粒子物理期末考试重点
物理选修3-1粒子在电场中的运动知识总结
物理选修3-1粒子在电场中的运动知识总结带电粒子在电场中的运动是历年高中物理考试的重点和难点，下面是店铺给大家带来的物理选修3-1粒子在电场中的运动知识总结，希望对你有帮助。
高中物理粒子在电场中的运动1、基本粒子不计重力但不是不计质量，如质子，电子，α粒子,氕，氘，氚，带电微粒、带电油滴、带电小球一般情况下都要计算重力。
2、平衡问题：电场力与重力的平衡问题。
mg=Eq3、加速问题(1)由牛顿第二定律解释，带电粒子在电场中加速运动(不计重力)，只受电场力Eq，粒子的加速度为a=Eq/m，若两板间距离为d，则(2)由动能定理解释，可见加速的末速度与两板间的距离d无关，只与两板间的电压有关，但是粒子在电场中运动的时间不一样，d越大，飞行时间越长。
4、偏转问题——类平抛运动在垂直电场线的方向：粒子做速度为v0匀速直线运动。
在平行电场线的方向：粒子做初速度为0、加速度为a的匀加速直线运动带电粒子若不计重力，则在竖直方向粒子的加速度带电粒子做类平抛的水平距离，若能飞出电场水平距离为L，若不能飞出电场则水平距离为x带电粒子飞行的时间：t=x/v0=L/v0——————○1粒子要能飞出电场则：y≤d/2————————○2粒子在竖直方向做匀加速运动：———○3粒子在竖直方向的分速度:——————○4粒子出电场的速度偏角：——————○5由○1○2○3○4○5可得：飞行时间：t=L/vO 竖直分速度：vy=UqL/mdv0侧向偏移量：dmvUqLy2022偏向角：dmvUqL20tan飞行时间：t=L/vO侧向偏移量：y=U2L2/4U1d y’=U2L(L+2L')/4U1d在这种情况下，一束粒子中各种不同的粒子的运动轨迹相同。
即不同粒子的侧移量，偏向角都相同，但它们飞越偏转电场的时间不同，此时间与加速电压、粒子电量、质量有关。
如果在上述例子中粒子的重力不能忽略时，只要将加速度a重新求出即可，具体计算过程相同。
人教 高一物理期末复习资料(重点概念规律)(必修一 必修二 选修31静电场 )
人教高一物理期末复习资料(重点概念规律)〔必修一必修二选修31静电场〕2021-2021学年第二学期高一质检考试重点知识和重点规律复习提纲 必修一第一章 运动的描述1．质点：〔1〕理想物理模型；〔2〕质点判断标准：物体的大小和形状不影响所研究问题。
2．参考系：参照物。
3．位移和路程：〔1〕矢量与标量；“位移等于路程〞〔错误〕。
〔2〕位移的大小不可能大于路程。
4．矢量和标量：〔1〕有、无方向。
〔2〕运算法那么不同。
5．速度：〔1〕矢量。
〔2〕平均速度：tx v =；平均速率：tLv ='。
〔3〕瞬时速度：）当0(→∆∆∆=t txv 。
瞬时速度的大小叫瞬时速率，简称为速率。
6．加速度：〔1〕比值法定义式tva ∆∆=。
〔2〕矢量性：大小表示速度变化快慢；方向表示速度变化〔增大〕的方向，即a 与△v 同向。
7．打点计时器：〔1〕电源电压不同；〔2〕复写纸、墨粉纸；〔3〕阻力不同。
必修一第二章 匀变速直线运动必会知识点 1．匀变速直线运动：〔1〕条件：加速度恒定，且速度V 与加速度a 共线。
〔2〕匀加速直线运动〔a ，v 同向〕；匀减速直线运动〔a ，v 反向〕。
〔3〕匀变速曲线运动 〔a 恒定，a ，v 不共线〕。
2．匀变速直线运动公式 ①0v v a t -= 或 0v vat=+ ；②212x v t at =+ 或 212x vt at =-；③2202ax v v =-④x v t =⋅ ； ⑤22t v vv v +== ；⑥22022x v v v +=；⑦2xa T ∆= 或2()n mx x a n m T -=-3．自由落体运动：〔1〕条件：初速度为零，加速度向下且g a =；〔2〕公式：gt v =；221gt h x ==。
4． 竖直上抛运动：〔1〕条件：初速度竖直向上，加速度向下且g a =；〔2〕公式：gtvv -=0；221gt t v h x -==。
5．伽利略对自由落体运动的研究：〔1〕根本思路：提出问题→合理猜测→数学推理→实验验证→合理外推→得出结论；〔2〕科学思想方法程序：对现象的一般观察→提出假设→运用逻辑〔包括数学〕得出结论→通过实验对结论进行检验→对假说进行修正和推广；〔3〕科学思想方法的核心是把实验和逻辑推理结合起来。
粒子衰变知识点总结
粒子衰变知识点总结一、基本概念1.1 粒子衰变的概念粒子衰变是指一种粒子从一个状态转变为另一个状态的过程。
在粒子物理中，有两种经典的衰变模式：强衰变和弱衰变。
强衰变主要发生在原子核中，它描述了重子的衰变；而弱衰变则涉及到粒子的中微子。
弱衰变是粒子物理学中的一个重要概念，它对于理解基本粒子的相互作用和性质具有重要意义。
1.2 粒子衰变的分类粒子衰变可以按照不同的标准进行分类。
根据粒子的性质，粒子衰变可以分为轻子和重子的衰变。
轻子主要包括电子、中微子、光子等，而重子则是构成原子核的质子和中子。
根据衰变的方式，衰变可以分为单体衰变和多体衰变。
单体衰变指一个粒子自身发生衰变，而多体衰变则涉及多个粒子之间的相互作用。
此外，粒子衰变还可以根据衰变速率的不同进行分类，比如快速衰变和慢速衰变。
1.3 衰变模式和衰变过程粒子衰变的模式和过程是被严格规定的。
在标准模型中，有着详细的理论描述和实验观测。
强衰变和弱衰变的模式和过程有很大的不同，但它们都遵循一定的物理规律。
衰变过程通常包括初始态、中间态和末态三个阶段。
在这个过程中，能量和动量都得到了守恒，这也是粒子衰变过程中最基本的物理规律。
粒子衰变的模式和过程对于粒子物理学的发展有着重要的意义，它们被广泛应用于理论和实验研究中。
二、基本原理2.1 粒子衰变的能量守恒粒子衰变过程中，能量守恒是最基本的物理规律。
在衰变过程中，初始态的能量等于末态的能量，能量总量守恒。
在强衰变和弱衰变中，都有能量守恒的规律，衰变过程中的中间态会吸收或者释放能量，以保持总能量守恒。
能量守恒是衰变过程中最基本的物理规律，它对于理解和描述粒子的衰变过程具有重要的意义。
2.2 粒子衰变的动量守恒粒子衰变过程中，动量守恒是另一个基本的物理规律。
在衰变过程中，初始态的动量等于末态的动量，动量总量守恒。
不管是强衰变还是弱衰变，动量守恒都是必须遵循的规律。
在衰变过程中，粒子的动量会随着衰变而改变，甚至有时会减小到零，但总的动量总量守恒。
高三物理期末复习知识点总结（2篇）
高三物理期末复习知识点总结(1)极性分子之间极性分子的正负电荷的重心不重合，分子的一端带正电荷，另一端带负电荷。
当极性分子相互接近时，由于同极相斥，异极相吸，使分子在空间定向排列，相互吸引而更加接近，当接近到一定程度时，排斥力同吸引力达到相对平衡。
极性分子之间按异极相邻的状态取向。
(2)极性分子与非极性分子之间非极性分子的正负电荷重心是重合的，当非极性分子与极性分子相互接近时，由于极性分子电场的影响，使非极性分子的电子云发生“变形”，从而使原来的非极性分子产生极性。
这样，非极性分子与极性分子之间也就产生了相互作用力。
极性分子对非极性分子有诱导作用。
(3)非极性分子之间非极性分子间不可能产生上述两种作用力，那又是怎样产生作用力的呢我们说非极性分子的正负电荷重心重合是从整体上讲的。
但由于核外电子是绕核高速运动的，原子核也在不断振动之中，原子核外的电子对原子核的相对位置会经常出现瞬间的不对称，正负电荷重心经常出现瞬间的不重合，也就是说非极性分子经常产生瞬时极性，从而使非极性分子间也产生了相互吸引力。
从上述的分析可以看出，无论什么分子之间都存在着相互吸引力，即范德华力。
高三物理期末复习知识点总结（二）本文将对高三物理复习知识点进行总结，帮助学生复习期末考试。
1. 电学知识点总结- 电流和电量：电流是单位时间内通过导体横截面的电荷量的比率，用I表示，单位是安培(A)。
电量是电流通过导体的时间乘以电流，用Q表示，单位是库仑(C)。
- 电压和电势差：电压是单位电荷所具有的能量，用V表示，单位是伏特(V)。
电势差是两点之间单位正电荷所具有的能量差，用ΔV 表示，单位是伏特(V)。
- 电阻和电阻率：电阻是导体阻碍电流流动的程度，用R表示，单位是欧姆(Ω)。
电阻率是导体单位长度和横截面积的比率，用ρ表示，单位是欧姆米(Ω·m)。
- 欧姆定律：在常温下，电流通过的导体两端之间的电压与电流成正比，与电阻成反比。
高考物理带电粒子在磁场中的运动知识点汇总
