《浙江省2017年高中物理选考复习：带电粒子运动部分复习策略（共68张）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浙江省2017年高中物理选考复习：带电粒子运动部分复习策略（共68张）（68页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,基于学生思维障碍的试题研究 以“带电粒子运动”为例,一、三次选考试题的研究：,1.源于教材（寻根）,2.与历年浙江理综试题的差异,3.本届学生在这一试题中的障碍,本届学生与往届学生的不同,高一赶时间，进度快、基础薄弱,高二节奏快，复习缺乏系统性,高三选考后，思想波动大,具体的问题：,学生想说的话,学生表现出来的问题,具体的问题：,学生想说的话,学生表现出来的问题,类平抛？,旋轮线（摆线）,太乱了！,1.拆分题目，回归书本寻原型,二、最后阶段的应对策略,2 .运用小结论快速寻找解题思路、临界条件,4 .动量结合点,5 .规范解答,3 .思维导图,1.拆分题目，回归书本寻原型,2015年10月第
2、23题,二、最后阶段的应对策略,2016年4月第22题,2016年10月第23题,1.拆分题目，回归书本寻原型,二、最后阶段的应对策略,2 .运用小结论快速寻找解题思路、临界条件,4 .动量结合点,5 .规范解答,3 .思维导图,2 .运用小结论快速寻找解题思路、临界条件,单边界进出,圆边界沿径向进出,圆旋转（同源等速率异向运动的带电粒子 ）,圆缩放（同源异速率同向运动的带电粒子 ）,磁聚焦,磁发散,反向磁场，出入速度平行的条件B1L1=B2L2,圆边界非径向进出,单边界进出,圆边界沿径向进出,圆边界非径向进出,圆旋转 （同源等速率异向运动的带电粒子 ）,如图,在一水平放置的平板MN上方有匀强
3、磁场,磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于纸面向里,许多质量为m,带电量为+q的粒子,以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向,由小孔O射入磁场区域,不计重力,不计粒子间的相互影响。求带电粒子能经过的区域的面积大小,相同的入射位置,相同的入射速率,不同的入射方向,v,以速率 v 沿纸面各个方向由小孔O射入磁场,B,v,各粒子的运动轨迹如图实线示:,带电粒子可能经过的区域阴影部分如图斜线示,S为电子源，它在纸面360度范围内发射速度大小为v0，质量为m，电量为q的电子（q0），MN是一块足够大的竖直挡板，与S的水平距离为L，挡板左侧充满垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为mv0/qL，求挡板被电
4、子击中的范围为多大？,S,圆缩放 （同源异速率同向运动的带电粒子 ）,相同的入射位置,相同的入射方向,不同的入射速率,下图是足够长的矩形匀强磁场区域，宽为2d，带正电粒子（不计重力）以不同的速度大小从左边界中点O射入磁场，入射方向均与边界角度为，已知带电粒子的质量为m，电荷量为q，匀强磁场磁感应强度为B，求速度大小分别满足哪些条件时，带电粒子会从磁场的左边界，上边界，下边界射出。,量变积累到一定程度发生质变，出现临界状态（轨迹与边界相切）,磁发散,圆形磁场区域半径R与轨迹圆半径r相等,例、如图xOy坐标系，第一象限有一对电压为U1=3104V的平行金属板，板间距离和板长均为L=40cm，板的右
5、侧有一粒子接收器屏，下极板刚好在x轴上且带正电，第二象限有一半径为R=20cm的圆形匀强磁场，分别与x轴y轴在C点和D点相切，磁感应强度B=0.1T 方向垂直直面向外，第三象限有一个半圆形带正电的电极AO，圆心在C点，在其内部存在由电极指向圆心C点的电场，电极与C点的电势差为U2=1104V。现有许多m=6.410-27 kg、q=+3.210-19C的粒子在圆形电极处静止释放。不考虑各场之间的影响和粒子之间的相互作用。求： （1）粒子在C点的速度； （2）粒子击中y轴的范围； （3）粒子接收屏接收到的粒子数和进入平行板总粒子数的比值K。,磁聚焦,圆形磁场区域半径R与轨迹圆半径r相等,反向磁场
