【全程復(fù)習(xí)方略】高考物理一輪復(fù)習(xí) 第10講 帶電粒子在組合場、復(fù)合場中的運(yùn)動檢測卷(1).doc

帶電粒子在組合場、復(fù)合場中的運(yùn)動(45分鐘100分)一、單項選擇題(本大題共5小題,每小題8分,共40分,每小題給出的四個選項中只有一個選項是正確的)1.如圖所示,從離子源發(fā)射出的正離子,經(jīng)加速電壓u加速后進(jìn)入相互垂直的電場(e方向豎直向上)和磁場(b方向垂直紙面向外)中,發(fā)現(xiàn)離子向上偏轉(zhuǎn)。要使此離子沿直線通過電磁場,需要()a.增加e,減小bb.增加e,減小uc.適當(dāng)增加ud.適當(dāng)減小b2.利用如圖所示的方法可以測得金屬導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)n,現(xiàn)測得一塊橫截面為矩形的金屬導(dǎo)體的寬為b,厚為d,并加有與側(cè)面垂直的勻強(qiáng)磁場b,當(dāng)通以圖示方向電流i時,在導(dǎo)體上、下表面間用電壓表可測得電壓為u。已知自由電子的電荷量為e,則下列判斷正確的是()a.上表面電勢高b.下表面電勢高c.該導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為iedbd.該導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為bieub3.(2013佛山一模)1922年英國物理學(xué)家阿斯頓因質(zhì)譜儀的發(fā)明、同位素和質(zhì)譜的研究榮獲了諾貝爾化學(xué)獎。若速度相同的同一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀后的運(yùn)動軌跡如圖所示,則下列相關(guān)說法中正確的是()a.該束帶電粒子帶負(fù)電b.速度選擇器的p1極板帶負(fù)電c.在b2磁場中運(yùn)動半徑越大的粒子,質(zhì)量越大d.在b2磁場中運(yùn)動半徑越大的粒子,比荷qm越小4.環(huán)型對撞機(jī)是研究高能粒子的重要裝置,如圖所示,比荷相等的正、負(fù)離子由靜止都經(jīng)過電壓為u的直線加速器加速后,沿圓環(huán)切線方向同時注入對撞機(jī)的高真空環(huán)狀空腔內(nèi),空腔內(nèi)存在著與圓環(huán)平面垂直的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b。正、負(fù)離子在環(huán)狀空腔內(nèi)只受洛倫茲力作用而沿相反方向做半徑相等的勻速圓周運(yùn)動,然后在碰撞區(qū)迎面相撞,不考慮相對論效應(yīng),下列說法正確的是()a.所加的勻強(qiáng)磁場的方向應(yīng)垂直圓環(huán)平面向外b.若加速電壓一定,離子的比荷qm越大,磁感應(yīng)強(qiáng)度b越小c.磁感應(yīng)強(qiáng)度b一定時,比荷qm相同的離子加速后,質(zhì)量大的離子動能小d.對于給定的正、負(fù)離子,加速電壓u越大,離子在環(huán)狀空腔磁場中的運(yùn)動時間越長5.(2013珠海一模)一束幾種不同的正離子,垂直射入有正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場區(qū)域里,離子束保持原運(yùn)動方向未發(fā)生偏轉(zhuǎn),接著進(jìn)入另一勻強(qiáng)磁場,發(fā)現(xiàn)這些離子分成幾束,如圖所示。對這些正離子,可得出結(jié)論()a.它們的動能一定各不相同b.它們的電量一定各不相同c.它們的質(zhì)量一定各不相同d.它們的比荷一定各不相同二、不定項選擇題(本大題共3小題,每小題8分,共24分,每小題給出的四個選項中,都有多個選項是正確的。全部選對的得8分,選對但不全的得4分,選錯或不答的得0分)6.(2013東城區(qū)一模)質(zhì)量為m,帶電量為q的小物塊,從傾角為的光滑絕緣斜面上由靜止下滑,整個斜面置于方向水平向里的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為b,如圖所示。若帶電小物塊下滑后某時刻對斜面的作用力恰好為零,下面說法中正確的是()a.小物塊一定帶正電荷b.小物塊在斜面上運(yùn)動時做勻加速直線運(yùn)動c.