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高考物理答题技巧《粒子在有界磁场中运动》试题巩固(2019年最新版)(八)
2019-06-23 22:30:49
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1、选择题 如图所示,带负电的粒子g(不计重力),水平向左进人匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外.该粒子将( ) A.向下偏转 B.向上偏转 C.垂直纸面向里偏转 D.垂直纸面向外偏转
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参考答案:粒子带负电,向左移动,根据左手定则,洛伦兹力向下,故带电粒子向下偏转且做圆周运动; 故选A.
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 如图所示是研究光电效应现象的实验电路, 、 为两正对的圆形金属板,两板间距为 ,板的半径为 ,且 。当 板正中受一频率为 的细束紫外线照射时,照射部位发射沿不同方向运动的光电子,形成光电流,从而引起电流表的指针偏转。已知普朗克常量h、电子电荷量e、电子质量m。
 (1)若闭合开关S,调节滑片P逐渐增大极板间电压,可以发现电流逐渐减小。当电压表示数为 时,电流恰好为零。求: ①金属板N的极限频率 ; ②将图示电源的正负极互换,同时逐渐增大极板间电压,发现光电流逐渐增大,当电压达到 之后,电流便趋于饱和。求此电压 。 (2)开关S断开,在MN间加垂直于纸面的匀强磁场,逐渐增大磁感应强度,也能使电流为零,求磁感应强度B至少为多大时,电流为零。
参考答案:(1)① ② (2)
本题解析:(1)①据题意,由光电效应方程得到:
① 据电场力做负功,刚好等于动能变化,有:
② 极限频率为:
③
④ ②当电源正负极互换后,在电场力作用下,电子飞到极板M上,且电压越大,飞到该极板上的光电子数量越多,当所有光电子飞到该极板时,电流达到饱和,此时飞得最远的光电子可以近似看出类平抛运动,则有:
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨ (2)当在MN间加有匀强磁场,在磁场力作用下,光电子做匀速圆周运动,当运动半径最大的光电子的半径等于d/2,则光电子到达不了极板M,那么就可以使电流为0,则有:
⑩
⑾
⑿ 考点:本题考查光电效应、类平抛运动和匀速圆周运动。
本题难度:困难
3、选择题 如图甲、乙、丙所示,三个完全相同的半圆形光滑绝缘轨道置于竖直平面内,左右两端点等高,其中乙轨道处在垂直纸面向外的匀强磁场中,丙轨道处在竖直向下的匀强电场中,三个相同的带正电小球同时从轨道左端最高点处由静止释放。则三个小球通过圆轨道最低点时
 [? ] A.速度相同 B.所用时间相同 C.对轨道的压力相同 D.均能到达轨道右端最高点处
参考答案:D
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 如图所示,在X>0,Y>0的空间中有恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于XOY平面向里,大小为B.现有一质量为m、电量为q的带正电粒子,从在x轴上的某点P沿着与x轴成300角的方向射入磁场.不计重力的影响,则下列有关说法中正确的是( ) A.只要粒子的速率合适,粒子就可能通过坐标原点 B.粒子一定不可能通过坐标原点 C.粒子在磁场中运动所经历的时间可能为 D.粒子在磁场中运动所经历的时间可能为

参考答案:AB、粒子由P点成30°角入射,则圆心在过P点与速度方向垂直的方向上,如图所示,粒子在磁场中要想到达O点,转过的圆心角肯定大于180°,而因磁场为有界,故粒子不可能通过坐标原点,故A错误,B正确; C、由于P点的位置不定,所以粒子在磁场中的运动圆弧对应的圆心角也不同,最大的圆心角时圆弧与y轴相切时即300°,则运动的时间为56T=5πm3qB; 而最小的圆心角为P点从坐标原点出发,圆心角为120°,所以运动时间为T3=2πm3qB,故粒子在磁场中运动所经历的时间为2πm3qB≤t≤5πm3qB,故C正确,D错误 故选:BC

本题解析:
本题难度:简单
5、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
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