高考物理带电粒子在磁场中的运动知识点汇总一、带电粒子在磁场中的运动压轴题1．如图所示，MN为绝缘板，CD为板上两个小孔，AO为CD的中垂线，在MN的下方有匀强磁场，方向垂直纸面向外(图中未画出)，质量为m电荷量为q的粒子(不计重力)以某一速度从A点平行于MN的方向进入静电分析器，静电分析器内有均匀辐向分布的电场(电场方向指向O点)，已知图中虚线圆弧的半径为R，其所在处场强大小为E，若离子恰好沿图中虚线做圆周运动后从小孔C垂直于MN进入下方磁场．()1求粒子运动的速度大小；()2粒子在磁场中运动，与MN板碰撞，碰后以原速率反弹，且碰撞时无电荷的转移，之后恰好从小孔D进入MN上方的一个三角形匀强磁场，从A点射出磁场，则三角形磁场区域最小面积为多少？MN上下两区域磁场的磁感应强度大小之比为多少？()3粒子从A点出发后，第一次回到A点所经过的总时间为多少？【答案】（1EqRm（2）212R；11n+；（3）2πmREq【解析】【分析】【详解】（1）由题可知，粒子进入静电分析器做圆周运动，则有：2mvEqR=解得：EqR vm =（2）粒子从D到A匀速圆周运动，轨迹如图所示：由图示三角形区域面积最小值为：22R S = 在磁场中洛伦兹力提供向心力，则有：2mv Bqv R= 得：mv R Bq=设MN 下方的磁感应强度为B 1，上方的磁感应强度为B 2，如图所示：若只碰撞一次，则有：112R mv R B q== 22mvR R B q==故2112B B = 若碰撞n 次，则有：111R mv R n B q==+ 22mvR R B q==故2111B B n =+ （3）粒子在电场中运动时间：1242R mRt v Eqππ== 在MN 下方的磁场中运动时间：211122n m mRt R R v EqR Eqπππ+=⨯⨯== 在MN 上方的磁场中运动时间：232142R mRt v Eq ππ=⨯=总时间：1232mRt t t t Eqπ=++=2．某控制带电粒子运动的仪器原理如图所示，区域PP′M′M 内有竖直向下的匀强电场，电场场强E ＝1.0×103V/m ，宽度d ＝0.05m ，长度L ＝0.40m ；区域MM′N′N 内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B ＝2.5×10－2T ，宽度D ＝0.05m ，比荷qm＝1.0×108C/kg 的带正电的粒子以水平初速度v 0从P 点射入电场．边界MM′不影响粒子的运动，不计粒子重力．(1) 若v 0＝8.0×105m/s ，求粒子从区域PP′N′N 射出的位置；(2) 若粒子第一次进入磁场后就从M′N′间垂直边界射出，求v 0的大小； (3) 若粒子从M′点射出，求v 0满足的条件．【答案】(1)0.0125m (2) 3.6×105m/s. (3) 第一种情况：v 0＝54.00.8()10/21nm s n -⨯+ (其中n ＝0、1、2、3、4)第二种情况：v 0＝53.20.8()10/21nm s n -⨯+ (其中n ＝0、1、2、3)．【解析】 【详解】(1) 粒子以水平初速度从P 点射入电场后，在电场中做类平抛运动，假设粒子能够进入磁场，则竖直方向21··2Eq d t m＝ 得2mdt qE=代入数据解得t ＝1.0×10－6s水平位移x ＝v 0t 代入数据解得x ＝0.80m因为x 大于L ，所以粒子不能进入磁场，而是从P′M′间射出， 则运动时间t 0＝Lv ＝0.5×10－6s ， 竖直位移201··2Eq y t m＝＝0.0125m 所以粒子从P′点下方0.0125m 处射出．(2) 由第一问可以求得粒子在电场中做类平抛运动的水平位移x ＝v 0 2mdqE粒子进入磁场时，垂直边界的速度 v 1＝qE m ·t ＝2qEd m设粒子与磁场边界之间的夹角为α，则粒子进入磁场时的速度为v ＝1v sin α在磁场中由qvB ＝m 2v R得R ＝mv qB 粒子第一次进入磁场后，垂直边界M′N′射出磁场，必须满足x ＋Rsinα＝L 把x ＝v 2md qE R ＝mv qB 、v ＝1v sin α、12qEdv m ＝代入解得 v 0＝L·2EqmdE B v 0＝3.6×105m/s.(3) 由第二问解答的图可知粒子离MM′的最远距离Δy ＝R －Rcosα＝R(1－cosα) 把R ＝mv qB 、v ＝1v sin α、12qEd v m＝12(1cos )12tan sin 2mEd mEd y B q B q ααα-∆==可以看出当α＝90°时，Δy 有最大值，(α＝90°即粒子从P 点射入电场的速度为零，直接在电场中加速后以v 1的速度垂直MM′进入磁场运动半个圆周回到电场)1max 212mv m qEd mEdy qB qB m B q∆===Δy max ＝0.04m ，Δy max 小于磁场宽度D ，所以不管粒子的水平射入速度是多少，粒子都不会从边界NN′射出磁场．若粒子速度较小，周期性运动的轨迹如下图所示：粒子要从M′点射出边界有两种情况， 第一种情况： L ＝n(2v 0t ＋2Rsinα)＋v 0t 把2md t qE =R ＝mv qB 、v 1＝vsinα、12qEdv m＝代入解得 0221221L qE n E v n md n B=⋅++v 0＝ 4.00.821n n -⎛⎫⎪+⎝⎭×105m/s(其中n ＝0、1、2、3、4)第二种情况：L ＝n(2v 0t ＋2Rsinα)＋v 0t ＋2Rsinα把2md t qE =、R ＝mv qB 、v 1＝vsinα、12qEd v m＝02(1)21221L qE n E v n md n B+=⋅++v 0＝ 3.20.821n n -⎛⎫⎪+⎝⎭×105m/s(其中n ＝0、1、2、3)．3．如图所示，在直角坐标系x0y 平面的一、四个象限内各有一个边长为L 的正方向区域，二三像限区域内各有一个高L ，宽2L 的匀强磁场，其中在第二象限内有垂直坐标平面向外的匀强磁场，第一、三、四象限内有垂直坐标平面向内的匀强磁场，各磁场的磁感应强度大小均相等，第一象限的x<L ，L<y<2L 的区域内，有沿y 轴正方向的匀强电场．现有一质量为四电荷量为q 的带负电粒子从坐标(L ，3L/2)处以初速度0v 沿x 轴负方向射入电场，射出电场时通过坐标(0，L)点，不计粒子重力．(1)求电场强度大小E ；(2)为使粒子进入磁场后途经坐标原点0到达坐标(-L ，0)点，求匀强磁场的磁感应强度大小B ；(3)求第(2)问中粒子从进入磁场到坐标(-L ，0)点所用的时间．【答案】（1）2mv E qL =（2）04nmv B qL =n=1、2、3......（3）02L t v π=【解析】本题考查带电粒子在组合场中的运动，需画出粒子在磁场中的可能轨迹再结合物理公式求解．(1)带电粒子在电场中做类平抛运动有： 0L v t =，2122L at =，qE ma = 联立解得： 2mv E qL=(2)粒子进入磁场时，速度方向与y 轴负方向夹角的正切值tan xyv v θ==l 速度大小002sin v v v θ== 设x 为每次偏转圆弧对应的弦长，根据运动的对称性，粒子能到达(一L ，0 )点，应满足L=2nx ，其中n=1、2、3......粒子轨迹如图甲所示，偏转圆弧对应的圆心角为2π；当满足L=(2n+1)x 时，粒子轨迹如图乙所示．若轨迹如图甲设圆弧的半径为R ，圆弧对应的圆心角为2π.则有2R ，此时满足L=2nx 联立可得：22R n=由牛顿第二定律，洛伦兹力提供向心力，则有：2v qvB m R=得：04nmv B qL=，n=1、2、3.... 轨迹如图乙设圆弧的半径为R ，圆弧对应的圆心角为2π.则有222x R ，此时满足()221L n x =+联立可得：()2212R n =+由牛顿第二定律，洛伦兹力提供向心力，则有：222v qvB m R =得：()02221n mv B qL+=，n=1、2、3....所以为使粒子进入磁场后途经坐标原点0到达坐标(-L ，0)点，求匀强磁场的磁感应强度大小04nmv B qL =，n=1、2、3....或()02221n mv B qL+=，n=1、2、3.... (3) 若轨迹如图甲，粒子从进人磁场到从坐标(一L ，0)点射出磁场过程中，圆心角的总和θ=2n×2π×2=2nπ，则02222n n m L t T qB v ππππ=⨯==若轨迹如图乙，粒子从进人磁场到从坐标(一L ，0)点射出磁场过程中，圆心角的总和θ=(2n+1)×2π=(4n+2)π，则2220(42)(42)2n n m Lt T qB v ππππ++=⨯== 粒子从进入磁场到坐标(-L ，0)点所用的时间为02222n n m Lt T qB v ππππ=⨯==或2220(42)(42)2n n m Lt T qB v ππππ++=⨯==4．如图甲所示，在直角坐标系0≤x ≤L 区域内有沿y 轴正方向的匀强电场，右侧有一个以点（3L ，0）为圆心、半径为L 的圆形区域，圆形区域与x 轴的交点分别为M 、N ．现有一质量为m 、带电量为e 的电子，从y 轴上的A 点以速度v 0沿x 轴正方向射入电场，飞出电场后从M 点进入圆形区域，此时速度方向与x 轴正方向的夹角为30°．不考虑电子所受的重力．（1）求电子进入圆形区域时的速度大小和匀强电场场强E 的大小；（2）若在圆形区域内加一个垂直纸面向里的匀强磁场，使电子穿出圆形区域时速度方向垂直于x 轴．