小物塊在斜面上運(yùn)動時做加速度增大,而速度也增大的變加速直線運(yùn)動d.小物塊在斜面上下滑過程中,當(dāng)小物塊對斜面壓力為零時的速率為mgcosbq7.(2013西安一模)在地面附近的空間中有水平方向的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,已知磁場的方向垂直紙面向里,一個帶電油滴沿著一條與豎直方向成角的直線mn運(yùn)動,如圖所示。由此可判斷下列說法正確的是()a.如果油滴帶正電,則油滴從m點運(yùn)動到n點b.如果油滴帶正電,則油滴從n點運(yùn)動到m點c.如果電場方向水平向右,則油滴從n點運(yùn)動到m點d.如果電場方向水平向左,則油滴從n點運(yùn)動到m點8.(2013浙江高考)在半導(dǎo)體離子注入工藝中,初速度可忽略的磷離子p+和p3+,經(jīng)電壓為u的電場加速后,垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b、方向垂直紙面向里、有一定寬度的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,如圖所示。已知離子p+在磁場中轉(zhuǎn)過=30后從磁場右邊界射出。在電場和磁場中運(yùn)動時,離子p+和p3+()a.在電場中的加速度之比為11b.在磁場中運(yùn)動的半徑之比為31c.在磁場中轉(zhuǎn)過的角度之比為12d.離開電場區(qū)域時的動能之比為13三、計算題(本大題共2小題,共36分,需寫出規(guī)范的解題步驟)9.(16分)(2012天津高考)對鈾235的進(jìn)一步研究在核能的開發(fā)和利用中具有重要意義。如圖所示,質(zhì)量為m、電荷量為q的鈾235離子,從容器a下方的小孔s1不斷飄入加速電場,其初速度可視為零,然后經(jīng)過小孔s2垂直于磁場方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場中,做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動。離子行進(jìn)半個圓周后離開磁場并被收集,離開磁場時離子束的等效電流為i,不考慮離子重力及離子間的相互作用。(1)求加速電場的電壓u;(2)求出在離子被收集的過程中任意時間t內(nèi)收集到離子的質(zhì)量m;(3)實際上加速電壓的大小會在uu范圍內(nèi)微小變化。若容器a中有電荷量相同的鈾235和鈾238兩種離子,如前述情況它們經(jīng)電場加速后進(jìn)入磁場中會發(fā)生分離,為使這兩種離子在磁場中運(yùn)動的軌跡不發(fā)生交疊,uu應(yīng)小于多少?(結(jié)果用百分?jǐn)?shù)表示,保留兩位有效數(shù)字)10.(20分)(2013沈陽一模)如圖所示,在xoy平面內(nèi),第象限內(nèi)的虛線om是電場與磁場的邊界,om與y軸負(fù)方向成45角。在x0且om的左側(cè)空間存在著沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場e,場強(qiáng)大小為0.32n/c,在y0且om的右側(cè)空間存在著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場b,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.10t,不計重力的帶負(fù)電的微粒,從坐標(biāo)原點o沿y軸負(fù)方向以v0=2.0103m/s的初速度進(jìn)入磁場,已知微粒的帶電荷量為q=5.010-18c,質(zhì)量為m=1.010-24kg,求:(1)帶電微粒第一次經(jīng)過磁場邊界點的位置坐標(biāo);(2)帶電微粒在磁場區(qū)域運(yùn)動的總時間;(3)帶電微粒最終離開電、磁場區(qū)域點的位置坐標(biāo)。(保留兩位有效數(shù)字)(45分鐘100分)一、單項選擇題(本大題共5小題,每小題8分,共40分,每小題給出的四個選項中只有一個選項是正確的)1.(2013東莞一模)一個電子穿過某一空間而未發(fā)生偏轉(zhuǎn),則()a.此空間一定不存在磁場b.此空間一定不存在電場c.此空間可能只有勻強(qiáng)磁場,方向與電子速度垂直d.此空間可能同時有電場和磁場2.