题目内容

选做题．在以下两题中选择一题完成．多做不加分
如图所示，足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，现从ad边的中心O点处，垂直磁场方向射入一速度为v0的带正电粒子，v0与ad边的夹角为30°．已知粒子质量为m，带电量为q，ad边长为L，不计粒子的重力．
（1）求要使粒子能从ab边射出磁场，v0的大小范围．
（2）粒子在磁场中运动的最长时间是多少？在这种情况下，粒子将从什么范围射出磁场？
19-B汤姆生用来测定电子的比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置如图所示，真空管内的阴极K发出的电子（不计初速、重力和电子间的相互作用）经加速电压加速后，穿过A′中心的小孔沿中心轴O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P'间的区域．当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O点处，形成了一个亮点；加上偏转电压U后，亮点偏离到O′点，（O′与O点的竖直间距为d，水平间距可忽略不计．此时，在P和P′间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场．调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B时，亮点重新回到O点．已知极板水平方向的长度为L1，极板间距为b，极板右端到荧光屏的距离为L2（如图所示）．
（1）求打在荧光屏O点的电子速度的大小．
（2）推导出电子的比荷的表达式
分析：A、（1）粒子速度越大，则轨道半径越大，画出轨迹圆与ab边相切和与cd边相切的两种临界情况进行分析即可；
（2）当粒子从ao间射出时，圆心角最大，所用时间最长，根据洛伦兹力提供向心力计算即可．
B、（1）电子受到的电场力与洛沦兹力平衡时，电子做匀速直线运动，亮点重新回复到中心O点，根据平衡条件列式即可；
（2）当极板间仅有偏转电场时，电子先做类似平抛运动，然后做匀速直线运动，根据运动学公式列式计算出总的偏转量即可求解．
解答：A、（1）画出从O点射入磁场的粒子运动轨迹的动态圆，能够从ab边射出的粒子的临界轨迹如图所示；

轨迹与dc边相切时，射到ab边上的A点，此时轨迹圆心为O1，则轨道半径r1=L，由qv0B=m
v2
r1
，得最大速度v0=
qBl
m
．
　　轨迹与ab边相切时，射到ab边上的B点，此时轨迹圆心为O2，则轨道半径r2=
L
3
，由qv0B=m
v2
r2
，得最小速度v0=
qBl
3m
．
　　所以粒子能够从ab边射出的速度范围为：
qBL
3m
＜v0＜
qBL
m
．
（2）当粒子从ad边射出时，时间均相等，且为最长时间，因转过的圆心角为300°，所以最长时间：tm=
5
6
T=
5πm
3qB
，射出的范围为：OC=r2=
L
3
．
B．（1）当电子受到的电场力与洛沦兹力平衡时，电子做匀速直线运动，亮点重新回复到中心O点，设电子的速度为v，则  evB=eE
得  v=
E
B
即   v=
U
Bb

