2020高考物理大一輪361度全程復習 第8章－第2節(jié) 知能 訓練

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1、課時·知能·訓練 (時間：40分鐘　滿分：100分) 一、單項選擇題(本題共5小題，每小題5分，共計25分．每小題只有一個選項符合題意．) 1．(2020·新海檢測)如圖8－2－12所示，電子槍射出的電子束進入示波管，在示波管正下方有豎直放置的通電環(huán)形導線，則示波管中的電子束將(　　) 圖8－2－12 A．向上偏轉(zhuǎn)　　　　　　B．向下偏轉(zhuǎn) C．向紙外偏轉(zhuǎn) D．向紙里偏轉(zhuǎn) 2．(2020·宿遷模擬)“月球勘探者號”空間探測器運用高科技手段對月球進行了近距離勘探，在月球重力分布、磁場分布及元素測定方面取得了新的成果．月球上的磁場極其微弱，通過探測器拍攝電子

2、在月球磁場中的運動軌跡，可分析月球磁場的強弱分布情況，如圖8－2－13所示是探測器通過月球表面①、②、③、④四個位置時，拍攝到的電子運動軌跡照片(尺寸比例相同)，設(shè)電子速率相同，且與磁場方向垂直，則可知磁場從強到弱的位置排列正確的是(　　) 圖8－2－13 A．①②③④ B．①④②③ C．④③②① D．③④②① 圖8－2－14 3．如圖8－2－14所示，勻強磁場中有一個電荷量為q的正離子，自a點沿半圓軌道運動，當它運動到b點時，突然吸收了附近若干電子，接著沿另一半圓軌道運動到c點，已知a、b、c在同一直線上，且ac＝ab，電子電

3、荷量為e，電子質(zhì)量可忽略不計，則該離子吸收的電子個數(shù)為(　　) A．3q/2e　　　B．q/e　　　C．2q/3e　　 D．q/3e 圖8－2－15 4．(2020·蘇州模擬)如圖8－2－15所示，在屏MN的上方有磁感應強度為B的勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里．P為屏上的一個小孔．PC與MN垂直．一群質(zhì)量為m、帶電荷量為－q的粒子(不計重力)，以相同的速率v，從P處沿垂直于磁場的方向射入磁場區(qū)域．粒子入射方向在與磁場B垂直的平面內(nèi)，且散開在與PC夾角為θ的范圍內(nèi)．則在屏MN上被粒子打中的區(qū)域的長度為(　　) A. B. C. D. 圖8－2－16 5．如圖8－2－1

4、6所示，一個質(zhì)量為m、電荷量為＋q的帶電粒子，不計重力，在a點以某一初速度水平向左射入磁場區(qū)域I，沿曲線abcd運動，ab、bc、cd都是半徑為R的圓?。Ｗ釉诿慷螆A弧上運動的時間都為t.規(guī)定垂直紙面向外的磁感應強度方向為正，則磁場區(qū)域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分的磁感應強度B隨x變化的關(guān)系可能是圖中的(　　) 二、多項選擇題(本題共4小題，每小題7分，共計28分．每小題有多個選項符合題意．全部選對的得7分，選對但不全的得4分，錯選或不答的得0分．) 圖8－2－17 6．如圖8－2－17所示，豎直向上的勻強磁場中，水平放置一根長直通電導線，電流方向垂直于紙面向外，a、b、c、d是以直導線上的

5、點為圓心的同一個圓周上的四個點，則(　　) A．四個點不可能有磁感應強度為零的點 B．a(chǎn)點的磁感應強度最小 C．b、d兩點的磁感應強度相同 D．c點的磁感應強度最大 圖8－2－18 7．(2020·東營模擬)如圖8－2－18所示，在一勻強磁場中有三個帶電粒子，其中1和2為質(zhì)子，3為α粒子的徑跡．它們在同一平面內(nèi)沿逆時針方向做勻速圓周運動，三者軌跡半徑r1＞r2＞r3并相切于P點，設(shè)T、v、a、t分別表示它們做圓周運動的周期、線速度、向心加速度以及各自從經(jīng)過P點算起到第一次通過圖中虛線MN所經(jīng)歷的時間，則(　　) A．T1＝T2＜T3 B．v1＝v2