求所加磁场磁感应强度B 的大小和电子刚穿出圆形区域时的位置坐标； （3）若在电子刚进入圆形区域时，在圆形区域内加上图乙所示变化的磁场（以垂直于纸面向外为磁场正方向），最后电子从N 点处飞出，速度方向与进入磁场时的速度方向相同．请写出磁感应强度B 0的大小、磁场变化周期T 各应满足的关系表达式．【答案】（1） （2） （3） （n=1，2，3…）（n=1，2，3…） 【解析】（1）电子在电场中作类平抛运动，射出电场时，速度分解图如图1中所示．由速度关系可得：解得：由速度关系得：v y =v 0tanθ=v 0在竖直方向：而水平方向:解得：（2）根据题意作图如图1所示，电子做匀速圆周运动的半径R=L根据牛顿第二定律：解得：根据几何关系得电子穿出圆形区域时位置坐标为（，-）（3）电子在在磁场中最简单的情景如图2所示．在磁场变化的前三分之一个周期内，电子的偏转角为60°，设电子运动的轨道半径为r，运动的T0，粒子在x轴方向上的位移恰好等于r1；在磁场变化的后三分之二个周期内，因磁感应强度减半，电子运动周期T′=2T0，故粒子的偏转角度仍为60°，电子运动的轨道半径变为2r，粒子在x轴方向上的位移恰好等于2r．综合上述分析，则电子能到达N点且速度符合要求的空间条件是：3rn=2L（n=1，2，3…）而：解得：（n=1，2，3…）应满足的时间条件为： (T0+T′)=T而：解得（n=1，2，3…）点睛：本题的靓点在于第三问，综合题目要求及带电粒子运动的半径和周期关系，则符合要求的粒子轨迹必定是粒子先在正B0中偏转60°，而后又在− B0中再次偏转60°，经过n次这样的循环后恰恰从N点穿出．先从半径关系求出磁感应强度的大小，再从周期关系求出交变磁场周期的大小.5．在如图所示的xoy坐标系中，一对间距为d的平行薄金属板竖直固定于绝缘底座上，底座置于光滑水平桌面的中间，极板右边与y轴重合，桌面与x轴重合，o点与桌面右边相距为74d，一根长度也为d的光滑绝缘细杆水平穿过右极板上的小孔后固定在左极板上，杆离桌面高为1.5d，装置的总质量为3m．两板外存在垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场和匀强电场（图中未画出），假设极板内、外的电磁场互不影响且不考虑边缘效应．有一个质量为m、电量为+q的小环（可视为质点）套在杆的左端，给极板充电，使板内有沿x正方向的稳恒电场时，释放小环，让其由静止向右滑动，离开小孔后便做匀速圆周运动，重力加速度取g．求：（1）环离开小孔时的坐标值；（2）板外的场强E2的大小和方向；（3）讨论板内场强E1的取值范围，确定环打在桌面上的范围．【答案】（1）环离开小孔时的坐标值是-14 d；（2）板外的场强E2的大小为mgq，方向沿y轴正方向；（3）场强E1的取值范围为22368qB d qB dm m～，环打在桌面上的范围为1744d d～．【解析】【详解】（1）设在环离开小孔之前，环和底座各自移动的位移为x1、x2．由于板内小环与极板间的作用力是它们的内力，系统动量守恒，取向右为正方向，根据动量守恒定律，有：mx1-3mx2=0 ①而x1+x2=d ②①②解得：x1=34d③x2=1 4 d环离开小孔时的坐标值为：x m=34d-d=-14d（2）环离开小孔后便做匀速圆周运动，须qE2=mg解得：2mgEq=，方向沿y轴正方向（3）环打在桌面上的范围可画得如图所示，临界点为P、Q，则若环绕小圆运动，则R=0.75d ④根据洛仑兹力提供向心力，有：2v qvB mR=⑤环在极板内做匀加速运动，设离开小孔时的速度为v，根据动能定理，有：qE1x1=12mv2⑥联立③④⑤⑥解得：2 138qB d Em=若环绕大圆运动，则R2=（R-1.5d）2+（2d）2 解得：R=0.48d ⑦联立③⑤⑥⑦解得：2 16qB d Em≈故场强E1的取值范围为22368qB d qB dm m～，环打在桌面上的范围为1744d d-～．6．如图，第一象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E，第二、三、四象限存在方向垂直xOy平面向外的匀强磁场，其中第二象限的磁感应强度大小为B，第三、四象限磁感应强度大小相等，一带正电的粒子，从P（-d，0）点沿与x轴正方向成α=60°角平行xOy平面入射，经第二象限后恰好由y轴上的Q点（图中未画出）垂直y轴进入第一象限，之后经第四、三象限重新回到P点，回到P点时速度方向与入射方时相同，不计粒子重力，求：（1）粒子从P 点入射时的速度v 0； （2）第三、四象限磁感应强度的大小B /； 【答案】（1）3EB（2）2.4B 【解析】试题分析：（1）粒子从P 点射入磁场中做匀速圆周运动，画出轨迹如图，设粒子在第二象限圆周运动的半径为r ，由几何知识得： 23603d d dr sin sin α===︒ 根据200mv qv B r =得0233qBdv m=粒子在第一象限中做类平抛运动，则有21602qE r cos t m -︒=（）； 00y v qEt tan v mv α==联立解得03Ev B=（2）设粒子在第一象限类平抛运动的水平位移和竖直位移分别为x 和y ，根据粒子在第三、四象限圆周运动的对称性可知粒子刚进入第四象限时速度与x 轴正方向的夹角等于α．则有：x=v 0t ， 2y v y t =得03222y v y tan x v α===由几何知识可得 y=r-rcosα= 1323r d = 则得23x d =所以粒子在第三、四象限圆周运动的半径为1253239d d R d sin α⎛⎫+ ⎪⎝⎭==粒子进入第三、四象限运动的速度004323v qBdv v cos mα===根据2'v qvB m R=得：B′=2．4B考点：带电粒子在电场及磁场中的运动7．如图所示，真空中有一个半径r=0.5m 的圆柱形匀强磁场区域，磁场的磁感应强度大小B=2×10-3T ，方向垂直于纸面向外，x 轴与圆形磁场相切于坐标系原点O ，在x=0.5m 和x=1.5m 之间的区域内有一个方向沿y 轴正方向的匀强电场区域，电场强E=1.5×103N/C ，在x=1.5m 处竖有一个与x 轴垂直的足够长的荧光屏，一粒子源在O 点沿纸平面向各个方向发射速率相同、比荷9110qm=⨯C/kg 的带正电的粒子，若沿y 轴正方向射入磁场的粒子恰能从磁场最右侧的A 点沿x 轴正方向垂直进入电场，不计粒子的重力及粒子间的相互作用和其他阻力．求：(1)粒子源发射的粒子进入磁场时的速度大小；(2)沿y 轴正方向射入磁场的粒子从射出到打到荧光屏上的时间(计算结果保留两位有效数字)；(3)从O 点处射出的粒子打在荧光屏上的纵坐标区域范围．【答案】（1）61.010/v m s =⨯；（2）61.810t s -=⨯；（3）0.75 1.75m y m ≤≤ 【解析】 【分析】（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，由几何关系确定半径，根据2v qvB m R=求解速度；（2）粒子在磁场中运动T/4，根据周期求解在磁场中的运动时间；在电场中做类平抛运动，根据平抛运动的规律求解在电场值的时间；（3）根据牛顿第二定律结合运动公式求解在电场中的侧移量，从而求解从O 点处射出的粒子打在荧光屏上的纵坐标区域范围． 【详解】（1）由题意可知，粒子在磁场中的轨道半径为R=r=0.5m ，由2v qvB mR= 进入电场时qBR v m = 带入数据解得v=1.0×106m/s（2）粒子在磁场中运动的时间61121044R t s v ππ-=⨯=⨯ 粒子从A 点进入电场做类平抛运动，水平方向的速度为v ，所以在电场中运动的时间62 1.010xt s v-==⨯ 总时间6612110 1.8104t t t s s π--⎛⎫=+=+⨯=⨯⎪⎝⎭（3）沿x 轴正方向射入电场的粒子，在电场中的加速度大小121.510/qEa m s m==⨯ 在电场中侧移：2121261111.5100.7522110y at m m ⎛⎫==⨯⨯⨯= ⎪⨯⎝⎭打在屏上的纵坐标为0.75；经磁场偏转后从坐标为（0,1）的点平行于x 轴方向射入电场的粒子打在屏上的纵坐标为1.75；其他粒子也是沿x 轴正方向平行的方向进入电场，进入电场后的轨迹都平行，故带电粒子打在荧光屏上 的纵坐标区域为0.75≤y ≤1.75.8．如图，一半径为R 的圆表示一柱形区域的横截面（纸面）．在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场，一质量为m 、电荷量为q 的粒子沿图中直线在圆上的a 点射入柱形区域，在圆上的b 点离开该区域，离开时速度方向与直线垂直．圆心O 到直线的距离为．现将磁场换为平等于纸面且垂直于直线的匀强电场，同一粒子以同样速度沿直线在a 点射入柱形区域，也在b 点离开该区域．若磁感应强度大小为B ，不计重力，求电场强度的大小．【答案】2145qRB E m=【解析】 【分析】 【详解】解答本题注意带电粒子先在匀强磁场运动，后在匀强电场运动．带电粒子在磁场中做圆周运动．粒子在磁场中做圆周运动．