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题型：综合题题类：常考题难易度：普通

北京市门头沟区2018届高三上学期物理期末考试试卷

在现代科学实验和技术设备中经常用电场或磁场控制带电粒子的运动。如图甲所示的装置由两部分构成，电子枪部分实现对电子加速，由偏转电场实现对电子的偏转。金属丝附近的电子被加速后，沿着中心线O O′进入偏转场。已知电子的质量为m ，电荷量为e ，不计电子重力及电子间的相互作用力，设电子刚刚离开金属丝时的速度为零。

（1）、电子枪的加速电压为 $\text{[math]}$ ，求电子从金属板小孔穿出时的速度v₀的大小；

（2）、设平行板两板间距为d ，两板长度均为L ，两平行板板间所加电压为 $\text{[math]}$ ，求电子射出偏转电场时在垂直于板面方向偏移的距离 $\text{[math]}$ ；

（3）、如何实现对电子精准控制，是设计者十分关心的问题。请你回答

①如果只改变偏转电场的电压 $\text{[math]}$ ，能使电子穿过平行板，分析电压 $\text{[math]}$ 的取值范围；

②如果在两板间加磁场控制该电子(如图乙所示)，仍能使电子穿过平行板，分析所加匀强磁场的磁感应强度B取值范围。

举一反三

如图所示，光滑水平面AB和竖直面内的光滑 $\text{[math]}$ 圆弧导轨在B点平滑连接，导轨半径为R。质量为m的带正电小球将轻质弹簧压缩至A点后由静止释放，释放前弹簧的弹性势能为 $\text{[math]}$ ，脱离弹簧后经过B点，之后沿轨道BO运动恰好到达O点。以O为坐标原点建立直角坐标系xOy，在 $\text{[math]}$ 区域有方向与x轴夹角为 $\text{[math]}$ 的匀强电场，小球在运动过程中电荷量保持不变，重力加速度为g。求：

（1）求匀强电场的场强E；

（2）小球到达B点刚进入圆弧轨道时对B点的压力；

（3）若将匀强电场的场强大小调整为 $\text{[math]}$ ，方向水平向右，其他条件不变，求在小球离开弹簧后，运动过程中的最小速度。

如图所示，两足够大的金属板P、Q水平放置，两金属板正中间有一水平放置的接地金属网G，金属板P、Q的电势均为 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ >0）。金属网G上方固定着比荷均为k的两带正电粒子a、b，它们到金属网G的距离均为h。某时刻将粒子a以水平速度v₀向右抛出，同时粒子b由静止释放，若粒子a从开始运动到第一次通过金属网G时水平位移为2h，一段时间后两粒子相遇，相遇时粒子b的速度大小为v₀。两粒子的重力及它们间的相互作用可忽略，两粒子在两板间运动时不会与金属网G相撞。下列说法正确的是（　　）

某种负离子空气净化原理如图所示。由空气和带负电的灰尘颗粒物（视为小球）组成的混合气流进入由一对平行金属板构成的收集器。在收集器中，空气和带电颗粒沿板方向的速度 $\text{[math]}$ 保持不变。在匀强电场作用下，带电颗粒打到金属板上被收集，已知金属板长度为L，间距为d、不考虑重力影响和颗粒间相互作用。

（1）若不计空气阻力，质量为m、电荷量为 $\text{[math]}$ 的颗粒恰好全部被收集，求两金属板间的电压 $\text{[math]}$ ；

（2）若计空气阻力，颗粒所受阻力与其相对于空气的速度v方向相反，大小为 $\text{[math]}$ ，其中r为颗粒的半径，k为常量。假设颗粒在金属板间经极短时间加速达到最大速度。

a、半径为R、电荷量为 $\text{[math]}$ 的颗粒恰好全部被收集，求两金属板间的电压 $\text{[math]}$ ；

b、已知颗粒的电荷量与其半径的平方成正比，进入收集器的均匀混合气流包含了直径为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的两种颗粒，若 $\text{[math]}$ 的颗粒恰好100%被收集，求 $\text{[math]}$ 的颗粒被收集的百分比。

如图所示，两相同极板A与B的长度为L，相距为d，极板间的电压为U。一个质量为m的带电小液滴沿平行于板面的方向从AB极板射入电场中，恰好沿直线穿过板间。把两板间的电场看作匀强电场， $\text{[math]}$ 。

XCT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，可用于对多种病情的探测。图甲是某种XCT机主要部分的剖面图，其产生X射线部分的示意图如图乙所示。图乙中M、N之间有一电子束的加速电场，虚线框内为偏转元件中的匀强偏转电场S（方向竖直向上）；经调节后电子从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，出电场后速度与水平方向成30°，打到水平圆形靶台上的中心点P，产生X射线（如图中带箭头的虚线所示）。已知MN两端的电压为U₀ ，偏转电场区域水平宽度为L₀ ，竖直高度足够长，偏转电场强度的大小为 $\text{[math]}$ ， P点到偏转电场右边界距离为L，忽略电子的重力影响，不考虑电子间的相互作用及电子进入加速电场时的初速度，不计客气阻力。求：

如图所示是一个示波管工作的原理图，电子经过加速后以速度v₀垂直进入偏转电场，离开电场时偏转量是h，两个平行板间距离为d，电势差为U，板长为l，每单位电压引起的偏转量（ $\text{[math]}$ ）叫示波管的灵敏度，若要提高其灵敏度。可采用下列哪种办法（　　）

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