浙江新高考選考物理一輪復(fù)習(xí)達標檢測鞏固提能10第八章3題型探究課四帶電粒子在復(fù)合場中的運動

1．如圖所示，真空中存在著下列四種有界的勻強電場E和勻強磁場B區(qū)域，一帶正電的小球(電荷量為＋q，質(zhì)量為m)從該復(fù)合場邊界上方的某一高度由靜止開始下落．那么小球可能沿直線通過下列哪種復(fù)合場區(qū)域()解析：選B.對帶正電的小球進行受力分析可知，只有在選項B所示的復(fù)合場區(qū)域其所受洛倫茲力、重力、電場力可以平衡，故B正確．2．(2020·浙江“七彩陽光”聯(lián)盟聯(lián)考)如圖所示，X1、X2，Y1、Y2，Z1、Z2分別表示導(dǎo)體板左、右，上、下，前、后六個側(cè)面，將其置于垂直Z1、Z2面向外、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中，當電流I通過導(dǎo)體板時，在導(dǎo)體板的兩側(cè)面之間產(chǎn)生霍耳電壓UH.已知電流I與導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)n、電子電荷量e、導(dǎo)體橫截面積S和電子定向移動速度v之間的關(guān)系為I＝neSv.實驗中導(dǎo)體板尺寸、電流I和磁感應(yīng)強度B保持不變，下列說法正確的是()A．導(dǎo)體內(nèi)自由電子只受洛倫茲力作用B．UH存在于導(dǎo)體的Z1、Z2兩面之間C．單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)n越大，UH越小D．通過測量UH，可用R＝eq\f(U,I)求得導(dǎo)體X1、X2兩面間的電阻解析：選C.由于磁場的作用，電子受洛倫茲力，向Y2面聚集，在Y1、Y2平面之間累積電荷，在Y1、Y2之間產(chǎn)生了勻強電場，故電子也受電場力，在Y1、Y2之間也產(chǎn)生了電勢差，故選項A、B錯誤；當自由電子所受的電場力和洛倫茲力平衡時，霍耳電壓UH穩(wěn)定，即有eq\f(eUH,d)＝Bev，又有I＝neSv，即得UH＝eq\f(BdI,neS)，故選項C正確；電流I并不是因霍耳電壓UH而形成的，所以R＝eq\f(U,I)并不成立，選項D錯誤．3．(2020·杭州高三檢測)如圖所示，一帶電塑料小球質(zhì)量為m，用絲線懸掛于O點，并在豎直平面內(nèi)擺動，最大擺角為60°，水平磁場垂直于小球擺動的平面．當小球自左方擺到最低點時，懸線上的張力恰為零，則小球自右方最大擺角處擺到最低點時懸線上的張力為()A．0B．2mgC．4mgD．6mg解析：選C.設(shè)小球自左方擺到最低點時速度為v，則eq\f(1,2)mv2＝mgL(1－cos60°)，此時qvB－mg＝meq\f(v2,L)，當小球自右方擺到最低點時，v大小不變，洛倫茲力方向發(fā)生變化，T－mg－qvB＝meq\f(v2,L)，得T＝4mg，故C正確．4．(2020·1月浙江選考)通過測量質(zhì)子在磁場中的運動軌跡和打到探測板上的計數(shù)率(即打到探測板上質(zhì)子數(shù)與衰變產(chǎn)生總質(zhì)子數(shù)N的比值)，可研究中子(eq\o\al(1,0)n)的β衰變．中子衰變后轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子，同時放出質(zhì)量可視為零的反中微子eq\o(ν,\s\up6(－))e.如圖所示，位于P點的靜止中子經(jīng)衰變可形成一個質(zhì)子源，該質(zhì)子源在紙面內(nèi)各向均勻地發(fā)射N個質(zhì)子．在P點下方放置有長度Lm以O(shè)為中點的探測板，P點離探測板的垂直距離OP為a.在探測板的上方存在方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場．已知電子質(zhì)量me×10－31kgMeV/c2，中子質(zhì)量mnMeV/c2，質(zhì)子質(zhì)量mpMeV/c2(c為光速，不考慮粒子之間的相互作用)．若質(zhì)子的動量p×10－21kg·m·s－1＝3×10－8MeV·s·m－1，(1)寫出中子衰變的核反應(yīng)式，求電子和反中微子的總動能(以MeV為能量單位)；(2)當am，BT時，求計數(shù)率；(3)若a取不同的值，可通過調(diào)節(jié)B的大小獲得與(2)問中同樣的計數(shù)率，求B與a的關(guān)系并給出B的取值范圍．解析：(1)eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(1,1)p＋eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(0,0)eq\o(ν,\s\up6(－))e.ΔEd＝mnc2－(mpc2＋mec2)MeVEkp＝eq\f(p2,2mp)2MeVEe＋Eν＝ΔEd－Ekp8MeV.(2)質(zhì)子運動半徑R＝eq\f(p,eB)m如圖甲所示，打到探測板對應(yīng)發(fā)射角度α＝β＝eq\f(π,6)可得質(zhì)子計數(shù)率為η＝eq\f(\f(4π,3),2π)＝eq\f(2,3).(3)在確保計數(shù)率為η＝eq\f(2,3)的情況下R′＝2a即B＝eq\f(3,200a)T如圖乙所示，恰能打