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1、简答题 在半径为R的半圆形区域中有一匀强磁场,磁场的方向垂直于纸面,磁感应强度为B.一质量为m,带有电量q的粒子以一定的速度沿垂直于半圆直径AD方向经P点(AP=d)射入磁场(不计重力影响).
(1)如果粒子恰好从A点射出磁场,求入射粒子的速度.
(2)如果粒子经纸面内Q点从磁场中射出,出射方向与半圆在Q点切线方向的夹角为φ(如图).求入射粒子的速度.
参考答案:

(1)由于粒子在P点垂直射入磁场,故圆弧轨道的圆心在AP上,AP是直径.
设入射粒子的速度为v1,由洛伦兹力的表达式和牛顿第二定律得:mv21d2=qBv1
解得:v1=qBd2m
(2)设O′是粒子在磁场中圆弧轨道的圆心,连接O′Q,设O′Q=R′.
由几何关系得:∠OQO′=φ? OO′=R′+R-d
由余弦定理得:(OO/)2=R2+R/2-2RR/cosφ
解得:R/=d(2R-d)2[R(1+cosφ)-d]
设入射粒子的速度为v,由mv2R/=qvB
解出:v=qBd(2R-d)2m[R(1+cosφ)-d]
答:(1)如果粒子恰好从A点射出磁场,入射粒子的速度为qBd2m.
(2)如果粒子经纸面内Q点从磁场中射出,出射方向与半圆在Q点切线方向的夹角为φ(如图).入射粒子的速度为qBd(2R-d)2m[R(1+cosφ)-d].
本题解析:
本题难度:一般
2、填空题
粒子(
)和质子(
)从静止开始经相同的电压加速后进入同一匀强磁场做圆周运动,则这两个粒子的动能之比为 ,轨道半径之比为 ,周期之比为 。
参考答案:2:1,
:1, 2:1
本题解析:根据
粒子和质子的电量和质量的关系可得
,
,根据动能定理可得
,所以两个粒子的动能之比
;由
可得
,所以
,根据
可得
,所以
,因此轨道半径之比
;由于
,所以
。
考点:带电粒子在磁场中运动
点评:牢记
粒子和质子的电量、质量的比例关系,知道带电粒子在磁场中做圆周运动洛伦兹力做向心力,牢记半径公式和周期公式。
本题难度:一般
3、填空题 边长为a的正方形,处于有界磁场如图所示,一束电子以水平速度射入磁场后,分别从A处和C处射出,则vA:vC=__________;所经历的时间之比tA:tC=___________

参考答案:1∶2、2∶1
本题解析:电子从C点射出,A为圆心,Rc=L,圆心角θc=
,由R=
,得vc=
?,运动时间为四分之一周期,即:tc=
T=
,电子从A点射出,OA中点为圆心,RA=
,圆心角θd=π,所以vA=
,tA=tA=
T=
,由于运动的周期与速度无关,是相等的,故vA:vC=1:2,tA:tC=2:1.
本题难度:简单
4、简答题 如图所示,在倾角为θ,用绝缘材料制成的斜面上,一个质量为m,带电量为+q小滑块,它与斜面间的动摩擦因数为?(?<tgθ).整个装置处于方向垂直斜面向上,磁感应强度为B的匀强磁场中.若小滑块由A点静止释放,到达B点时刚好能做直线运动.已知斜面足够大,滑块电量不变,A、B两点高度差为H.
求:(1)试根据小滑块的受力特点,分析小滑块经过b点后的运动情况;
(2)小滑块作直线运动时的速度方向与斜面边线MN的夹角(用三角函数表示);
(3)小滑块从A运动到B的过程中,滑动摩擦力所做的功.

参考答案:(1)滑块在斜面上a点时受力分析如图5所示:
小滑块受到的支持力为N=mgcosθ,
释放后,受到的摩擦力大小为f=μmgcosθ,
因重力沿斜面向下的分力F1=mgsinθ>f(依?<tgθ可知),
小滑块将向下运动,此时受到的洛伦兹力为f洛=qvB
当滑块在斜面上b点作直线运动时,速度方向不变,所以洛仑兹力方向不变;而重力的分力F1的大小(=mgsinθ)、方向(平行于斜面的边线MN向下)不变,摩擦力f大小(=μmgcosθ)、方向(与运动方向相反)也不变,所以洛仑兹
力的大小也不变,物块将做匀速直线运动(否则不能作直线运动).
(2)在b点时,从上往下正对斜面所在平面来看(即俯视图,此时磁场方向垂直纸面向外),滑块的受力如图6所示,
设运动方向与MN夹角(∵F1∥MN,即v与F1的夹角)为α
则:cosα=μmgcosθmgsinθ=μcotθ
(3)由上分析知,小滑块通过b点后作匀速直线运动,受力平衡,所以:f2洛+f2=(mgsinθ)2
将f=μmgcosθ、f洛=qvB,代入得:v=mgqB
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 人体缺锌会诱发疾病,检测人体中锌含量的一种方法是取人的头发在实验室中用中子照射,使中子和头发中的style="shiti/data:image/png;base64,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" alt="">进行核反应生成style="shiti/data:image/png;base64,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" alt="">,style="shiti/data:image/png;base64,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" alt="">衰变放射出γ射线,通过探测γ射线的强度可以计算出头发中锌的含量.针对以上叙述下列说法正确的是( )
A.style="shiti/data:image/png;base64,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" alt="">Zn衰变过程中存在质量亏损
B.style="shiti/data:image/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAACMAAAAlCAIAAABH4scTAAABmklEQVRIie2WzZGDMAyF1YXL4OAiqMIX9eAidHEJ1MBFFaQFLu7AXWgPBuOfsEPA2czsRCeHYfRZT3oKIH8V8BmSnx0AAGhfvsSE2rhuJGd0yxCRsLAC6EZiQjVgePJCsMZO/WryGpQxIwAAKF52IpPlJXRTz89ODeM0P0TEGZ2KCwtbYunYpzxRWFitZQVrbES+hRSV5CVsc7jHQSNfIfnZZVm8PjHlTAhN/F53mgjA45Y0DwMOY3Ybr0/YYJ3yaJojiRqSJ+KMqs4Ie3cbVX6PqkZwPON2p1skJqz8JyJ+dkjMhEicT8B1UhxON9f7yxltiaIRndF3a4p9xb1b+wU0qHE14mqYO6R62OLSkm3dPPbzPikXSPWw5Rlje+JzZzTSRDRdJDmjjz0bcBg2uQIOClr1kucr6dNOajv/aoBkOztbr7L9jF4penuHlHLk5RczmjfgOilFnjoKnUSrBukOyeu6T4ViHUlruqz57yRJIeC71Fujsd6TcxdS8YdbTvmTT8GXSZnt63Sbc++aST72Xf4lfUn/kvQDVRqPoTjDDtoAAAAASUVORK5CYII=" alt="">和style="shiti/data:image/png;base64,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" alt="">有相同的核子数
C.衰变生成的γ射线垂直射入匀强磁场时会发生偏转
D.2个style="shiti/data:image/png;base64,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" alt="">经过一个半衰期,一定有1个style="shiti/data:image/png;base64,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" alt="">发生衰变
参考答案:A
本题解析:
本题难度:一般