设圆周的半径为r ，由牛顿第二定律和洛仑兹力公式得2v qvB m r=①式中v 为粒子在a 点的速度．过b 点和O 点作直线的垂线，分别与直线交于c 和d 点．由几何关系知，线段ac bc 、和过a 、b 两点的轨迹圆弧的两条半径（未画出）围成一正方形．因此ac bc r ==② 设,cd x =有几何关系得45ac R x =+③ 2235bc R R x =+- 联立②③④式得75r R =再考虑粒子在电场中的运动．设电场强度的大小为E ，粒子在电场中做类平抛运动．设其加速度大小为a ，由牛顿第二定律和带电粒子在电场中的受力公式得qE="m a" ⑥ 粒子在电场方向和直线方向所走的距离均为r ，有运动学公式得212r at =⑦ r=vt ⑧ 式中t 是粒子在电场中运动的时间．联立①⑤⑥⑦⑧式得2145qRB E m=⑨【点睛】带电粒子在磁场中运动的题目解题步骤为：定圆心、画轨迹、求半径，同时还利用圆弧的几何关系来帮助解题．值得注意是圆形磁场的半径与运动轨道的圆弧半径要区别开来．9．磁谱仪是测量α能谱的重要仪器．磁谱仪的工作原理如图所示，放射源s 发出质量为m 、电量为q 的粒子沿垂直磁场方向进入磁感应强度为B 的匀强磁场，被限束光栏Q 限制在2ϕ的小角度内，α粒子经磁场偏转后打到与束光栏平行的感光片P 上．（重力影响不计）（1）若能量在E ~E ＋ΔE （ΔE >0，且ΔE <<E ）范围内的α粒子均垂直于限束光栏的方向进入磁场．试求这些α粒子打在胶片上的范围Δx 1.（2）实际上，限束光栏有一定的宽度，α粒子将在2ϕ角内进入磁场．试求能量均为Ｅ的α粒子打到感光胶片上的范围Δx 2 【答案】见解析 【解析】 【详解】（1）设α粒子以速度v 进入磁场，打在胶片上的位置距s 的距离为x 圆周运动2q B mRυυ=α粒子的动能212E m υ=2x R =由以上三式可得22mEx qB= 所以()12222m E E mEx qBqB+∆∆=-化简可得122mEx E qBE∆≈∆； （2）动能为E 的α粒子沿φ±角入射，轨道半径相同，设为R ，粒子做圆周运动2q B mRυυ=α粒子的动能212E m υ=由几何关系得()22224222cos 1cos sin 2mE mE φx R R φφqB qB ∆=-=-=10．如图所示，虚线OL 与y 轴的夹角为θ＝60°，在此角范围内有垂直于xOy 平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B ．一质量为m 、电荷量为q （q ＞0）的粒子从左侧平行于x 轴射入磁场，入射点为M ．粒子在磁场中运动的轨道半径为R ．粒子离开磁场后的运动轨迹与x 轴交于P 点（图中未画出），且OP =R ．不计重力．求M 点到O 点的距离和粒子在磁场中运动的时间．【答案】当α=30°时，粒子在磁场中运动的时间为π126T mt qB== 当α=90°时，粒子在磁场中运动的时间为π42T m t qB== 【解析】根据题意，粒子进入磁场后做匀速圆周运动，设运动轨迹交虚线OL 于A 点，圆心在y 轴上的C 点，AC 与y 轴的夹角为α；粒子从A 点射出后，运动轨迹交x 轴的P 点，设AP 与x 轴的夹角为β，如图所示．有（判断出圆心在y 轴上得1分）2v qvB m R=（1分）周期为2πmT qB=（1分） 过A 点作x 、y 轴的垂线，垂足分别为B 、D ．由几何知识得sin αAD R =，cot 60OD AD =︒，，OP AD BP =+α=β （2分） 联立得到sin αα13+=（2分） 解得α=30°，或α=90° （各2分） 设M 点到O 点的距离为h ，有sin αAD R =h R OC =-，3cos αOC CD OD R AD =-=联立得到h=R 3cos(α+30°) （1分） 解得h=3R （α=30°） （2分） h=3R （α=90°） （2分） 当α=30°时，粒子在磁场中运动的时间为π126T m t qB ==（2分） 当α=90°时，粒子在磁场中运动的时间为π42T m t qB==（2分） 【考点定位】考查带电粒子在匀强磁场中的运动及其相关知识．。
高中物理精品试题：带电粒子在电场中的运动
10.5 带电粒子在电场中的运动学习目标1．掌握带电粒子在电场中的运动规律，并能分析解决加速和偏转问题。
2．知道示波管的构造和基本原理。
重点：带电粒子在匀强电场中运动的规律。
难点：电学知识和力学知识结合处理偏转问题。
知识点一、带电粒子的加速1．基本粒子的受力特点：对于质量很小的基本粒子，如电子、质子等，虽然它们也会受到万有引力（重力）的作用，但万有引力（重力）一般远小于静电力，可以忽略不计。
（1）基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等，除有说明或有明确的暗示以外，此类粒子一般不考虑重力（但并不忽略质量）。
（2）带电微粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力。
2．两种分析（1）用运动状态分析：带电粒子沿电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，做匀加（减）速直线运动。
（2）用功能观点分析：粒子动能的变化量等于电场力做的功（电场可以是匀强电场或非匀强电场）。
3．带电粒子的加速：如图所示，质量为m ，带正电荷q 的粒子，在静电力作用下由静止开始从正极板向负极板运动的过程中：（1）静电力对它做的功：W ＝qU 。
（2）设带电粒子到达负极板时速率为v ，它的动能为E k ＝12mv 2。
（3）由动能定理可知，qU ＝12mv 2可解出v ＝2qUm。
若粒子的初速度不为零，则：12mv 2－12mv 20＝qU ⇒v ＝v 20＋2qU m。
说明：带电粒子在非匀强电场中加速，上述结果仍适用。
【题1】如图所示，电子由静止开始从M 板向N 板运动，当到达N 板时的速度为v ，保持两板间的电压不变，则A ．当增大两板间距离时，v 增大B ．当减小两板间距离时，v 增大C ．当改变两板间距离时，v 不变D ．当增大两板间距离时，电子在两板间的时间变长【题2】如图所示，A 、B 两导体板平行放置，在t ＝0时将电子从A 板附近由静止释放，电子的重力忽略不计。
人教版高中物理选修3-5知识点整理及重点题型梳理] 量子、光的粒子性
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人教版高中物理选修3-5知识点梳理重点题型（常考知识点）巩固练习量子、光的粒子性【学习目标】1．了解黑体和黑体辐射的实验规律；2．知道普朗克提出的能量子的假说．3．理解光电效应的实验规律及光电效应与电磁理论的矛盾；4．理解爱因斯坦的光子说及光电效应的解释，了解光电效应方程，并会用来解决简单问题．【要点梳理】要点一、能量量子化1．热辐射（1）定义：我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射．物体在任何温度下，都会发射电磁波，温度不同，所发射的电磁波的频率、强度也不同．物理学中把这种现象叫做热辐射．（2）热辐射的特性：辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同．当物体温度较低时（如室温），热辐射的主要成分是波长较长的电磁波（在红外线区域），不能引起人的视觉；当温度升高时，热辐射中较短波长的成分越来越强，可见光所占份额增大，如燃烧的炭块会发出醒目的红光．2．绝对黑体（简称黑体）（1）定义：在热辐射的同时，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波．如果一个物体能够完全吸收入射到其表面的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体．所谓“黑体”是指能够全部吸收所有频率的电磁辐射的理想物体．绝对的黑体实际上是不存在的，但可以用某种装置近似地代替．（2）黑体辐射的实验规律：对于一般材料的物体，辐射的电磁波除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关．而黑体的辐射规律最为简单，黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关．随着温度的升高，一方面黑体辐射各种波长电磁波的本领都有所增加，另一方面辐射本领的极大值向波长较短的方向移动．辐射强度3．普朗克能量量子化假说 （1）能量子．黑体的空腔壁是由大量振子（振动着的带电微粒）组成的，其能量只能是某一最小能量值ε的整数倍．例如可能是ε或2ε、3ε、…．当振子辐射或吸收能量时，也是以这个最小能量值为单位一份一份地进行．这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子，h εν=，其中ν是电磁波的频率，h 是普朗克常量（346.62610J s h =⨯⋅－）． （2）能量的量子化．在微观世界里，能量不能连续变化，只能取分立值，这种现象叫做能量的量子化． （3）普朗克的量子化假设的意义．传统的电磁理论认为光是一种电磁波，能量是连续的，能量大小决定于波的振幅和光照时间．普朗克为了克服经典物理学对黑体辐射现象解释的困难而提出了能量子假说，普朗克的能量子假说，使人类对微观世界的本质有了全新的认识，对现代物理学的发展产生了革命性的影响．普朗克常量危是自然界最基本的常量之一，它体现了微观世界的基本特征． 4．什么样的物体可看成黑体（1）黑体是一个理想化的物理模型．（2）如图所示，如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，那么射入小孔的电磁波在空腔内表面会发生多次反射和吸收，最终不能从空腔射出．这个小孔近似看成一个绝对黑体．（3）黑体看上去不一定是黑的，有些可看做黑体的物体由于自身有较强的辐射，看起来还会很明亮，如炼钢炉口上的小孔．一些发光体（如太阳、白炽灯丝）也被当作黑体来处理．要点二、光的粒子性 1．光电效应现象19世纪末赫兹用实验验证了麦克斯韦的电磁场理论，明确了光的电磁波说．但赫兹也最早发现了光电效应现象．如图所示。
