2015屆高考物理二輪復(fù)習(xí)必備章節(jié)檢測 第10章 檢測2 磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用

第十章磁場第2講磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用一、 單項(xiàng)選擇題1. (2012·廉江中學(xué)月考)帶電粒子垂直勻強(qiáng)磁場方向運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)受到洛倫茲力的作用.下列表述正確的是()A. 洛倫茲力對(duì)帶電粒子做功B. 洛倫茲力不改變帶電粒子的動(dòng)能C. 洛倫茲力的大小與速度無關(guān)D. 洛倫茲力不改變帶電粒子的速度方向2. (2012·北京)處于勻強(qiáng)磁場中的一個(gè)帶電粒子,僅在磁場力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng).將該粒子的運(yùn)動(dòng)等效為環(huán)形電流,那么此電流值()A. 與粒子電荷量成正比B. 與粒子速率成正比C. 與粒子質(zhì)量成正比D. 與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比3. (2012·全國)質(zhì)量分別為m1和m2、電荷量分別為q1和q2的兩粒子在同一勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng).已知兩粒子的動(dòng)量大小相等.下列說法正確的是()A. 若q1=q2,則它們做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑一定相等B. 若m1=m2,則它們做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑一定相等C. 若q2q2,則它們做圓周運(yùn)動(dòng)的周期一定不相等D. 若m1m2,則它們做圓周運(yùn)動(dòng)的周期一定不相等4. (2012·安徽)如圖所示,圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,一個(gè)帶電粒子以速度v從A點(diǎn)沿直徑AOB方向射入磁場,經(jīng)過t時(shí)間從C點(diǎn)射出磁場,OC與OB成 60°角.現(xiàn)將帶電粒子的速度變?yōu)?仍從A點(diǎn)沿原方向射入磁場,不計(jì)重力,則粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間變?yōu)?)A. tB. 2tC. tD. 3t二、 雙項(xiàng)選擇題5. (2012·東莞高級(jí)中學(xué)模擬)空間存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,圖中的正方形為其邊界.一細(xì)束由兩種粒子組成的粒子流沿垂直于磁場的方向從O點(diǎn)入射.這兩種粒子帶同種電荷,它們的電荷量、質(zhì)量均不同,但其比荷相同,且都包含不同速率的粒子.不計(jì)重力.下列說法正確的是()A. 入射速度不同的粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定不同B. 入射速度相同的粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡一定相同C. 在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同的粒子,其運(yùn)動(dòng)軌跡一定相同D. 在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長的粒子,其軌跡所對(duì)的圓心角一定越大6. (2012·清遠(yuǎn)模擬)如圖所示,MN為兩個(gè)勻強(qiáng)磁場的分界面,兩磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的關(guān)系為B1=2B2,一帶電荷量為+q、質(zhì)量為m的粒子從O點(diǎn)垂直MN進(jìn)入B1磁場,則經(jīng)過多長時(shí)間它將向下再一次通過O點(diǎn)()A. B. C. D. 7. 如圖所示,一帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)在固定的正點(diǎn)電荷作用下繞該正電荷做勻速圓周運(yùn)動(dòng),周期為T0,軌道平面位于紙面內(nèi),質(zhì)點(diǎn)的速度方向如圖中箭頭所示.現(xiàn)加一垂直于軌道平面的勻強(qiáng)磁場,已知軌道半徑并不因此而改變,則()A. 若磁場方向指向紙里,質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的周期將大于T0B. 若磁場方向指向紙里,質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的周期將小于T0C. 若磁場方向指向紙外,質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的周期將大于T0D. 若磁場方向指向紙外,質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的周期將小于T08. 如圖所示,在x>0、y>0的空間有恒定的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于xOy平面向里,大小為B,現(xiàn)有四個(gè)質(zhì)量及電荷量均相同的帶電粒子,由x軸上的P點(diǎn)以不同的初速度平行于y軸射入此磁場,其出射方向如圖所示,不計(jì)重力的影響,則()A. 初速度最大的粒子是沿方向射出的粒子B. 初速度最大的粒子是沿方向射出的粒子C. 在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長的是沿方向射出的粒子D. 在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長的是沿方向射出的粒子9. 右圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖.帶電粒子被加速電場加速后,進(jìn)入速度選擇器.速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場的強(qiáng)度分別為B和E.平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2.平板S下方有強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場.下列表述正確的是()A. 質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具B. 速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向里C. 能通過的狹縫P的帶電粒子的速率等于D. 粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P,粒子的荷質(zhì)比越小三、 非選擇題10. (2012·東莞調(diào)研)如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為=2.0×10-11 kg,電荷量q=+1.0×10-5 C的帶電微粒(重力忽略不計(jì)),從靜止開始經(jīng)U1=100 V電壓加速后,水平進(jìn)入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場,偏轉(zhuǎn)電場的電壓U2=100 V.金屬板長L=20 cm,兩板間距d=10 cm.求:(1) 微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的速度v0的大小.(2) 微粒射出偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角和速度v.(3) 若帶電微粒離開偏轉(zhuǎn)電場后進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B= T的勻強(qiáng)磁場,為使微粒不從磁場右邊界射出,該勻強(qiáng)磁場的寬度D至少為多大?11. (2012·揭陽調(diào)研)如圖,相距為R的兩塊平行金屬板M、N正對(duì)放置,s1、s2分別為M、N板上的小孔,s1、s2、O三點(diǎn)共線且水平,且s2O=R.以O(shè)為圓心、R為半徑的圓形區(qū)域內(nèi)存在大小為B、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場.收集板D上各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離以及板兩端點(diǎn)的距離都為2R,板兩端點(diǎn)的連線垂直M、N板.質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子,經(jīng)s1無初速進(jìn)入M、N間的電場后,通過s2進(jìn)入磁場.粒子重力不計(jì).(1) 若粒子恰好打在收集板D的中點(diǎn)上,求M、N間的電壓值U.(2) 求粒子從s1到打在D的最右端經(jīng)歷的時(shí)間t.第2講磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用1. B2. D3. A4. B5. BD6. BC7. AD8. AD9. AC10. (1) 微粒在加速電場中由動(dòng)能定理得qU1=m.解得v0=1.0×104m/s.(2) 微粒在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運(yùn)動(dòng),有a=,vy=at=a.飛出電場時(shí),速度偏轉(zhuǎn)角的正切為tan =.解得=30°.進(jìn)入磁場時(shí)微粒的速度是v=×104m/s.(3) 軌跡如圖,由幾何關(guān)系有D=r+rsin .洛倫茲力提供向心力Bqv=.聯(lián)立以上三式得D=.代入數(shù)據(jù)得D=0.06m.11. (1) 粒子從s1到達(dá)s2的過程中,根據(jù)動(dòng)能定理得qU=mv2.粒子進(jìn)入磁場后在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),有qvB=m.當(dāng)粒子打在收集板D的中點(diǎn)時(shí),粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑r0=R,解得U=.(2) 根據(jù)幾何關(guān)系可以求得粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑r=R.由此得粒子進(jìn)入磁場時(shí)速度的大小v=.粒子在電場中經(jīng)歷的時(shí)間t1=.粒子在磁場中經(jīng)歷的時(shí)間t2=×=.粒子出磁場后做勻速直線運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間t3=.粒子從s1到打在收集板D的最右端經(jīng)歷的時(shí)間為t=t1+t2+t3=.