时间:2019-07-02 23:47:32
1、选择题 如图所示是质谱仪工作原理的示意图.带电粒子a、b经电压U加速(在A点处速度为零)后,进入磁感应强度为B的匀强磁场做匀速圆周运动,最后分别打在感光板S上的x1、x2处.图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径,则（?）
A．a的质量一定大于b的质量
B．a的电荷量一定大于b的电荷量
C．在磁场中a运动的时间大于b运动的时间
D．a的比荷(
)大于b的比荷(
)
参考答案：D
本题解析：本题考查带电粒子在匀强电场中的运动
设粒子经电场加速后的速度大小为v，磁场中圆周运动的半径为r，电荷量和质量分别为q、m，打在感光板上的距离为S．
根据动能定理，得? qU=
，
?
由qvB=
，r=
?则S=2r=
?
得到
?由图，Sa＜Sb，U、B相同，故选D
本题难度：简单
2、选择题 如图所示，匀强电场E方向竖直向下，水平匀强磁场B垂直纸面向里，三个油滴a、b、c带有等量同种电荷。已知a静止，b、c在纸面内按图示方向做匀速圆周运动（轨迹未画出）。忽略三个油滴间的静电力作用，比较三个油滴的质量及b、c的运动情况，以下说法中正确的是?（?）
A．三个油滴质量相等，b、c都沿顺时针方向运动
B．a的质量最大，c的质量最小，b、c都沿逆时针方向运动
C．b的质量最大，a的质量最小，b、c都沿顺时针方向运动
D．三个油滴质量相等，b沿顺时针方向运动，c沿逆时针方向运动
参考答案：A
本题解析：a受重力和电场力根据平衡知道
，因为b、c都做匀速圆周运动所以重力和电场力也得平衡，洛伦兹力提供向心力，由于带等量同种电荷所以知道三个油滴质量相等，且根据左手定则判断出b、c都沿顺时针方向运动，A对
本题难度：简单
3、简答题 如图1所示，A、B两块金属板水平放置，相距
，两板间加有一周期性变化的电压，当B板接地时，A板电势
随时间t变化的情况如图2所示。在两板间的电场中，将一带负电的粒子从B板中央处由静止释放，若该带电粒子受到的电场力为重力的两倍，要使该粒子能够达到A板，交变电压的周期至少为多大。（g取
）
图1?图2
参考答案：
本题解析：设电场力为F，则
，得
前半周期上升高度：
，后半周期先减速上升，后加速下降，其加速度：
得
减速时间为
则
，
此段时间内上升高度：
则上升的总高度：
后半周期的
时间内，粒子向下加速运动，下降的高度：
上述计算说明，在一个周期内上升
，再回落，且具有向下的速度。
如果周期小，粒子不能到达A板。设周期为T，上升的高度
则：
，。
本题难度：简单
4、计算题 如图所示，两个几何形状完全相同的平行板电容器PQ和MN，竖直置于区域足够大的水平方向匀强磁场中，两电容器极板上端和下端分别在同一水平线上。已知P、Q和M、N板间距都是d，板间电压都是U，极板长度均为L。今有一电子从极板边缘的P、Q两板间的中点O以速度v0进入，并刚好匀速直线运动穿过电容器，此后经过磁场偏转又沿竖直方向进入并匀速直线运动穿过电容器M、N板间，穿过M、N板间电场后，再经过磁场偏转又通过O点沿竖直方向进入电容器P、Q极板间，循环往复。已知电子质量为m，电量为e，重力不计。
（1）求匀强磁场的磁感应强度B？
（2）电子从O点出发至第一次返回到O点经过了多长时间？
（3）Q板和M板间的距离x满足什么条件时，能够达到题述过程的要求？
参考答案：（1）
（2）
（3）
本题解析：（1）因在电容器的极板间洛仑兹力与电场力大小相等，因此有：?
?
（2）电子通过一个电容器的时间
设电子在磁场中做圆周运动的周期为T，则有
电子在磁场中运动半个圆周的时间
电子第一次返回到O点的时间
（3）电子射出电容器后在磁场中做匀速圆周运动，设圆周半径为R，根据洛仑兹力公式和向心力公式有
要使电子能进入M、N板间，则应满足
解得
本题考查带电粒子在复合场中的运动，根据分别有电场和磁场的两段运动分别求解，根据洛伦兹力提供向心力列式求解
本题难度：一般
5、选择题 在如图所示的空间直角坐标系所在的区域内，同时存在匀强电场E和匀强磁场B。已知从坐标原点O沿x轴正方向射入带正电的小球（小球所受重力不可忽略），穿过此区域时未发生偏转，则可以判断此区域中E和B的方向可能是 ( )
A．E和B都沿y轴的负方向
B．E沿z轴负方向，B沿y轴负方向
C．E沿z轴负方向，B沿y轴正方向
D．E、B都沿x轴正方向
参考答案：BD
本题解析：由题意知，小球运动过程未发生偏转，可得：受电场力与磁场力平衡，若E和B都沿y轴的负方向，则电场力沿y轴负方向，由左手定则知洛伦兹力沿z轴正方向，所以不可能平衡，故A错误；E沿z轴负方向，则电场力沿z轴负方向，B沿y轴负方向，同理洛伦兹力沿z轴正方向，可能平衡，所以B正确；C错误；E、B都沿x轴正方向时，电场力沿x轴正方向，小球不受洛伦兹力，所以D正确。
考点：本题考查带电体在复合场中的运动
本题难度：一般