6、，出入速度平行的条件B1L1=B2L2,例.扭摆器是同步辐射装置中的插入件，能使粒子的运动轨迹发生扭摆。其简化模型如图：、II两处的条形匀强磁场区边界竖直，相距为L，磁场方向相反且垂直纸面。一质量为m、电量为-q、重力不计的粒子，从靠近平行板电容器MN板处由静止释放，极板间电压为U，粒子经电场加速后平行于纸面射入区，射入时速度与水平和方向夹角=300 （1）当区宽度L1=L、磁感应强度大小B1=B0时，粒子从区右边界射出时速度与水平方向夹角也为300，求B0及粒子在区运动的时间t0 （2）若区宽度L2=L1=L磁感应强度大小B2=B1=B0，求粒子在区的最高点与区的最低点之间的高度差h （3）
7、若L2=L1=L、B1=B0，为使粒子能返回区，求B2应满足的条件 （4）若B1B2，L1L2，且已保证了粒子能从区右边界射出。为使粒子从区右边界射出的方向与从区左边界射出的方向总相同，求B1、B2、L1、L2之间应满足的关系式。,2 .运用小结论快速寻找解题思路、临界条件,单边界进出,圆边界沿径向进出,圆旋转（同源等速率异向运动的带电粒子 ）,圆缩放（同源异速率同向运动的带电粒子 ）,磁聚焦,磁发散,反向磁场，出入速度平行的条件B1L1=B2L2,圆边界非径向进出,1.拆分题目，回归书本寻原型,二、最后阶段的应对策略,2 .运用小结论快速寻找解题思路、临界条件,4 .动量结合点,5 .规范解
8、答,3 .思维导图,2016.04,2017.03绍模,？,？,3 .思维导图,1.拆分题目，回归书本寻原型,二、最后阶段的应对策略,2 .运用小结论快速寻找解题思路、临界条件,4 .动量结合点,5 .规范解答,3 .思维导图,4 .动量结合点,冲量、动量概念的考查,例、正负电子对撞机是一个使正负电子产生对撞的设备，它将各种粒子（如质子、电子等）加速到极高的能量，然后使粒子轰击一固定靶。某同学设计了图示装置来简单模拟。在一相距为d、开有A、B小孔的两竖直平行金属板两端加有电压U，紧靠小孔B处右侧有一半径为r的圆形匀强磁场区域，磁感应强度的方向垂直纸面向里。一质量为m、电量为q的电子从左侧小孔A
9、处由静止释放，电子在加速电场作用下，沿水平方向从右侧小孔B飞出，并沿半径BO射入磁场区域，最后电子垂直打在位于C点的固定靶。已知 ，不计电子重力，求： （1）若电子被固定靶完全吸收，求电子对固定靶的冲量大小； （2）电子从开始运动到打到固定靶的时间； （3）若圆形区域的磁感应强度大小可调节，为了不让电子打在固定靶上且不离开圆形磁场区域，求圆形区域的磁感应强度的最小值。,4.动量结合点,动量守恒的简单应用,例如图所示，LMN是竖直平面内固定的光滑绝缘轨道，MN水平且足够长，LM下端与MN相切。在OP与QR之间的区域内有一竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。C、D是质量为m
10、和4m的绝缘小物块（可视为质点），其中D带有电荷量q，C不带电。现将物块D静止放置在水平轨道的MO段，将物块C从离水平轨道MN距离h高的L处由静止释放，物块C沿轨道下滑进入水平轨道，然后与D相碰，碰后物体C被反弹滑至斜面 处，物体D进入虚线OP右侧的复合场中继续运动，最后从RQ侧飞出复合场区域。求： （1）物块D进入磁场时的瞬时速度vD； （2）若物块D进入磁场后恰好做匀速圆周运动，求所加匀强电场的电场强度E的值及物块D的电性； （3）若物块D飞离复合场区域时速度方向与水平夹角为60，求物块D飞出QR边界时与水平轨道的距离d。,4.动量结合点,动量守恒定律的简单应用,例5在一个高为H=5m的光