[语文]大学物理 nI-2期末复习
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平面 球冠
h
p
q
球面
q E dS
s
0
S球冠 q 2r (r h) q e 球面 2 S球面 4r 0 10 0
法二：球冠面积直接积分
e E dS s q 0 r dS 2 s 4 r 0 q dS 2 s 40 r q 2r (r h) 2 40 r
q1+q2
B R2 A
2
R1 q1
q2
U
40 R2
4 0 R1 qA 4 0 R2 qB
1
错误表达： U A U B
P31,5.一空气平行板电容器充电后极板上的 电荷面密度分别为 ，保持电源接通，将 相对介电常量为 r 的均匀各向同性电介质充 满其内，忽略边缘效应，则介质中的场强大 小为（ ）。
L1
R1 : R2 1 : 3
因此电流之比为：
I a
l1
R
l2 I L2
O b
I1 : I 2 3 : 1
0 I
由B 知 两部分产生的磁感应 2 R 2 强度大小相等
但是方向相反，因此
B圆环电流＝0
直导线L1和L2在O点处产生的磁感应强度大 L1 小相等，方向相同
0 I 0 I B＝2 4R 2R
P22,2. 如图所示，在一个不带电的导体附近 有一个正电荷，若将该电荷移到无穷远处， 则导体内的电场强度＿＿＿，导体的电势值 ＿＿＿＿（填：增大、不变或减小） 解： 静电平衡 内部场强为零，导体电势为正
移走电荷 外电场消失 场强、电势均为零
+q
注意：
答案：不变, 减小
电荷移到无穷远处后，无穷远处的电势不 为零，导体处的电势不再是 U q
高二物理期末复习
高二物理期末复习第十五章磁场（一）知识结构：（二）重点和难点：一．磁场特性及其描述1、磁场作为一种特殊物质，它具有力的特性．而所谓力的特性，指的是：磁场能给处在磁场中的磁极、通电导线、运动电荷施加力的作用．描述磁场力特性的物理量是磁感应强度B．磁感应强度B是用垂直放置在匀强磁场中的通电导线所受到的力F B与导线长度L和导线中电流强度I 的乘积的比值来定义的，即磁感应强度是描述磁场性质的物理量，是矢量．2、大小：，式中F为电流I与磁场方向垂直时所受的磁场力，L为通电直导线的长度（此时的电场力最大，当电流I 与磁场方向平行时，磁场力为零）．3、方向：小磁针N极所受磁场力的方向，即小磁针静止时N 极的指向，也即磁场的方向．4、注意：（1）．B是描述磁场本身性质的物理量，与I、L和F无关，某点的磁感强度B 与该点是否放置通电导线也无关．它的定义方法完全类比于电场强度的定义方法，其意义也和电场强度的意义有类似之处．（2）．B的方向不是F 的方向，是与F垂直的方向．二、磁感线1．磁感线是为了形象地描述磁场而假想的物理模型，并不是磁场中的真实存在，不可认为有磁感线的地方有磁场，没有磁感线的地方没有磁场．2．磁感线的疏密表示磁场的弱强，磁感线上某一点的切线方向就是该点的磁场方向．3．磁感线不相交、不相切、不中断，是闭合曲线．在磁体外部，从N极指向S极，在磁体内部，由S极指向N 极．4．磁感线是空间曲线，在头脑中要形成其空间分布情况．三、安培定则（右手螺旋定则）1．判断直线电流周围的磁场：大拇指方向--电流方向。
四指弯曲方向--周围磁感线环绕方向2．判断环形电流周围的磁场：四指弯曲方向--电流方向。
大拇指方向--环形电流中心磁场方向3．判断载流螺线管的磁场：四指弯曲方向--电流方向。
大拇指方向--载流螺线管中心磁场方向 要掌握这三种电流周围磁感线的情况，由此了解磁场中各点磁感应强度的大小和方向．四、安培力--通电导线在磁场中受的力1、大小：其中I 为电流强度，L 指导线长度，θ是B 与 L 之间的夹角．当θ 等于90°时，B 与 L 垂直．F 最大；当θ等于0°时，B 与 L 平行，F 为零．2、方向：由左手定则判定3、注意： F 、B 、L 不是在同一平面内，因此解决安培力的问题一定要有一定的空间想像能力．一般情况下，磁感应强度B 与导线方向不一定垂直，但安培力F 一定与磁感应强度B 垂直，也一定与导线方向垂直，即F 垂直B 与L 决定的平面．一定要在头脑中建立起F 、B 、L 三者的空间关系图像．五、洛仑兹力--带电粒子在磁场中受的力1、大小： 其中为带电粒子的电量，是带电粒子的运动速度，θ是B 与之间的夹角．当θ等于90°时，B 与垂直，F 最大；当θ等于0°时，B 与平行，F 为零．2、方向：左手定则3、注意：（1）．F 、B 、v 三者在空间的方向关系与安培力中F 、B 、L 三者的空间关系完全类似．（2）．由于洛仑兹力F 的方向与带电粒子的速度的方向总是垂直的，所以洛仑兹力对电荷不做功．六、带电粒子在匀强磁场中的运动当带电粒子进入匀强磁场时的速度与B 之间的夹角θ等于90°时，B 与垂直，F 最大，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动；当B 与之间的夹角θ等于0°时，B 与平行，F 为零，带电粒子在匀强磁场中做匀速直线运动；而当B 与之间的夹角θ＜90°且θ＞0°时，带电粒子在磁场中的运动是垂直于磁场的匀速圆周运动和平行于磁场的匀速直线运动的合成，是螺旋线的运动．这里主要讨论带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的有关问题．向心力的来源为洛仑兹力，所以由此得半径和周期：由上面的公式可以看到，带电粒子做匀速圆周运动的半径与周期都与带电粒子的性质（m 、q ）有关，与匀强磁场的磁感应强度B 有关；半径还与速度有关，而周期与速度无关．利用这些性质人们制造出研究微观粒子性质的实验设备，如质谱仪、回旋加速器等．在解决带电粒子的匀速圆周运动的问题时，一定要会由几何知识分析带电粒子在匀强磁场中圆周运动的半径或圆心角，找出对应关系来解决问题．七、磁场对其他物体的作用1、磁场对磁极的作用：磁场力： 磁场对磁极有磁场力的作用．磁场对N 极的磁场力的方向与磁极所在处的磁场方向相同，对S 极的磁场力的方向与磁极所在处的磁场方向相反．2、磁场对通电导线的作用：安培力： 磁场对通电导线有安培力的作用．磁场（磁感应强度为B ）对通电导线（电流强度为I ，导线长度为L ）的安培力大小F B 的取值范围为0～ILB ，当磁场方向与导线垂直时，安培力F B 取得最大值ILB ；平行时：F B =0． 安培力的方向则用左手定则来判断．3、磁场对通电线圈的作用：安培力矩磁场对通电线圈有安培力矩的作用．磁场（磁感应强度为B ）对通电线圈（电流强度为I ，线圈面积为S ）的安培力矩大小M B 的取值范围为0～I SB ，当磁场方向与线圈平行时，安培力矩M B 取得最大值I SB ；垂直时M B =0． 安培力矩的方向是用左手定则先判断线圈各边所受的安培力方向，进而再判断安培力矩的方向．磁场对通电线圈的安培力矩作用具备如下特征：与线圈形状无关：与转轴位置无关．4、磁场对运动电荷的作用：洛伦兹力 磁场对运动电荷有洛伦兹力作用．磁场（磁感应强度为B ）对运动电荷（电荷量为q ，运动速度为v ）的洛伦兹力大小f B 的取值范围为0～qvB ，当磁场方向与速度垂直时，洛伦兹力f B取得最大值qvB ；平行时f B =0． 洛伦兹力的方向则用左手定则来判断．（三）专题：带电粒子在有界磁场中运动分类 1、带电粒子在半无界磁场中的运动例1、一个负离子，质量为m ，电量大小为q ，以速率V 垂直于屏S 经过小孔O 射入存在着匀强磁场的真空室中(如图1).磁感应强度B 的方向与离子的运动方向垂直,并垂直于图1中纸面向里.(1)求离子进入磁场后到达屏S上时的位图1置与O 点的距离.(2)如果离子进入磁场后经过时间t 到达位置P ,证明:直线OP 与离子入射方向之间的夹角θ跟t 的关系是t mqB 2=θ。