(2013株洲一模)如圖所示,界面pq與水平地面之間有一個正交的勻強(qiáng)磁場b和勻強(qiáng)電場e,在pq上方有一個帶正電的小球a自o靜止開始下落,穿過電場和磁場到達(dá)地面。設(shè)空氣阻力不計,下列說法中正確的是()a.在復(fù)合場中,小球做勻變速曲線運(yùn)動b.在復(fù)合場中,小球下落過程中的電勢能增大c.小球從靜止開始下落到水平地面時的動能等于其電勢能和重力勢能的減少量總和d.若其他條件不變,僅增大磁感應(yīng)強(qiáng)度,小球從原來位置下落到水平地面時的動能不變3.如圖所示,真空中有一勻強(qiáng)電場和水平面成一定角度斜向上,一個電荷量為q=-510-6c的帶電質(zhì)點固定于電場中的o點,在a點有一個質(zhì)量為m=910-3kg、電荷量為q=210-8c的點電荷恰能處于靜止,a與o在同一水平面上,且相距為r=0.1m?，F(xiàn)用絕緣工具將q搬到與a在同一豎直平面上的b點,oa=ob且相互垂直,在此過程中外力至少做功為()a.1.810-2jb.9(2+1)10-3jc.9210-3jd.910-3j4.(2013太原一模)如圖所示,一個帶正電的物塊m,由靜止開始從斜面上a點下滑,滑到水平面bc上的d點停下來。已知物塊與斜面及水平面間的動摩擦因數(shù)相同,且不計物塊經(jīng)過b處時的機(jī)械能損失。先在abc所在空間加豎直向下的勻強(qiáng)電場,第二次讓物塊m從a點由靜止開始下滑,結(jié)果物塊在水平面上的d點停下來。后又撤去電場,在abc所在空間加水平向里的勻強(qiáng)磁場,再次讓物塊m從a點由靜止開始下滑,結(jié)果物塊沿斜面滑下并在水平面上的d點停下來。則以下說法中正確的是()a.d點一定在d點左側(cè)b.d點一定與d點重合c.d點一定在d點左側(cè)d.d點一定與d點重合5.(2013西安一模)真空中存在豎直向上的勻強(qiáng)電場和水平方向的勻強(qiáng)磁場,一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的物體以速度v在豎直平面內(nèi)做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動。假設(shè)t=0時刻,物體在運(yùn)動軌跡的最低點且重力勢能為零,電勢能也為零,則下列說法錯誤的是()a.物體帶正電且逆時針運(yùn)動b.在物體運(yùn)動的過程中,機(jī)械能守恒,且機(jī)械能e=12mv2c.在物體運(yùn)動的過程中,重力勢能隨時間變化的關(guān)系為ep=mgr(1-cosvrt)d.在物體運(yùn)動的過程中,電勢能隨時間變化的關(guān)系為e電=mgr(cosvrt-1)二、不定項選擇題(本大題共3小題,每小題8分,共24分,每小題給出的四個選項中,都有多個選項是正確的。全部選對的得8分,選對但不全的得4分,選錯或不答的得0分)6.(2013沈陽一模)如圖所示,豎直平面內(nèi)的光滑絕緣軌道abc,ab為傾斜直軌道,bc為圓形軌道,圓形軌道處在勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直紙面向里。質(zhì)量相同的甲、乙、丙三個絕緣小球,甲球帶正電、乙球帶負(fù)電、丙球不帶電。現(xiàn)將三個小球從軌道ab上分別從不同高度處由靜止釋放,都恰好通過圓形軌道的最高點,則()a.經(jīng)過最高點時,三個小球的速度應(yīng)相等b.經(jīng)過最高點時,甲球的速度應(yīng)最小c.釋放的甲球位置比乙球高d.運(yùn)動過程中三個小球的機(jī)械能均保持不變7.(2013連云港一模)如圖所示為一個質(zhì)量為m、電荷量為+q的圓環(huán),可在水平放置的足夠長的粗糙細(xì)桿上滑動,細(xì)桿處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場中,不計空氣阻力,現(xiàn)給圓環(huán)一向右的初速度v0,在以后的運(yùn)動過程中,圓環(huán)運(yùn)動的速度圖像可能是圖中的()8.如圖所示,在第二象限內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度為e,在第一、第四象限內(nèi)分別存在如圖所示的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等。