11、滑水平桌面上建立直角坐标系，x轴刚好位于桌子的边缘，如图所示为俯视平面图。在第一象限的x=0到x= m之间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=1.0T，第二象限内的平行金属板MN之间加有一定的电压。甲、乙为两个绝缘小球，已知甲球质量 ，带q= C的正电荷，乙球的质量 ，静止在桌子边缘上的B点，即x轴上x= m处；现让甲球从金属板M附近由静止开始在电场中加速，经y轴上y=3m处的A点，垂直y轴射入磁场，甲球恰好能与乙球对心碰撞，碰后沿相反方向弹回，最后垂直于磁场边界PQ射出，而乙球落到地面。假设在整个过程中甲球的电量始终保持不变，重力加速度g=10 m/s2。则 （1）求平行金属板MN之间的电压
12、； （2）求甲球从磁场边界PQ射出时速度大小； （3）求乙球的落地点到桌子边缘（即x轴）的水平距离。,23. 【加试题】如图所示，一足够大的光滑绝缘水平桌面上建一直角坐标系x-O-y，空间存在垂直桌面向下的匀强磁场。一带电小球A（可视为质点）从坐标原点O以速度v沿着轴正方向向射，沿某一轨迹运动，从（0，d）坐标向左离开第I象限。若球A在第I象限的运动过程中与一个静止、不带电的小球B（可视为质点）发生弹性正碰，碰后两球电量均分，不论球B初始置于何处，球A碰后仍沿原轨迹运动。球A、B的质量之比为3：1，不计两球之间的库仑力。,（1）判断带电小球A的电性； （2）若两球碰后恰好在（d/2，d/2）坐
13、标首次相遇，求球B在第I象限初始位置的坐标；,（3）若将球B置于（d/2，d/2）坐标处，球A、B碰后，在球B离开第I象限时撤去磁场，再过时间恢复原磁场，要使得两球此后的运动轨迹没有交点，求t的最小值。,4.动量结合点,动量定理的简单应用,例某种工业上用质谱仪将铀离子从其他相关元素中分离出来，如图所示，铀离子通过U=100KV的电势差加速后进入匀强磁场分离器，磁场中铀离子的路径为半径r=1.00m的半圆，最后铀离子从狭缝出来被收集在一只杯中，已知铀离子的质量m=3.9210-25kg，电量q=3.2010-19C，如果该设备每小时分离出的铀离子的质量M=100mg，则：（为便于计算 ） 1求匀
14、强磁场的磁感应强度 2计一小时内杯中所产生的内能 3计算离子流对杯产生的冲击力,（3）设t时间内有m的离子由速度v变为0，杯对离子流的作用力为F，由动量定理,4.动量结合点,某一方向上动量定理的考查,如图所示，在粗糙的水平面上1.5a2.5a区间放置一探测板（ ）。在水平面的上方存在水平向里,磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场右边界离小孔O距离为a,位于水平面下方离子源C飘出质量为m，电荷量为q，初速度为0的一束负离子，这束离子经电势差为 的电场加速后，从小孔O垂直水平面并垂直磁场射入磁场区域，t时间内共有N个离子打到探测板上。 （1）求离子从小孔O射入磁场后打到板上的位置。 （2）若离子与挡
15、板碰撞前后没有能量的损失，则探测板受到的冲击力为多少？ （3）若射到探测板上的离子全部被板吸收，要使探测板不动，水平面需要给探测板的摩擦力为多少？,4.动量结合点,某一方向上动量定理的考查,例如图（a）所示，水平放置的平行金属板A、B间加直流电压U， A板正上方有 “V”字型足够长的绝缘弹性挡板在挡板间加垂直纸面的交变磁场，磁感应强度随时间变化如图（b），垂直纸面向里为磁场正方向，其中，未知现有一比荷为、不计重力的带正电粒子从靠近B板的C点静止释放，t=0时刻，粒子刚好从小孔O进入上方磁场中，在 t1时刻粒子第一次撞到左挡板，紧接着在t1t2时刻（t1、t2 均为末知）粒子撞到右挡板，然后粒子又从O点竖直向下返回C点此后粒子立即重复上述过程，做周期性运动。粒子与挡板碰撞前后电量不变，沿板的分速度不变，垂直板的分速度大小不变、方向相反，不计碰撞的时间及磁场变化产生的感应影响求： （1）粒子第一次到达O点时的速率； （2）图中B2的大小； （3）金属板A和B间的距离d （4）若粒子每次与绝缘弹性挡板碰撞时间为t0，则每次碰撞板受到的冲击力为多少？,