光的粒子性知识点总结
光的粒子性说明：相比10年，新考试说明中删去了康普顿效应【知识要点】1．光电效应概念：在光(包括不可见光)的照射下，从物体发射 的现象叫做光电效应。
2．光电效应的实验规律（1）存在遏止电压如图所示，光线经石英窗照在阴极上，便有电子逸出----光电子。
光电子在电场作用下形成光电流。
概念：遏止电压将换向开关反接，电场反向，则光电子离开阴极后将受反向电场阻碍作用。
当 K 、A 间加反向电压，光电子克服电场力作功，当电压达到某一值 U c 时，光电流恰为0。
U c 称遏止电压。
根据动能定理，有实验表明，无论光的强弱如何，遏止电压都是一样的。
光的频率改变时，遏止电压也会改变，这表明光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关。
（2） 光电流与光强的关系：饱和光电流强度与入射光强度成正比。
（3） 截止频率νc ----极限频率对于每种金属材料，都相应的有一确定的截止频率νc 。
当入射光频率ν>νc 时，电子才能逸出金属表面；当入射光频率ν <νc时，无论光强多大也无电子逸出金属表面。
（4）光电效应是瞬时的。
从光开始照射到光电子逸出所需时间<10-9s 。
3．光电效应解释中的疑难经典理论无法解释光电效应的实验结果。
经典理论认为，按照经典电磁理论，入射光的光强越大，光波的电场强度的振幅也越大，作用在金属中电子上的力也就越大，光电子逸出的能量也应该越大。
也就是说，光电子的能量应该随着光强度的增加而增大，不应该与入射光的频率有关，更不应该有什么截止频率。
光电效应实验表明：饱和电流不仅与光强有关而且与频率有221c e v m c eU关，光电子初动能也与频率有关。
只要频率高于极限频率，即使光强很弱也有光电流；频率低于极限频率时，无论光强再大也没有光电流。
光电效应具有瞬时性。
而经典认为光能量分布在波面上，吸收能量要时间，即需能量的积累过程。
为了解释光电效应，爱因斯坦在能量子假说的基础上提出光子理论，提出了光量子假设。
高二物理期末总复习的知识点概括整理
高二物理期末总复习的知识点概括整理高二物理期末知识点概括1.库仑定律：F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N)，k:静电力常量k=9.0×109N?m2/C2，Q1、Q2:两点电荷的电量(C)，r:两点电荷间的距离(m)，方向在它们的连线上，作用力与反作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引｝2.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷：(e=1.60×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍3.电场强度：E=F/q(定义式、计算式){E:电场强度(N/C)，是矢量(电场的叠加原理)，q：检验电荷的电量(C)｝4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2{r：源电荷到该位置的距离(m)，Q：源电荷的电量｝5.电场力：F=qE{F:电场力(N)，q:受到电场力的电荷的电量(C)，E:电场强度(N/C)｝6.匀强电场的场强E=UAB/d{UAB:AB两点间的电压(V)，d:AB两点在场强方向的距离(m)｝7.电势与电势差：UAB=φA-φB，UAB=WAB/q=-ΔEAB/q8.电场力做功：WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J)，q:带电量(C)，UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)｝9.电场力做功与电势能变化ΔEAB=-WAB=-qUAB(电势能的增量等于电场力做功的负值)10.电势能：EA=qφA{EA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，φA:A点的电势(V)｝11.电势能的变化ΔEAB=EB-EA{带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值｝12.电容C=Q/U(定义式,计算式){C:电容(F)，Q:电量(C)，U:电压(两极板电势差)(V)｝13.平行板电容器的电容C=εS/4πkd(S:两极板正对面积，d:两极板间的垂直距离，ω：介电常数)14.带电粒子在电场中的加速(Vo=0)：W=ΔEK或qU=mVt2/2，Vt=(2qU/m)1/215.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)类平垂直电场方向:匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行极板中：E=U/d)抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2，a=F/m=qE/m高二物理期末知识点归纳1.万有引力定律：引力常量g=6.67×n?m2/kg22.适用条件：可作质点的两个物体间的相互作用;若是两个均匀的球体,r应是两球心间距.(物体的尺寸比两物体的距离r小得多时，可以看成质点)3.万有引力定律的应用：(中心天体质量m,天体半径r,天体表面重力加速度g)(1)万有引力=向心力(一个天体绕另一个天体作圆周运动时)(2)重力=万有引力地面物体的重力加速度：mg=gg=g≈9.8m/s2高空物体的重力加速度：mg=gg=g<9.8m/s24.第一宇宙速度----在地球表面附近(轨道半径可视为地球半径)绕地球作圆周运动的卫星的线速度,在所有圆周运动的卫星中线速度是的。
物理带电粒子归纳总结
物理带电粒子归纳总结物理带电粒子是指具有电荷的微观粒子，包括正电荷粒子和负电荷粒子。
它们在物理学的研究和应用中具有重要的地位和作用。
本文将对常见的物理带电粒子进行归纳总结，包括粒子的基本性质、相互作用和应用。
一、带正电的粒子1. 质子质子是带正电的粒子，具有与电子相等但相反的电荷量。
它是原子核中最重要的组成部分之一，贡献了原子的质量。
质子在原子核内保持稳定，参与了核反应和粒子物理实验中的相互作用。
2. α粒子α粒子是由两个质子和两个中子组成的带正电粒子，是一种双氢离子。
它的质量是电子的约7300倍，带正二价电荷。
α粒子在放射性衰变中起重要作用，能够穿透一定的物质。
二、带负电的粒子1. 电子电子是最轻的带负电粒子，具有电荷量的基本单位，负一电子电荷。
电子是原子的基本组成部分之一，在化学反应和电子器件中发挥着重要的作用。
电子参与了电流的传导、分子的化学反应以及X射线的发射等过程。
2. β粒子β粒子分为β+粒子和β-粒子。
其中β+粒子带正电，相当于正电子，而β-粒子带负电，相当于电子。
β粒子是放射性核素衰变产物的重要组成部分，具有穿透一定材料的能力。
三、其他带电粒子1. 中子中子是带中性的粒子，在原子核中起稳定作用。
它既不带正电，也不带负电，是原子核中中子数与质子数不相等时维持核稳定的因素。
中子在核反应中起媒介作用，也被用于中子衍射实验。
2. 红外线电子红外线电子是一种带有负电的粒子，在红外线技术中起到重要的作用。
它们在红外线成像、通讯和传感器中发挥重要的角色。
四、物理带电粒子的相互作用与应用1. 电磁力物理带电粒子之间的相互作用主要通过电磁力实现。
带有相同电荷的粒子之间会发生排斥作用，而带有相反电荷的粒子之间会发生吸引作用。
这种相互作用在电路中的电流传导、原子核反应和化学反应等过程中发挥着重要作用。
2. 应用于电子学带电粒子在电子学中具有广泛应用。
例如，电子在电子器件中通过电流传导参与信息的存储和处理。
高二物理选修3-5 原子物理期末复习
五、概率波、不确定关系
1、概率波：光波和物质波都属于概率波。 电磁波不属于概率波。
2、不确定性关系：在经典力学中，一个质点的位 置和动量是可以同时测定的，在量子力学中，要同 时测出微观粒子的位置和动量是不太可能的的，这 种关系叫做不确定性关系。
① 存在着饱和光电流：在光的颜色（频率）不变的情况下， 入射光越强，饱和光电流越大。这表明对于一定颜色（频 率）的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子越多。
② 存在截止频率：是否能发生光电效应与入射光的强度无关， 当入射光频率小于截止频率时无法发生光电效应。不同的 金属截止频率不同。
③ 存在遏止电压：对于一定颜色（频率）的光，无论光的强
3-5 波粒二象性、原子物理复习
共28分（4道单选题加4道多选题） ①黑辐射、能量量子化 ②光的波粒二象性、光电效应 ③电子的发现、原子的核式结构 ④氢原子光谱、玻尔的原子模型 ⑤放射性元素的衰变 ⑥核力与结合能 ⑦核裂变、核聚变