有一個帶電粒子以初速度v0垂直x軸,從x軸上的p點進(jìn)入勻強(qiáng)電場,恰好與y軸成45角射出電場,再經(jīng)過一段時間又恰好垂直于x軸進(jìn)入下面的磁場。已知op之間的距離為d,則帶電粒子()a.在電場中運(yùn)動的時間為2dv0b.在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑為2dc.自進(jìn)入磁場至第二次經(jīng)過x軸所用時間為7d4v0d.自進(jìn)入電場至在磁場中第二次經(jīng)過x軸的時間為(4+7)d2v0三、計算題(本大題共2小題,共36分,需寫出規(guī)范的解題步驟)9.(16分)(2013泉州二模)如圖所示,邊長為l的正方形pqmn(含邊界)區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,左側(cè)有水平向右的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小為e,質(zhì)量為m,電量為q的帶正電粒子(不計重力)從o點由靜止釋放,o、p、q三點在同一水平線上,op=l,帶電粒子恰好從m點離開磁場,求:(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度b的大小。(2)粒子從o點到m點經(jīng)歷的時間。10.(20分)(2011天津高考)回旋加速器在核科學(xué)、核技術(shù)、核醫(yī)學(xué)等高新技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,有力地推動了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。(1)當(dāng)今醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備pet/ct堪稱“現(xiàn)代醫(yī)學(xué)高科技之冠”,它在醫(yī)療診斷中,常利用能放射正電子的同位素碳11作示蹤原子。碳11是由小型回旋加速器輸出的高速質(zhì)子轟擊氮14獲得,同時還產(chǎn)生另一粒子,試寫出核反應(yīng)方程。若碳11的半衰期為20min,經(jīng)2.0h剩余碳11的質(zhì)量占原來的百分之幾?(結(jié)果取2位有效數(shù)字)(2)回旋加速器的原理如圖,d1和d2是兩個中空的半徑為r的半圓金屬盒,它們接在電壓一定、頻率為f的交流電源上,位于d1圓心處的質(zhì)子源a能不斷產(chǎn)生質(zhì)子(初速度可以忽略,重力不計),它們在兩盒之間被電場加速,d1、d2置于與盒面垂直的磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場中,若質(zhì)子束從回旋加速器輸出時的平均功率為p,求輸出時質(zhì)子束的等效電流i與p、b、r、f的關(guān)系式(忽略質(zhì)子在電場中的運(yùn)動時間,其最大速度遠(yuǎn)小于光速)。(3)試推理說明:質(zhì)子在回旋加速器中運(yùn)動時,隨軌道半徑r的增大,同一盒中相鄰軌道的半徑之差r是增大、減小還是不變?答案解析1.【解析】選c。離子所受的電場力f=qe,洛倫茲力f洛=qvb,qu=12mv2,離子向上偏轉(zhuǎn),電場力大于洛倫茲力,故要使離子沿直線運(yùn)動,可以適當(dāng)增加u,增加速度,洛倫茲力增大,c正確;也可適當(dāng)減小e或增大b,電場力減小或洛倫茲力增大,a、b、d錯誤。2.【解析】選b。畫出平面圖如圖所示,由左手定則可知,自由電子向上表面偏轉(zhuǎn),故下表面電勢高,故選項b正確,a錯誤;再根據(jù)eud=evb,i=nesv=nebdv得n=bieub,故選項c、d均錯誤。3.【解析】選d。由帶電粒子在磁場b2中的偏轉(zhuǎn)方向可知,粒子帶正電,選項a錯誤;帶電粒子在如題圖所示的速度選擇器中受到兩個力平衡,即qvb=qe,因為受到的洛倫茲力方向向上,故受到的電場力方向向下,則p1極板帶正電,選項b錯誤;帶電粒子在右側(cè)的偏轉(zhuǎn)磁場中,半徑r=mvqb2,則比荷qm越小,半徑越大,選項d正確,選項c錯誤。4.【解析】選b。