《江蘇省2020年高考物理復(fù)習(xí) 導(dǎo)航卷八 帶電粒子在組合場(chǎng) 復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(無(wú)答案)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《江蘇省2020年高考物理復(fù)習(xí) 導(dǎo)航卷八 帶電粒子在組合場(chǎng) 復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(無(wú)答案)(4頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、帶電粒子在組合場(chǎng) 復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
(滿分:100分 時(shí)間:60分鐘)
計(jì)算題(共4小題,每題25分,共100分。寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要
的演算步驟,只寫出最后答案的不得分)
1.(2020·福建理綜,22)(25分)如圖,絕緣粗糙的豎直平面MN左側(cè)同時(shí)存在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)方向水平向右,電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小滑塊從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿MN下滑,到達(dá)C點(diǎn)時(shí)離開(kāi)MN做曲線運(yùn)動(dòng)。A、C兩點(diǎn)間距離為h,重力加速度為g。
(1)求小滑塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的速度大小vC;
(2)求小滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過(guò)
2、程中克服摩擦力做的功Wf;
(3)若D點(diǎn)為小滑塊在電場(chǎng)力、洛倫茲力及重力作用下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度最大的位置,當(dāng)小滑塊運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)撤去磁場(chǎng),此后小滑塊繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到水平地面上的P點(diǎn)。已知小滑塊在D點(diǎn)時(shí)的速度大小為vD,從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間為t,求小滑塊運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)速度的大小vP。
2.(2020·浙江理綜,25)(25分)使用回旋加速器的實(shí)驗(yàn)需要把離子束從加速器中引出,離子束引出的方法有磁屏蔽通道法和靜電偏轉(zhuǎn)法等。質(zhì)量為m,速度為v的離子在回旋加速器內(nèi)旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)軌道是半徑為r的圓,圓心在O點(diǎn),軌道在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。
為引出
3、離子束,使用磁屏蔽通道法設(shè)計(jì)引出器。引出器原理如圖所示,一對(duì)圓弧形金屬板組成弧形引出通道,通道的圓心位于O′點(diǎn)(O′點(diǎn)圖中未畫出)。引出離子時(shí),令引出通道內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度降低,從而使離子從P點(diǎn)進(jìn)入通道,沿通道中心線從Q點(diǎn)射出。已知OQ長(zhǎng)度為L(zhǎng),OQ與OP的夾角為θ。
(1)求離子的電荷量q并判斷其正負(fù);
(2)離子從P點(diǎn)進(jìn)入,Q點(diǎn)射出,通道內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)降為B′,求B′;
(3)換用靜電偏轉(zhuǎn)法引出離子束,維持通道內(nèi)的原有磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變,在內(nèi)外金屬板間加直流電壓,兩板間產(chǎn)生徑向電場(chǎng),忽略邊緣效應(yīng)。為使離子仍從P點(diǎn)進(jìn)入,Q點(diǎn)射出,求通道內(nèi)引出軌跡處電場(chǎng)強(qiáng)度E的方向和大小。
4、
3.(2020·重慶理綜,9)(25分)如圖為某種離子加速器的設(shè)計(jì)方案。兩個(gè)半圓形金屬盒內(nèi)存在相同的垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。其中MN和M′N′是間距為h的兩平行極板,其上分別有正對(duì)的兩個(gè)小孔O和O′,O′N′=ON=d,P為靶點(diǎn),O′P=kd(k為大于1的整數(shù))。極板間存在方向向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),兩極板間電壓為U。質(zhì)量為m、帶電量為q的正離子從O點(diǎn)由靜止開(kāi)始加速,經(jīng)O′進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域。當(dāng)離子打到極板上O′N′區(qū)域(含N′點(diǎn))或外殼上時(shí)將會(huì)被吸收。兩虛線之間的區(qū)域無(wú)電場(chǎng)和磁場(chǎng)存在,離子可勻速穿過(guò),忽略相對(duì)論效應(yīng)和離子所受的重力。求:
(1)
5、離子經(jīng)過(guò)電場(chǎng)僅加速一次后能打到P點(diǎn)所需的磁感應(yīng)強(qiáng)度大??;
(2)能使離子打到P點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的所有可能值;
(3)打到P點(diǎn)的能量最大的離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。
4.(2020·四川理綜,10)(25分)在如圖所示的豎直平面內(nèi),水平軌道CD和傾斜軌道GH與半徑r= m的光滑圓弧軌道分別相切于D點(diǎn)和G點(diǎn),GH與水平面的夾角θ=37°。過(guò)G點(diǎn)、垂直于紙面的豎直平面左側(cè)有勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.25 T;過(guò)D點(diǎn)、垂直于紙面的豎直平面右側(cè)有勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)方向水平向右,電場(chǎng)強(qiáng)度E=1×104 N/C。小物體P1質(zhì)量m=2×10-3 kg、電荷量q=+8×10-6 C,受到水平向右的推力F=9.98×10-3 N的作用,沿CD向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),到達(dá)D點(diǎn)后撤去推力。當(dāng)P1到達(dá)傾斜軌道底端G點(diǎn)時(shí),不帶電的小物體P2在GH頂端靜止釋放,經(jīng)過(guò)時(shí)間t=0.1 s與P1相遇。P1和P2與軌道CD、GH間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.5,取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,物體電荷量保持不變,不計(jì)空氣阻力。求:
(1)小物體P1在水平軌道CD上運(yùn)動(dòng)速度v的大小;
(2)傾斜軌道GH的長(zhǎng)度s。