一、能量量子化
1、黑体与黑体辐射（书本P27）
① 热辐射：一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的 温度有关。
BD
C. 氢原子要吸收一定频率的光子
D. 氢原子要放出一定频率的光子
课堂练习
4.欲使处于基态的氢原子激发,下列措施可行的
是( ) ACD
A.用10.2 eV的光子照射 B.用11 eV的光子照射 C.用14 eV的光子照射 D.用11 eV的电子碰撞
课堂练习
5．如图是氢原子的能级图，对于一 群处于n＝4的氢原子，下列说法中
课堂练习
4．光电效应的规律中，经典波动理论不能解释的
原子物理学期末总复习
能级跃迁选择定则:
对L S耦合：S 0; L 0,1;
跃迁还需满足初末态宇称相反，J 0,1(J 0 J ' 0除外)
即li 奇数 l’i 偶数 对j j耦合：j 0,1;
J 0,1(J 0 J ' 0除外)
同科电子：n和l二量子数相同的电子，它的两个电子组态 形成的原子态满足偶数定则，即L+S=偶数
提示：利用里德伯公式： ~ 1 Z2R( 1 - 1 )
k2 n2
6．原子光谱的精细结构是由于 作用引起的。
答案：电子自旋-轨道运动
相互
7．碱金属原子的价电子处于n=3,l=1,其精细结构的状态 符号应为 ， 。
答案: 32P1/2,32P3/2
8．塞曼效应的实验结果说明
。
答案:原子具有磁矩、电子具有自旋、原子角动量空 间取向量子化
二.填空题：
1. 1911年卢瑟福根据 粒子在原子内的
散射
现象，而提出了原子的
结构模型。原子核的线度
在
数量级；原子的线度在 数量级。
答案：；大角度；核式； 10-15 m； 10-10 m
2.电子电荷的精确测定首先是由________________完成的。 特别重要的是他还发现了_______ 是量子化的。
原子物理学期末总复习
一、原子物理学基础知识
库仑散射公式： b a ct,g 其 a 中 Z 1 Z 2 e 2为库仑
2 2
40 E k
卢瑟福公式：
d a 2 d 16 sin 4
2
原子核半径近似公式：
rmin
a
Z1Z2e2
40Ec
粒子物理公式高考必考题精讲
粒子物理公式高考必考题精讲引言：粒子物理研究的是宇宙中最基本的粒子构成和它们之间的相互作用规律。
粒子物理理论是现代物理的重要分支之一，对于我们认识宇宙大、小尺度结构以及了解宇宙起源和演化具有重要意义。
在高考物理中，粒子物理公式题是一个必考的重点，本文将对高考中常见的粒子物理公式题进行详细讲解，帮助大家解决学习和理解上的困惑。
一、粒子物理基础知识回顾在开始讲解粒子物理公式之前，我们先回顾一些基础的概念。
1.1 粒子物理基本粒子基本粒子是构成物质的最基本的粒子，包括了质子、中子、电子、光子以及还未发现的中微子等。
质子和中子构成原子核，电子则绕着原子核运动。
1.2 基本粒子的相互作用基本粒子之间通过相互作用力进行相互作用。
其中，有四种基本相互作用力，分别是引力、电磁力、强相互作用力和弱相互作用力。
1.3 粒子物理的基本原理粒子物理有两个基本原理，即相对论和量子力学。
相对论揭示了高速物体运动时的规律，而量子力学则研究了微观粒子的波粒二象性。
二、粒子物理公式题讲解在高考物理中，常见的粒子物理公式题主要包括公式的应用和推导两方面。
下面我们将分别对这两个方面进行讲解。
2.1 公式的应用在粒子物理公式题中，常见的公式有能量-质量关系、康普顿散射公式、费米子波函数、玻尔兹曼分布等。
2.1.1 能量-质量关系粒子的能量与它的质量之间存在着关系，即E=mc²，其中E表示能量，m表示质量，c表示光速。
这个公式揭示了质量与能量的关系，也是相对论的基本原理之一。
根据这个公式，我们可以计算粒子的能量，也可以计算反之过程。
示例题：已知一个质量为0.5kg的物体，求它对应的能量。
解答：根据E=mc²，代入m=0.5kg和c=3×10⁸m/s，计算得到E=1.5×10¹⁷J。
2.1.2 康普顿散射公式康普顿散射描述了光子和电子之间的散射过程，其散射角与入射角和散射光子的波长之间有关。
高三物理期末必考
精心整理高三物理期末必考一、磁场磁极和磁极之间的相互作用是通过磁场发生的。
电流在周围空间产生磁场，小磁针在该磁场中受到力的作用。
磁极和电流之间的相互法国学者安培提出，在原子、分子等物质微粒内部，存在一种环形电流-分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁极。
安培是最早揭示磁现象的电本质的。
一根未被磁化的铁棒，各分子电流的取向是杂乱无章的，它们的磁场互相抵消，对外不显磁性;当铁棒被磁化后各分子电流的取向大致相同，两端对外显示较强的磁性，形成磁极;注意，当磁体受到高温或猛烈敲击会失去磁性。
3.磁现象的电本质S极到N极。
(2)磁感线是闭合曲线。
(3)磁感线不相交。
高三物理期末必考(4)磁感线的疏密程度反映磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强。
3.几种典型磁场的磁感线：(1)条形磁铁。
跟电流I和导线长度l的乘积Il的比值叫做通电导线处的磁感应强度。
2.定义式：3.单位：特斯拉(T)，1T=1N/A.m4.磁感应强度是矢量，其方向就是对应处磁场方向。
5.物理意义：磁感应强度是反映磁场本身力学性质的物理量，与检验通电直导线的电流强度的大小、导线的长短等因素无关。
6.磁感应强度的大小可用磁感线的疏密程度来表示，规定：在垂直于磁场方向的1m2面积上的磁感线条数跟那里的磁感应强度一致。
量。
角)5.B=φ/S，所以磁感应强度也叫磁通密度。
七、安培力1.磁场对电流的作用力叫安培力。
2.安培力大小：安培力的大小等于电流I、导线长度L、磁感应强度B以及I和B间的夹角的正弦sinθ的乘积，即F=BIlsinθ。
注意：公式只适用于匀强磁场。
3.安培力的方向：安培力的方向可利用左手定则判断。
左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，并使伸开、I垂。
粒子物理期末考试重点
太阳中微子丢失现象的解释
• 为了解释这一丢失现象，一种比较被 广泛认可的理论是：太阳中微子自发 射到地球这段距离，一部分电子中微 子转换成另一种中微子。这种由一种 轻子到另一种轻子的转换称为振荡。
从中微子振荡到中微子质量
1962年日本物理学家 Z.Maki 等人提出了 中微子振荡的概念。他们认为中微子在空 间传播时会产生振荡或称混合。人们观察 到的味道本征态是一个质量本征态的线性 组合。每一味道成分有不同发生的频率。 当距离增加时，中微子味道成分将随质量 本征态相位的变化而变化。这种味道的迁 移称为中微子振荡。
三代中微子的混合
标准模型认为中微子有三代， e 1 因此应该考虑三代中微子的混 U 2 合。虽然标准模型认为中微子 质量为零，而在我们考虑中应 3 允许中微子带有质量。 我们观察到的三种中微子 e ， ， 是中微子味道本 3 征态，它是三种中微子质量本征态 1， 2，（带有质 m m 量 m1， 2 ， 3）的线性组合。一个的复数幺正矩阵U将 味本征态和质量本征态联系起来，通称U为中微子混 合矩阵。
2. 若组成夸克由2个普通夸克，另一个夸克是由 s,c,b t中的一个
I=0 I=1 Λ Σ
含c,b,t的要在右下角标出
3．重子组成夸克之一是u，或者d；另外两夸克由
s,c,b,t中的两个构成，这类重子符号都用Ξ 表示。 有多少c 或者b，t组成就在Ξ 的右下角标上相应的 0 ；dcc 夸克味的符号。例如：dsc对应的重子为 c cc 对应的重子为
e
三代中微子的混合
三种中微子混合矩阵U的提出是 对标准模型的发展，但从理论高度 如何理解，如何给出精确的值，近 年来理论家做了大量的工作，但多 是唯象的。 2006年李政道和R.Freidberg从对 称性原理推导出U，用3个参数表示 6个可测量的量，其结果与实验数据符合得很好。可以 说这是从本质上认识三种中微子混合迈进了一大步。
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自旋的确定
π+介子的自旋为可根据细致平衡原理通过测量可逆反应
不考虑同位旋波函数时得到的结果与引入同位旋波函 数时得到的结果是完全相同的 实验发现：
e
三代中微子的混合
三种中微子混合矩阵U的提出是 对标准模型的发展，但从理论高度 如何理解，如何给出精确的值，近 年来理论家做了大量的工作，但多 是唯象的。 2006年李政道和R.Freidberg从对 称性原理推导出U，用3个参数表示 6个可测量的量，其结果与实验数据符合得很好。可以 说这是从本质上认识三种中微子混合迈进了一大步。
2 12
三代中微子的混合
目前给出的混合角值为：
tg 212 0.40 0..09 0 07 sin 2 2 23 1.02
（90%C.L.） 这些精度还不够，特别角因为本身值小， 更难测量。关于质量差给出的结为：