根據(jù)圖示可知,正離子做逆時針方向的勻速圓周運(yùn)動,負(fù)離子做順時針方向的勻速圓周運(yùn)動,磁場方向應(yīng)垂直圓環(huán)平面向里,選項a錯誤;離子在加速電場中,qu=12mv2,在環(huán)狀空腔中的圓周運(yùn)動滿足qvb=mv2r,則b=1r2muq,對于比荷相等的正、負(fù)離子,加速電壓一定,運(yùn)動半徑一定,則離子比荷越大,所需磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度越小,選項b正確;離子在磁場中的運(yùn)動速度為v=qbrm,磁感應(yīng)強(qiáng)度相同,半徑一定,比荷相同,正、負(fù)離子做圓周運(yùn)動的速度相等,質(zhì)量大的離子,其動能一定大,選項c錯誤;離子在環(huán)狀空腔磁場中的運(yùn)動時間為t=t2=mqb,與加速電壓無關(guān),選項d錯誤。5.【解析】選d。在電磁場中,正離子受到的洛倫茲力f洛與電場力f電相等,從而做直線運(yùn)動,有eq=qvb1,v=eb1,即所有正離子速度都相同,當(dāng)正離子進(jìn)入磁場b2中時,r=mvqb2,正離子分成幾束,則r不同,比荷一定各不相同,d正確。6.【解析】選b、d。小物塊沿斜面下滑對斜面作用力為零時受力分析如圖所示,小物塊受到重力mg和垂直于斜面向上的洛倫茲力f,故小物塊帶負(fù)電荷,a錯誤;小物塊在斜面上運(yùn)動時合力等于mgsin保持不變,做勻加速直線運(yùn)動,b正確,c錯誤;小物塊在斜面上下滑過程中,當(dāng)小物塊對斜面壓力為零時有qvb=mgcos,則有v=mgcosbq,d正確。7.【解題指南】解答該題的思路:(1)先根據(jù)帶電油滴做直線運(yùn)動,分析其做的是勻速直線運(yùn)動。(2)再根據(jù)左手定則,利用假設(shè)法分析洛倫茲力的方向,分析是否滿足合力為零,并確定電性。(3)最后確定電場的方向?！窘馕觥窟xa、c。油滴在運(yùn)動過程中受到重力、電場力及洛倫茲力的作用,因洛倫茲力的方向始終與速度方向垂直,大小隨速度的改變而改變,而電場力與重力的合力是恒力,所以油滴做勻速直線運(yùn)動;又因電場力一定在水平方向上,故洛倫茲力的方向是斜向上方的,因而當(dāng)油滴帶正電時,應(yīng)該由m點向n點運(yùn)動,故選項a正確,b錯誤。若電場方向水平向右,則油滴需帶負(fù)電,此時斜向右上方與mn垂直的洛倫茲力對應(yīng)油滴從n點運(yùn)動到m點,即選項c正確。同理,電場方向水平向左時,油滴需帶正電,油滴是從m點運(yùn)動到n點的,故選項d錯誤。8.【解題指南】解答本題可按以下思路進(jìn)行:(1)正離子在電場中,由于電場力的作用做加速運(yùn)動;(2)正離子在磁場中,洛倫茲力提供向心力,做圓周運(yùn)動?！窘馕觥窟xb、c、d。磷離子p+和p3+的質(zhì)量相等,在電場中所受的電場力之比為13,所以加速度之比為13,a項錯誤;離開電場區(qū)域時的動能之比為13,初速度可忽略的磷離子p+和p3+,經(jīng)電壓為u的電場加速后,由動能定理可得,離開電場區(qū)域時的動能之比為它們的帶電量之比,即13,d項正確;在磁場中做圓周運(yùn)動時洛倫茲力提供向心力qvb=mv2r,可得r=mvqb,r1r2=mv1q1bmv2q2b=31,b項正確;設(shè)p+在磁場中的運(yùn)動半徑為3r,由幾何知識可得磁場的寬度為32r,而p3+的半徑為r,由幾何知識可得p3+在磁場中轉(zhuǎn)過的角度為60,p+在磁場中轉(zhuǎn)過的角度為30,所以磷離子p+和p3+在磁場中轉(zhuǎn)過的角度之比為12,c項正確。9.【解析】(1)離子在電場中加速的過程中,由動能定理得:qu=12mv2(1分)離子進(jìn)入磁場后做勻速圓周運(yùn)動,則:qvb=mv2r(1分)聯(lián)立式解得:u=qb2r22m(1分)(2)在t時間內(nèi)收集到的離子的總電荷量為:q=it(1分)這些離子個數(shù)為:n=qq(1分)離子的總質(zhì)量為:m=nm(1分)聯(lián)立式解得:m=mitq(1分)(3)由式得:r=1b2muq(1分)由于電壓在uu之間有微小變化,鈾235離子在磁場中運(yùn)動的最大半徑為:rmax=1b2m(u+u)q(1分)設(shè)m為鈾238的離子質(zhì)量,鈾238離子在磁場中運(yùn)動的最小半徑為:rmin=1b2m(u-u)q(1分)兩種離子在磁場中運(yùn)動的軌跡不發(fā)生交疊的條件為:rmaxrmin(1分)即:1b2m(u+u)q1b2m(u-u)q(1分)解得:uum-mm+m(2分)設(shè)u為原子質(zhì)量單位,則:uu238u-235u238u+235u(1分)解得:uuv丙v乙,則三個小球釋放位置的高度滿足h甲h丙h乙,由于三個小球運(yùn)動過程中只有重力做功,則均保持機(jī)械能不變。