高中物理α粒子散射实验试题

在光滑绝缘的水平面（纸面）上建有如图所示的平面直角坐标系，在此水平面上可视为质点的不带电小球a静止于坐标系的原点O，可视为质点的带正电小球b静止在坐标为（0，-h）的位置上。现加一方向沿y轴正方向、电场强度大小为E、范围足够大的匀强电场，同时给a球以某一速度使其沿x轴正方向运动。当b球到达坐标系原点O时速度为v₀，此时立即撤去电场而改加一方向垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B、范围足够大的匀强磁场，最终b球能与a球相遇。求：
b球的比荷；
从b球到达原点O开始至b球与a球相遇所需的时间；
撤去电场时，a球的位置坐标。

如图宽为d的有界磁场的边界为PQ、MN，一个质量为m，带电荷量为-q的微粒沿图示方向垂直射入磁场，磁感应强度为B，要使该粒子不能从边界MN射出，此粒子入射速度的最大值是多大？

如图所示，在边长为L的正方形ABCD 区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场．一带电粒子（重力不计）以速度v 沿AB 边方向射人磁场，之后粒子恰好从CD 边的中点E 射出，则

A．该粒子一定带负电

B．该粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为L/2

C．若该粒子射人磁场的速度大小为2v，方向不变，则粒子将从BC 边的中点F 射出

D．若该粒子射人磁场的速度大小为2v，方向不变，则粒子在磁场中的运动时间是原来的1/2

如图所示，PQ、MN两极板间存在匀强电场，MN极板右侧的长为，宽为2L的虚线区域内有垂直纸面的匀强磁场B。现有一初速度为零、带电量为q、质量为m的离子(不计重力)从PQ极板出发，经电场加速后，从MN上的小孔A垂直进入磁场区域，并从NF边界上某点垂直于虚线边界射出。求：

(1)匀强磁场的方向；
(2)PQ、MN两极板间电势差U；
(3)若带点粒子能从NF边界射出，则PQ、MN两极板间电势差的范围是多少？

如图所示，直角三角形ABC中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子沿AB方向自A点射入磁场，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，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图。若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是 （   ）

A．a粒子动能最大

B．c粒子速率最大

C．c粒子在磁场中运动时间最长

D．它们做圆周运动的周期

如图所示，一个质量为m，电荷量为q的带电粒子（重力不计），沿着垂直磁场边界方向，在a点射入磁感强度为B、宽度为d的匀强磁场，粒子速度方向和B垂直，粒子从b 点射出磁场，出射点与入射点a的竖直距离为．则．以下说法正确的是：(　　)

A.此粒子一定带负电；
B.粒子经过磁场时动能不变
C.带电粒子射入磁场时的速率为
D.粒子做圆周运动的轨迹半径等于

(15分)如图所示，虚线OC与y轴的夹角θ=60°，在此角范围内有一方向垂直于xOy平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。虚线OC与x轴所夹范围内有一沿x轴正方向、电场强度大小为E的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子a(不计重力)从y轴的点M（0，L）沿x轴的正方向射入磁场中。求：

（1）要使粒子a从OC边界离开磁场后竖直向下垂直进入匀强电场，经过匀强电场后从x轴上的P点（图中未画出）离开，则该粒子射入磁场的初速度v₁和OP的距离分别为多大？
（2）若大量粒子a同时以从M点沿xOy平面的各个方向射入磁场中，则从OC边界最先射出的粒子与最后射出的粒子的时间差。

如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场（磁场足够大），一对正、负电子分别以相同速度沿与x轴成30°角的方向从原点垂直磁场射入，则负电子与正电子在磁场中运动时间之比为（不计正、负电子间的相互作用力）（ ）．

A．1∶

B．2∶1

C．∶1

D．1∶2

如图所示，等离子气流（由高温高压的等电量的正、负离子组成）由左方连续不断的以速度v₀射入P₁和P₂两极板间的匀强磁场中，ab和cd的作用情况为：0～1 s内互相排斥，1～3 s内互相吸引，3～4 s内互相排斥．规定向左为磁感应强度B的正方向，线圈A内磁感应强度B随时间t变化的图象可能是（ ）

  

如图所示，有一对平行金属板，两板相距为0.05m．电压为10V；两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B₀=0.1T，方向与金属板面平行并垂直于纸面向里．图中右边有一半径R为0.1m、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里．一正离子沿平行于金属板面，从A点垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿直线射出平行金属板之间的区域，并沿直径CD方向射入圆形磁场区域，最后从圆形区域边界上的F点射出．已知速度的偏向角，不计离子重力．求：

（1）离子速度v的大小；
（2）离子的比荷；
（3）离子在圆形磁场区域中运动时间t．

如图所示，磁感应强度B.电荷运动的速度v和磁场对电荷的作用力F的方向的相互关系正确的是（四幅图中B.v、F方向都是两两垂直）

如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场，经过△t时间从C点射出磁场，OC与OB成60°角．现将带电粒子的速度变为v/3，仍从A点沿原方向射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的运动时间变为(  )

A．

B．

C．

D．

如图所示，在一底边长为2L，底角θ =45°的等腰三角形区域内（O为底边中点）有垂直纸面向外的匀强磁场。现有一质量为m，电量为q的带正电粒子从静止开始经过电势差为U的电场加速后，从O点垂直于AB进人磁场，不计重力与空气阻力的影响。

（1）求粒子经电场加速射人磁场时的速度；
（2）若要进人磁场的粒子能打到OA板上，求磁感应强度B的最小值；
（3）设粒子与AB板碰撞后，电量保持不变并以与碰前相同的速率反弹。磁感应强度越大，粒子在磁场中的运动时间也越大。求粒子在磁场中运动的最长时间。

贝克勒尔发现天然放射现象，揭开了人类研究原子核结构的序幕。人们发现原子序数大于83的所有天然存在的元素都具有放射性，它们同时放出α、β、γ射线。如图所示，若将放射源分别放在匀强电场和匀强磁场中，并使电场和磁场与射线射出的方向垂直。由于场的作用带电的射线将发生偏转。以下说法正确的是

A．①和甲为α射线，③和丙是β射线	B．①和丙为α射线，③和甲是β射线
C．①和甲为γ射线，②和乙是β射线	D．②和乙是γ射线，③和丙是α射线