（2）当极板间仅有偏转电场 时，电子以速度v进入后，竖直方向作匀加速运动，加速度为a=
eU
mb

电子在水平方向作匀速运动，在电场内的运动时间为  t1=
L1
v

这样，电子在电场中，竖直向上偏转的距离为  d1=
1
2
a
t
2
1
=
e
L
2
1
U
2mv2b

离开电场时竖直向上的分速度为  v1=at1=
eL1U
mvb

电子离开电场后做匀速直线运动，经t2时间到达荧光屏  t2=
L2
v

t2时间内向上运动的距离为    d2=v⊥t2=
eUL1L2
mv2b

这样，电子向上的总偏转距离为   d=d1+d2=
eU
mv2b
L1(L2+
L1
2
)
可解得  
e
m
=
Ud
B2bL1(L2+L1/2)
点评：本题第一小题关键找出两个临界情况的轨迹，然后根据洛伦兹力提供向心力列式求解；第二小题关键是运用运动的分解与合成的知识，结合运动学公式求解出总偏转量．
练习册系列答案
相关题目
选做题（请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑．如都作答则按A、B两小题评分．）
A．（选修模块3-3）
（1）奥运祥云火炬的燃烧系统由燃气罐（内有液态丙烷）、稳压装置和燃烧器三部分组成，当稳压阀打开以后，燃气以气态形式从气罐里出来，经过稳压阀后进入燃烧室进行燃烧．则以下说法中正确的是______．
A．燃气由液态变为气态的过程中要对外做功
B．燃气由液态变为气态的过程中分子的分子势能减少
C．燃气在燃烧室燃烧的过程中分子的分子势能增加
D．燃气在燃烧后释放在周围环境中的能量很容易被回收再利用
（2）对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是______．
A．如果保持气体的体积不变，温度升高，压强减小
B．如果保持气体的体积不变，温度升高，压强增大
C．如果保持气体的温度不变，体积越小，压强越大
D．如果保持气体的压强不变，温度越高，体积越小
（3）某运动员吸一口气，吸进400cm3的空气，据此估算他所吸进的空气分子的总数为______个．已知1mol气体处于标准状态时的体积是22.4L．（结果保留一位有效数字）
B．（选修模块3-4）
（1）在以下各种说法中，正确的是______．
A．四川汶川县发生8.0级强烈地震，地震波是机械波，其中既有横波也有纵波
B．相对论认为，真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的
C．如果测量到来自遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发光的波长长，这说明该星系正在远离我们而去
D．照相机镜头采用镀膜技术增加透射光，这是利用了光的衍射原理．
（2）一列横波在x轴上传播，图1甲为t=0时的波动图象，图1乙为介质中质点P的振动图象．该波的波长为______m，频率为______Hz，波速为______m/s，传播方向为______．
（3）如图2所示，一单色光束a，以入射角i=60°从平行玻璃砖上表面O点入射．已知平行玻璃砖厚度为d=10cm，玻璃对该单色光的折射率为n=
3
．则光束从上表面进入玻璃砖的折射角为______，光在玻璃砖中的传播的时间为______．
C．（选修模块3-5）
（1）在光电效应现象中，下列说法中正确的是______．
A．入射光的强度越大，光电子的最大初动能越大
B．光电子的最大初动能随照射光的频率增大而增大
C．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于此波长，才能产生光电效应
D．对于某种金属，只要入射光的强度足够大，就会发生光电效应
（2）铀（
 238
 92
U）经过α、β衰变形成稳定的铅（
 206
 82
U），问在这一变化过程中，共转变为质子的中子数是______个．
（3）在橄榄球比赛中，一个95kg的橄榄球前锋以5m/s的速度跑动，想穿越防守队员到底线触地得分．就在他刚要到底线时，迎面撞上了对方两名均为75kg的队员，一个速度为2m/s，另一个为4m/s，然后他们就扭在了一起．
①他们碰撞后的共同速率是______；
②在图3，右面方框中标出碰撞后他们动量的方向，并说明这名前锋能否得分：______．

精英家教网
选做题．在以下两题中选择一题完成．多做不加分
如图所示，足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，现从ad边的中心O点处，垂直磁场方向射入一速度为v0的带正电粒子，v0与ad边的夹角为30°．已知粒子质量为m，带电量为q，ad边长为L，不计粒子的重力．
（1）求要使粒子能从ab边射出磁场，v0的大小范围．
（2）粒子在磁场中运动的最长时间是多少？在这种情况下，粒子将从什么范围射出磁场？
19-B汤姆生用来测定电子的比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置如图所示，真空管内的阴极K发出的电子（不计初速、重力和电子间的相互作用）经加速电压加速后，穿过A′中心的小孔沿中心轴O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P'间的区域．当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O点处，形成了一个亮点；加上偏转电压U后，亮点偏离到O′点，（O′与O点的竖直间距为d，水平间距可忽略不计．此时，在P和P′间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场．调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B时，亮点重新回到O点．已知极板水平方向的长度为L1，极板间距为b，极板右端到荧光屏的距离为L2（如图所示）．
（1）求打在荧光屏O点的电子速度的大小．
（2）推导出电子的比荷的表达式

