强度为B.方向垂直纸面向外的匀强磁场D.为收集板板上各点到O.点的距离以及板两端点的距离都为2R.板两端点的连线垂直M.N.板质量为m带电量为+q的粒子经s1进入M.N.间的电场后通过s2进入磁场粒子在s1处的速度和粒子所受的重力均不计1当M.N.间的电压为U.时求粒子进入磁场时速度的大小υ2若粒子恰好打在收集板D.的中点上求M.N.间的电压值U.03当M.N.间的电压不同时粒子从s1到打在D.上经历的时间t会不同求t的最小值
如图所示空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里匀强磁场电场和磁场相互垂直在电磁场区域中有一个竖直放置的光滑绝缘圆环环上套有一个带正电的小球O点为圆环的圆心abc为圆环上的三个点a点为最高点c点为最低点Ob沿水平方向已知小球所受电场力与重力大小相等现将小球从环的顶端点由静止释放下列说法正确的是
如图所示一个带正电的滑环套在水平且足够长的粗糙的绝缘杆上整个装置处于方向如图所示的匀强磁场中现给滑环一个水平向右的瞬时作用力使其开始运动则滑环在杆上的运动情况可能的是
如图所示在场强大小E.=×108N/C水平匀强电场中有一倾角a=30°的固定光滑绝缘斜面斜面高H.=0.5m现让一质量m=1kg带电荷量Q.=＋2×10-8C的小物块从斜面顶端由静止释放沿斜面下滑已知重力加速度g=10m/s2求物块滑到斜面底端的速度大小
美国物理学家劳伦斯于1932年发明的回旋加速器应用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点能使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量使人类在获得较高能量带电粒子方面前进了一步下图为一种改进后的回旋加速器示意图其中盒缝间的加速电场场强大小恒定且被限制在板间如图所示带电粒子从处以速度沿电场线方向射入加速电场经加速后再进入型盒中的匀强磁场做匀速圆周运动对于这种改进后的回旋加速器下列说法正确的是
18分如图所示离子源产生的初速度为零带电量均为质量不同的正离子被电压为的加速电场加速后匀速通过准直管在到两极板等距离处垂直射入平行板间的匀强偏转电场平行板间的电压为.偏转后通过极板上的小孔离开电场.经过一段匀速直线运动垂直于边界进入磁感强度大小为方向垂直于纸面向外的匀强磁场已知.忽略粒子所受重力1试求质量为的正离子在磁场中做圆周运动的半径2若质量为的正离子恰好垂直打在的中点处试求能打在边上的正离子的质量范围.
等离子气流由左方连续以v0射入Pl和P2两板间的匀强磁场中ab直导线与PlP2相连接线圈
如图所示空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场电场的方向竖直向下磁场方向水平图中垂直纸面向里一带电油滴P.恰好处于静止状态则下列说法正确的是
20分如图左侧为两块长为L.=10cm间距cm的平行金属板加上V.的电压上板电势高现从左端沿中心轴线方向入射一个重力不计的带电微粒微粒质量m=10-10kg带电量q=+10-4C初速度v0=105m/s中间用虚线框表示的正三角形内存在垂直纸面向里的匀强磁场B.1三角形的上顶点A.与上金属板平齐AB边的中点P.1恰好在下金属板的右端点三角形区域的右侧也存在垂直纸面向里范围足够大的匀强磁场B.2且B.2=4B.1求1带电微粒从电场中射出时的速度大小和方向2带电微粒进入中间三角形区域后要垂直打在AC边上则该区域的磁感应强度B.1是多少3确定微粒最后射出磁场区域时的位置
如图所示用三条细线悬挂的金属圆环金属环粗细均匀单位长度的质量为2.5g三条细线呈对称分布稳定时金属环面水平在金属环正下方放有一个圆柱形磁铁磁铁的中轴线OO′垂直于金属环面且通过其圆心O.测得金属环所在处磁感应强度大小为0.5T与竖直方向成30°角现在要使金属环各部分所受安培力的合力竖直向上且恰好等于其自身的重力则在金属环中通过的电流大小至少为取g=10m/s2
20分真空中存在空间范围足够大的水平向右的匀强电场在电场中若将一个质量为m带正电的小球由静止释放后小球的运动速度与竖直方向夹角为37°取现将该小球从该电场中某点以初速度竖直向上抛出求抛出之后小球的运动过程中1小球受到的电场力的大小及方向2小球从抛出点至最高点的电势能变化量3小球的最小动量的大小及方向
20分如图所示在平面坐标系xoy内第ⅡⅢ象限内存在沿y轴正方向的匀强电场第ⅠⅣ象限内存在半径为L.的圆形边界匀强磁场磁场圆心在M.L.0点磁场方向垂直于坐标平面向外.一带正电的粒子不计重力从Q.-2L.-L.点以速度υ0沿x轴正方向射出恰好从坐标原点O.进入磁场从P.2L.0点射出磁场求1电场强度与磁感应强度的大小之比2粒子在磁场与电场中运动时间之比
14分如图所示在地面附近有一个范围足够大的相互正交的匀强电场和匀强磁场匀强磁场的磁感应强度为B.方向水平并垂直纸面向外一质量为m带电量为的带电微粒在此区域恰好做速度大小为的匀速圆周运动重力加速度为1求此区域内电场强度的大小和方向2若某时刻微粒运动到场中距地面高度为H.的P.点速度与水平方向成的角如图所示则该微粒至少需要经过多长时间运动到距地面最高点?最高点距地面多高?3在2问中微粒运动到P.点时突然撤去磁场同时电场强度大小不变方向变为水平向右则该微粒运动过程中距地面的最大高度是多少?
如图3-5所示在真空中匀强电场E.的方向竖直向下水平匀强磁场B.垂直纸面向里三个液滴abc带有等量同种电荷已知a静止油滴b水平向右匀速运动油滴c水平向左匀速运动三者质量mamb和mc相比较
12分如图所示直角坐标系xOy位于竖直平面内在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场磁场的磁感应强度为B.方向垂直xOy平面向里电场线平行于y轴.一质量为m电荷量为q的带正电的小球从y轴上的A.点水平向右抛出经x轴上的M.点进入电场和磁场恰能做匀速圆周运动从x轴上的N.点第一次离开电场和磁场MN之间的距离为L.小球过M.点时的速度方向与x轴正方向夹角为θ.不计空气阻力重力加速度为g求1电场强度E.的大小和方向2小球从A.点抛出时初速度v0的大小3A.点到x轴的高度h.
如图带正电的金属圆环竖直放置绕过圆心的中心轴匀速转动从右向左看为顺时针方向不考虑辐射电磁波其中心处有一质子若质子重力不计某一时刻以初速v0从圆环中心处水平向右运动则此后质子将
12分如图所示在空间中存在垂直纸面向里的场强为B.匀强磁场其边界ABCD的宽度为d在左边界的Q.点处有一质量为m带电量为负q的粒子沿与左边界成30o的方向射入磁场粒子重力不计.求1带电粒子能从AB边界飞出的最大速度2若带电粒子能垂直CD边界飞出磁场穿过小孔进入如图所示的匀强电场中减速至零且不碰到负极板则极板间电压及整个过程中粒子在磁场中运动的时间3若带电粒子的速度是2中的倍并可以从Q.点沿纸面各个方向射入磁场则粒子能打到CD边界的范围
如图所示水平放置两平行金属极板间有一垂直于极板的匀强电场板长为L.板间距离为d在板右端L.处有一竖直放置的光屏M..一带电量为q质量为m的质点从两板中央平行于极板方向射入板间最后垂直打在M.屏上则
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