高中物理α粒子散射实验试题

如图所示，在x轴的上方（y＞0的空间内）存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一个不计重力的带正电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成45°角，若粒子的质量为m，电量为q，则（1）该粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径为          ；（2）粒子在磁场中运动的时间为           ；（3）该粒子射出磁场的位置坐标为                。

如图所示的坐标平面内,在y轴的左侧存在垂直纸面向外、磁感应强度大小B₁=0.20T的匀强磁场,在y轴的右侧存在垂直纸面向里、宽度d=0.125m的匀强磁场B₂.某时刻一质量m=2.0×10^-8kg、电量q=+4.0×10^-4C的带电微粒（重力可忽略不计）,从x轴上坐标为（-0.25m,0）的P点以速度v=2.0×10³ m/s沿y轴正方向运动.试求:

（1）微粒在y轴的左侧磁场中运动的轨道半径;
（2）微粒第一次经过y轴时速度方向与y轴正方向的夹角;
（3）要使微粒不能从右侧磁场边界飞出,B₂应满足的条件

如右图所示，有界匀强磁场边界线SP//MN，速率不同的同种带电粒子（重力不计）从S 点沿SP方向同时射入磁场。其中穿过a点的粒子速度v₁与MN垂直，穿过b点的粒子速度v₂与MN成60°角，设两粒子从S到a、b所需时间分别为t₁和t₂。
（1）在图上画出两粒子的运动轨迹；
（2）求v₁:v₂；
（3）求t₁:t₂。

如图所示，NM的上侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度的大小为B。一带负电的粒子（不计重力）从P处以垂直于MN的初速度射入磁场区域，最后通过点。已知此粒子的比荷，求：
（1）P间的距离L？
（2）粒子从P运动到需要多长的时间？

如图所示，直角三角形ABC区域中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子沿AB方向射入磁场，

2,4,6

分别从AC边上的P、Q两点射出，则

A．从P射出的粒子速度大

B．从Q射出的粒子速度大

C．从P射出的粒子，在磁场中运动的时间长

D．两粒子在磁场中运动的时间一样长

如图所示，在x＜0与x ＞0的区域中，存在磁感应强度大小分别为B₁与B₂的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面向里，且B₁＞B₂。一个带负电荷的粒子从坐标原点O以速度V沿x轴负方向射出，要使该粒子经过一段时间后又经过O点，B₁与B₂的比值应满足什么条件？

 
 
 
 

在以坐标原点为中心、边长为L的正方形EFGH区域内，存在磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示。在A处有一个粒子源，可以连续不断的沿-x方向射入速度不同的带电粒子，且都能从磁场的上边界射出。已知粒子的质量为m，电量大小为q，重力不计，不考虑粒子间的相互作用。

（1）试判断粒子的电性；
（2）求从F点射出的粒子在磁场中运动的时间；
（3）若粒子以速度射入磁场，求粒子由EF边射出时的位置坐标。

如图所示，在半径为R的圆内有一磁感应强度为B的向外的匀强磁场，一质量为m、电荷量为q的粒子（不计重力），从A点对着圆心方向垂直射入磁场，从C点飞出，则（   ）

A．粒子带负电

B．粒子的轨道半径为R

C．带电粒子从C点飞出时，速度偏转角为120°

D．粒子在磁场中运动的时间为

如图所示，在X轴上方有匀强磁场B，一个质量为，带电荷量为的粒子，以速度从O点射入磁场，角已知，粒子重力不计，求：
(1)粒子在磁场中运动的时间；
(2)粒子离开磁场的位置与O点间的距离。

1998年6月2日，我国科学家研制的阿尔法磁谱仪由“发现号”航天飞机搭载升空，用于探测宇宙中的反物质和暗物质（即反粒子）——，如₁³H反粒子_-1³H．该磁谱仪核心部分截面区域是半径为r的圆形磁场，P为入射窗口，各粒子从P射入速度相同，均直径方向，Pabcde为圆周上等分点，如反质子射入后打在a点，则反氘核粒子射入将打在何处，具偏转角多少？

下图所示的圆形区域内存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，该区域的半径为R．一质量为m、带电量为q的带电粒子，以速率v₀()从圆周上的A点射入，v₀的方向限定在纸面内．求粒子沿什么方向入射，能有最大偏转角？最大偏转角是多大？

 

一个质量为m,带电量为+q的带电粒子(不计重力),从图中原点O处以初速v₀射入一个有界的匀强磁场中,已知v₀方向为+y方向,匀强磁场的方向垂直于纸面向外(即+z方向),磁感应强度大小为B,它的边界为半径是r的圆形,O点恰在它的圆周上．粒子进入磁场后将做匀速圆周运动，已知它做圆周运动的轨道半径比圆形磁场的半径r大．

(1)改变这个圆形磁场区域的圆心的位置,可改变粒子在磁场中的偏转角度．求粒子在磁场中的最大偏转角度(用反三角函数表示)．
(2)当粒子在磁场中的偏转角度最大时,它从磁场中射出后沿直线前进一定能打到x轴上，求满足此条件的r的取值范围．
 

如图所示，在虚线MN的上下两边都存在着方向垂直纸面向里的匀强磁场，上方的磁感强度为B₁，下方的磁感强度为B₂，已知B₂=2B₁．一个质量为m、带电量为q的带电粒子(不计重力)以初速v₀从MN上的A点由下方垂直于MN射入上方的磁场区．已知它在运动过程中先后两次经过MN上的B点，且这两次之间的时间间隔为t．求

(1)磁感强度B₁和B₂的大小．
(2)AB间距离的可能值．
 

如下图所示，半径为R＝10cm的匀强磁场区域边界跟Y轴相切于坐标原点O，磁感强度B＝0.322T，方向垂直纸面向里，在O处有一放射源S，可沿纸面向各个方向射出速率为V＝3.2×的α粒子．已知α粒子质量m＝6.4×，电量q＝3.2×．


(1)画出α粒子通过磁场空间做圆周运动的圆心点的轨迹．
(2)求出α粒子通过空间的最大偏转角．
 

匀强磁场仅存在于两平行极板之间，磁感强度为B，各部分长度如图．现有质量为m，电量为q的电子(不计重力)，从左边中点平行于板射入，欲使其打在极板上，求电子的速率应该在什么范围?