6、＞v3 C．a(chǎn)1＞a2＞a3 D．t1＜t2＜t3 圖8－2－19 8．(2020·揚州模擬)如圖8－2－19所示，在一矩形區(qū)域內(nèi)，不加磁場時，不計重力的帶電粒子以某一初速度垂直左邊界射入，穿過此區(qū)域的時間為t.若加上磁感應強度為B、垂直紙面向外的勻強磁場，帶電粒子仍以原來的初速度入射，粒子飛出磁場時偏離原方向60°，利用以上數(shù)據(jù)可求出下列物理量中的(　　) A．帶電粒子的比荷 B．帶電粒子在磁場中運動的周期 C．帶電粒子的初速度 D．帶電粒子在磁場中運動的半徑 9．(2020·杭州模擬)環(huán)型對撞機是研究高能粒子的重要裝置，帶電粒子在電壓為U的

7、電場中加速后注入對撞機的高真空圓形的空腔內(nèi)，在勻強磁場中，做半徑恒定的圓周運動，且局限在圓環(huán)空腔內(nèi)運動，粒子碰撞時發(fā)生核反應，關(guān)于帶電粒子的比荷q/m，加速電壓U和磁感應強度B以及粒子運動的周期T的關(guān)系，下列說法正確的是(　　) A．對于給定的加速電壓，帶電粒子的比荷q/m越大，磁感應強度B越大 B．對于給定的加速電壓，帶電粒子的比荷q/m越大，磁感應強度B越小 C．對于給定的帶電粒子，加速電壓U越大，粒子運動的周期T越小 D．對于給定的帶電粒子，不管加速電壓U多大，粒子運動的周期T都不變 三、非選擇題(本題共3小題，共47分．要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位．)

8、 10．(2020·茂名模擬)(14分)從粒子源射出的帶電粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q，它以速度v0經(jīng)過電勢差為U的帶窄縫的平行板電極S1和S2間的電場，并從O點沿Ox方向進入磁感應強度為B、方向垂直紙面向外的有界勻強磁場，Ox垂直平行板電極S2，當粒子從P點離開磁場時，其速度方向與Ox方向的夾角θ＝60°，如圖8－2－20所示，整個裝置處于真空中． 圖8－2－20 (1)求粒子在磁場中沿圓弧運動的軌道半徑R； (2)求粒子在磁場中運動所用的時間t. 圖8－2－21 11．(16分)一細束相同粒子構(gòu)成的粒子流，重力不計，每個粒子均帶正電，電荷量為q，其粒子流的定向運動形成

9、的電流為I，當這束粒子流從坐標(0，L)的a點平行于x軸射入磁感應強度為B的勻強磁場區(qū)域又從x軸上b點射出磁場，速度方向與x軸夾角為60°，最后打在靶上，如圖8－2－21所示，并把動能全部傳給靶，測得靶每秒鐘獲得能量為E，試求每個粒子的質(zhì)量． 12．(2020·南京檢測)(17分)在電視機的設(shè)計制造過程中，要考慮到地磁場對電子束偏轉(zhuǎn)的影響，可采用某種技術(shù)進行消除．為確定地磁場的影響程度，需先測定地磁場的磁感應強度的大小，在地球的北半球可將地磁場的磁感應強度分解為水平分量B1和豎直向下的分量B2，其中B1沿水平方向，對電子束影響較小可忽略，B2可通過以下裝置進行測量．如圖8－2－22所示，水平

10、放置的顯像管中電子(質(zhì)量為m，電荷量為e)從電子槍的熾熱燈絲上發(fā)出后(初速度可視為0)，先經(jīng)電壓為U的電場加速，然后沿水平方向自南向北運動，最后打在距加速電場出口水平距離為L的屏上，電子束在屏上的偏移距離為d. 圖8－2－22 (1)試判斷電子束偏向什么方向； (2)試求地磁場的磁感應強度的豎直分量B2. 答案及解析 1.【解析】　由安培定則可知，環(huán)形導線在示波管處產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向外，由左手定則可判斷，電子受到的洛倫茲力向上，故A正確． 【答案】　A 2.【解析】　由圖可知帶電粒子做圓周運動的半徑r1＜r2＜r3＜r4，根據(jù)帶電粒子在勻強磁場中軌道半徑公式r＝