由以上分析可知本題正確選項為c、d,選項a、b錯誤。7.【解析】選a、d。由左手定則可判斷洛倫茲力方向向上,圓環(huán)受到豎直向下的重力、垂直桿的彈力及向左的摩擦力,當(dāng)洛倫茲力初始時刻小于重力時,彈力方向豎直向上,圓環(huán)向右減速運(yùn)動,隨著速度減小,洛倫茲力減小,彈力越來越大,摩擦力越來越大,故做加速度增大的減速運(yùn)動,直到速度為零而處于靜止?fàn)顟B(tài),選項中沒有對應(yīng)圖像;當(dāng)洛倫茲力初始時刻等于重力時,彈力為零,摩擦力為零,故圓環(huán)做勻速直線運(yùn)動,a正確;當(dāng)洛倫茲力初始時刻大于重力時,彈力方向豎直向下,圓環(huán)做減速運(yùn)動,速度減小,洛倫茲力減小,彈力減小,在彈力減小到零的過程中,摩擦力逐漸減小到零,故圓環(huán)做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動,摩擦力為零時,開始做勻速直線運(yùn)動,d正確。8. 【解析】選a、d。帶電粒子在勻強(qiáng)電場中做類平拋運(yùn)動,水平方向做勻加速直線運(yùn)動,豎直方向做勻速直線運(yùn)動,出電場時與y軸成45角,水平速度與豎直速度相等,則由水平方向t1=dv=2dv0,則豎直方向的位移y=v0t1=2d,帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動,恰好垂直于x軸進(jìn)入下面的磁場,則由幾何關(guān)系可求出粒子的半徑為r=22d且r=mvqb=2mv0qb,粒子垂直進(jìn)入下面磁場中繼續(xù)做勻速圓周運(yùn)動,又垂直x軸出磁場,粒子自進(jìn)入磁場至第二次經(jīng)過x軸所用時間為t2=2t=7422mqb=7d2v0,自進(jìn)入電場至在磁場中第二次經(jīng)過x軸的時間為t=t1+t2=(4+7)d2v0,故選a、d。9.【解析】(1)設(shè)粒子運(yùn)動到p點時速度大小為v,由動能定理得:qel=12mv2(2分)粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動,半徑r=l(1分)qvb=mv2r(2分)由得:b=2meql(2分)(2)設(shè)粒子在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動時間為t1,由牛頓第二定律及勻變速直線運(yùn)動規(guī)律得:eq=ma(2分)l=12at12(2分)由式得:t1=2mlqe(1分)粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動的周期t=2mqb,運(yùn)動時間為t2=14t解得:t2=2ml2qe(2分)粒子從o點運(yùn)動到m點經(jīng)歷的時間t=t1+t2=4+42mlqe(2分)答案:(1)2meql(2)4+42mlqe10.【解題指南】解答本題時可按以下思路分析:(1)書寫核反應(yīng)方程時應(yīng)該注意質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒,注意理解半衰期的意義。(2)質(zhì)子在回旋加速器中的運(yùn)動過程分為兩部分:一是交變的電場中的加速,二是勻強(qiáng)磁場中的圓周運(yùn)動,然后根據(jù)條件求解?！窘馕觥?1)核反應(yīng)方程為714n+11h611c+24he(2分)設(shè)碳11原有質(zhì)量為m0,經(jīng)過t1=2.0h剩余的質(zhì)量為m,根據(jù)半衰期定義有mm0=(12)t1=(12)120201.6%(1分)(2)設(shè)質(zhì)子的質(zhì)量為m,電荷量為q,質(zhì)子離開加速器時速度大小為v,由牛頓第二定律得qvb=mv2r(2分)質(zhì)子運(yùn)動的回旋周期為t=2rv=2mqb(1分)由回旋加速器原理可知,交流電源的頻率與質(zhì)子回旋頻率相同,由周期t與頻率f的關(guān)系得f=1t(1分)設(shè)在t時間內(nèi)離開加速器的質(zhì)子數(shù)為n,則質(zhì)子束從回旋加速器輸出時的平