m12 2 8 105 eV 2
m132 m232 2 103 eV 2
Structure of an atom
1. Where is the strong force most relevant? Atomnucleusproton/neutronquarks/gluons
10-10m 10-14m 10-15m (1fm) <10-19m
1
Theory of strong force
太阳中微子丢失现象的解释
• 为了解释这一丢失现象，一种比较被 广泛认可的理论是：太阳中微子自发 射到地球这段距离，一部分电子中微 子转换成另一种中微子。这种由一种 轻子到另一种轻子的转换称为振荡。
从中微子振荡到中微子质量
1962年日本物理学家 Z.Maki 等人提出了 中微子振荡的概念。他们认为中微子在空 间传播时会产生振荡或称混合。人们观察 到的味道本征态是一个质量本征态的线性 组合。每一味道成分有不同发生的频率。 当距离增加时，中微子味道成分将随质量 本征态相位的变化而变化。这种味道的迁 移称为中微子振荡。
中微子振荡
• 1962年，因信仰共产主义而逃到前苏联 的Bruno Pontecorvo 提出如果中微子质 量不严格为零，且中微子的质量本征态与 弱作用本征态不同，根据量子力学，不同 的中微子之间可以相互转换 • 判断中微子质量是否为零的方法
Rome, Cimitero Acattolico
Dubna， Pontecorvo’s office
未来实验展望
在三个混合角中大家十分关心 13 的值，原因是 它是混合矩阵重要的参数之一，其值很小，测量的 难度也增加了。目前给出的精度很差。只有精确地 确定 13值才能给出完整的U矩阵，才可以了解 与CKM矩阵的区别。的大小与中微子CP破坏直接有 关，对了解中微子是否存在CP破坏是十分关键的。 为此，物理学家进行了大量的努力，提出许多利 用反应堆精确测量 13 的计划。
太阳的能源来自氢核聚变，通过 4 H 2e 4 He 2 e 反应实现的， Ar 因而产生大量的电子中微子。中微 子通量为 6.5 1010 cm 2 s 1 。这一 过程能很好地用太阳模型描述。测 量太阳中微子的先驱是R.Davis。 在1970年，他用615吨 C 2 Cl 4作探测 e 37 Cl e 37 Ar 反应，寻找放射性的37 Ar 器，通过 原子。他终于找到了37 Ar，从而探测到了来自太阳的 中微子。因此，他获得了2002年的诺贝尔物理学奖。
• 1962年，Bruno根据量子力学论述，如果中微子质量不为零，且中微 子质量本征态与弱作用本征态不同，则两种中微子可以相互转化。 • 1970年，R.Davis探测到太阳中微子，并发现太阳中微子损失了近三 分之二。 • 1990年，GALLEX和SAGE再次证明太阳中微子丢失现象，丢失约为 50%。 • 1998年，超级神冈实验室证明μ子中微子在飞行过程中转变为其它味 道的中微子。这个实验在2000年被K2K实验再次证实。 • 2001年，SNO证明有2/3的太阳中微子转变为其它中微子，证实中微 子振荡理论。 • 2002年，KamLAND实验室证实电子中微子丢失，转变为其它味道的 中微子。
镜像核性质
镜像核的基态结合能相差很小，且结合能基本上等 于镜像核的库伦位能差
我们把pp和nn之间的强相互作用相同称之为核力的电荷对称性
把相同状态下，pp，np，nn之间的强相互作用都相同称之为核 力的电荷无关性
§7.1 强子态的产生
• 粒子和粒子的碰撞来产生新的强子态 形成实验:
a Aha A
Need good hadron identification at very high transverse momentum
3
强相互作用及核力
• 描写强相互作用的成功理论： （QCD）quantum chromodynamics • 强相互左右的媒介粒子是胶子（gluon） • 如：2个u和1个d夸克通过交换胶子构成质子 • 核力是强相互作用的剩余相互作用 • 核力的特点：
4. 若组成夸克没有u和d，用符号Ω表示。除s外，
还含有c,b,t在Ω的右下角标上相应夸克味的符号。
基本相互作用
设计实验：检验宇宙线的“东西效应”
• 东西效应：在同一观测点来自西方的粒子多于从 东方来的 • 东西效应的起因：初级宇宙线带正电荷
• 宇宙线成分未知（可能主要含有μ子，光子，质 子， 重离子。。。。） • 不计成本；不计方式 • 写明实验装置及步骤
高速运动
• 洛伦兹变换 x’=gama*(x-v*t),t’=gama*(t-v*x/c^2) • 实验室系与质心系
• 质心系中总动量为零。
• 系统质心系能量的计算
• m1为静止能量,E1为实验室系总能量。上式左为相对论情形。右为非 相对论情形。2粒子静止。
洛伦兹不变量
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三维情况
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sin 2 213 0.2
可以说中微子有质量，但质量很小。
三代中微子的混合
中微子质量测量还在其他类型实验中进行。 如用氘的 谱尾端拟合方法可直接得到 的 e 质量 。无中微子的双 衰变实验得 到 m 2.2eV。宇宙学给出的中微子质量为 m 0.35eV 0.7-1.8eV。威尔金森微波各向异性探测器给 出的结果是： 。以上质量上限都 m 0.23eV 与中微子振荡的结果是不矛盾的。
对于2对称粒子，E1=E2=E
此时效率最高
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阈能反应
2为靶，静止状态
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E为能量，T为动能（b为靶，静止状态）
不变质量谱
中微子
• 中微子的发现历程 奇怪的中微子：只有左旋中微子 弱作用宇 称不守恒的原因
• 太阳中微子丢失现象 • 中微子震荡的近期结果
2. 从太阳中微子丢失到中微子振荡
Quantum Chromodynamics Electromagnetic force charge: color (r,b,g) 3 1 constituents: quark lepton, quark, etc mediator: gluon photon Quark: ONE color charge Gluon: TWO color charges photon: no charge
2. 若组成夸克由2个普通夸克，另一个夸克是由 s,c,b t中的一个
I=0 I=1 Λ Σ
含c,b,t的要在右下角标出
3．重子组成夸克之一是u，或者d；另外两夸克由
s,c,b,t中的两个构成，这类重子符号都用Ξ 表示。 有多少c 或者b，t组成就在Ξ 的右下角标上相应的 0 ；dcc 夸克味的符号。例如：dsc对应的重子为 c cc 对应的重子为
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2. 从太阳中微子丢失到中微子振荡
他们在测量太阳中微子数量时，发现探测到的中微 子数量只有预期的三分之一。三分之二的太阳中微子 丢失到哪里去了？一直成为一个谜，令物理学家困 惑。为了排除低能太阳中微子没有被探测到的可能， 对探测器进行改进，设法降低探测器阈值。人们还检 查了太阳模型，没有发现什么问题。
Ordinary hadrons are color neutral particles-Mesons: 2 quarks (r+rbar) Baryons: 3 quarks (r+b+g)
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Color factor (gluon and quark)?
Quark: ONE color charge => pion Gluon: TWO color charges => proton Difference between gluon and quark jet quenching
角度)
四动量的快度描写
因此，若某粒子的动量p不与x轴平行，则
重要推论：两粒子的快度差是洛伦兹不 变的，而速度差不满足洛伦兹不变性
两粒子，相对论
两粒子，相对论
一般情况下
θ是两个粒子运动方向夹角，Ecm是碰撞后全部粒子质量的上限
入射粒子打静止靶
p2=0
两高能粒子对撞
生成实验:
a A h c d
bB
重子态的命名
• •
1. 如果组成夸克都是普通夸克 (u,d)
I=1/2 I=3/2 N Δ
基本符号 : N , , , , , 1 3 1 N ( I ), ( I ), ( I 0), ( I 1), ( I ), ( I 0) 同位旋划分 : 2 2 2
E>>m，θ=π
对于2对称粒子，E1=E2=E
此时效率最高