11、可得：B1＞B2＞B3＞B4，故選項A正確． 【答案】　A 3.【解析】　離子在磁場中所受洛倫茲力提供向心力，做勻速圓周運動，其半徑R＝， 離子碰上電子后半徑變化，R′＝＝，所以q′＝，Δq＝q，n＝＝，正確答案是D. 【答案】　D 4.【解析】　 由圖可知，沿PC方向射入磁場中的帶負電的粒子打在MN上的點離P點最遠，為PR＝，沿兩邊界線射入磁場中的帶負電的粒子打在MN上的點離P點最近，為PQ＝cos θ，故在屏MN上被粒子打中的區(qū)域的長度為：QR＝PR－PQ＝，選項D正確． 【答案】　D 5.【解析】　由題圖可知，粒子在區(qū)域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的運動半徑相等，且均通過圓弧，即t＝

12、T.由左手定則可知，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分的磁感應強度方向分別向外、向里和向外，即正、負和正，故B、D錯．由于粒子做勻速圓周運動，所以t＝T＝，故B＝，C正確． 【答案】　C 6.【解析】　磁感應強度是矢量，若在某一個空間同時存在多個磁場，那么某一點的磁感應強度是各個磁場在該點磁感應強度的矢量和．通電導線在圓周上各點產(chǎn)生的磁感應強度B等大，在a點通電導線產(chǎn)生的磁場與勻強磁場反向，該點磁感應強度為兩者之差，有可能抵消，所以A錯誤；b點和d點所在處的兩磁場相互垂直，所以b、d兩點的總磁感應強度大小相等但方向不同，其大小由平行四邊形定則確定；c點的兩磁場同向，磁感應強度為兩者之和，所以c點磁感應強度最

13、大．由此知B、D正確． 【答案】　BD 7.【解析】　各粒子做圓周運動的周期T＝，根據(jù)粒子的比荷大小可知，T1＝T2＜T3，故A正確；由于r1＞r2＞r3結(jié)合r＝及粒子比荷關(guān)系可知v1＞v2＞v3，故B錯誤；粒子運動的向心加速度a＝，結(jié)合各粒子的比荷關(guān)系及v1＞v2＞v3可得：a1＞a2＞a3，故C正確；由題圖可知，粒子運動到MN時所對應的圓心角的大小關(guān)系為θ1＜θ2＜θ3，而T1＝T2，因此t1＜t2，由T2＜T3，且θ2＜θ3，可知t2＜t3，故D正確． 【答案】　ACD 8.【解析】　由帶電粒子在磁場中運動的偏轉(zhuǎn)角，可知帶電粒子運動軌跡所對的圓心角為60°，因此由幾何關(guān)系得磁場寬

14、度l＝rsin 60°＝sin 60°，又由未加磁場時有l(wèi)＝v0t，所以可求得比荷＝，A項對；周期T＝可求出，B項對；因初速度未知，所以C、D項錯． 【答案】　AB 9.【解析】　根據(jù)qU＝，R＝聯(lián)立消去v可知B選項正確；粒子運動的周期T＝與加速電壓無關(guān)，D正確． 【答案】　BD 10.【解析】　(1)設(shè)粒子離開電場時的速度為v，由動能定理得， qU＝mv2－mv① 粒子在磁場中有：qvB＝m② 由①②得：R＝ .③ (2)粒子做圓周運動的周期T＝＝④ 粒子在磁場中運動時間：t＝T⑤ 由④⑤得：t＝. 【答案】　(1) 　(2) 11.【解析】　 粒子在磁場中運動

15、的軌跡如圖所示，由圖可知，軌道半徑R＝2L，帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力充當向心力． 有qvB＝m Ek＝mv2＝2q2B2L2/m 帶電粒子形成電流I＝Nq，單位時間內(nèi)打在靶上的粒子數(shù)為N＝， 由題意有E＝NEk 即E＝·＝得 m＝. 【答案】　 12.【解析】　(1)利用左手定則，可得電子束向東偏． (2)由題意作出電子的運動軌跡如圖所示． 電子經(jīng)電場加速，由動能定理得： eU＝mv2 電子在磁場中做圓周運動，利用幾何知識得： R2＝(R－d)2＋L2 洛倫茲力提供向心力evB2＝m， 得：R＝ 由以上各式得：B2＝. 【答案】　(1)向東偏　(2)