精英家教网
精英家教网
选做题（请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑．如都作答则按A、B两小题评分．）
A．（选修模块3-3）
（1）奥运祥云火炬的燃烧系统由燃气罐（内有液态丙烷）、稳压装置和燃烧器三部分组成，当稳压阀打开以后，燃气以气态形式从气罐里出来，经过稳压阀后进入燃烧室进行燃烧．则以下说法中正确的是______．
A．燃气由液态变为气态的过程中要对外做功
B．燃气由液态变为气态的过程中分子的分子势能减少
C．燃气在燃烧室燃烧的过程中分子的分子势能增加
D．燃气在燃烧后释放在周围环境中的能量很容易被回收再利用
（2）对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是______．
A．如果保持气体的体积不变，温度升高，压强减小
B．如果保持气体的体积不变，温度升高，压强增大
C．如果保持气体的温度不变，体积越小，压强越大
D．如果保持气体的压强不变，温度越高，体积越小
（3）某运动员吸一口气，吸进400cm3的空气，据此估算他所吸进的空气分子的总数为______个．已知1mol气体处于标准状态时的体积是22.4L．（结果保留一位有效数字）
B．（选修模块3-4）
（1）在以下各种说法中，正确的是______．
A．四川汶川县发生8.0级强烈地震，地震波是机械波，其中既有横波也有纵波
B．相对论认为，真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的
C．如果测量到来自遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发光的波长长，这说明该星系正在远离我们而去
D．照相机镜头采用镀膜技术增加透射光，这是利用了光的衍射原理．
（2）一列横波在x轴上传播，图1甲为t=0时的波动图象，图1乙为介质中质点P的振动图象．该波的波长为______m，频率为______Hz，波速为______m/s，传播方向为______．
（3）如图2所示，一单色光束a，以入射角i=60°从平行玻璃砖上表面O点入射．已知平行玻璃砖厚度为d=10cm，玻璃对该单色光的折射率为n=．则光束从上表面进入玻璃砖的折射角为______，光在玻璃砖中的传播的时间为______．
C．（选修模块3-5）
（1）在光电效应现象中，下列说法中正确的是______．
A．入射光的强度越大，光电子的最大初动能越大
B．光电子的最大初动能随照射光的频率增大而增大
C．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于此波长，才能产生光电效应
D．对于某种金属，只要入射光的强度足够大，就会发生光电效应
（2）铀（）经过α、β衰变形成稳定的铅（），问在这一变化过程中，共转变为质子的中子数是______个．
（3）在橄榄球比赛中，一个95kg的橄榄球前锋以5m/s的速度跑动，想穿越防守队员到底线触地得分．就在他刚要到底线时，迎面撞上了对方两名均为75kg的队员，一个速度为2m/s，另一个为4m/s，然后他们就扭在了一起．
①他们碰撞后的共同速率是______；
②在图3，右面方框中标出碰撞后他们动量的方向，并说明这名前锋能否得分：______．
选做题．在以下两题中选择一题完成．多做不加分
如图所示，足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，现从ad边的中心O点处，垂直磁场方向射入一速度为v的带正电粒子，v与ad边的夹角为30°．已知粒子质量为m，带电量为q，ad边长为L，不计粒子的重力．
（1）求要使粒子能从ab边射出磁场，v的大小范围．
（2）粒子在磁场中运动的最长时间是多少？在这种情况下，粒子将从什么范围射出磁场？
19-B汤姆生用来测定电子的比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置如图所示，真空管内的阴极K发出的电子（不计初速、重力和电子间的相互作用）经加速电压加速后，穿过A′中心的小孔沿中心轴O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P'间的区域．当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O点处，形成了一个亮点；加上偏转电压U后，亮点偏离到O′点，（O′与O点的竖直间距为d，水平间距可忽略不计．此时，在P和P′间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场．调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B时，亮点重新回到O点．已知极板水平方向的长度为L1，极板间距为b，极板右端到荧光屏的距离为L2（如图所示）．
（1）求打在荧光屏O点的电子速度的大小．
（2）推导出电子的比荷的表达式

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网