2019-2020年高考物理 3-6帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)同步檢測(cè) 新人教版選修3-1.doc

2019-2020年高考物理 3-6帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)同步檢測(cè) 新人教版選修3-11如圖所示，帶負(fù)電的粒子以速度v從粒子源P處射出，若圖中勻強(qiáng)磁場(chǎng)范圍足夠大(方向垂直紙面)，則帶電粒子的可能軌跡是()AaBbCc Dd答案：BD解析：出射方向必與運(yùn)動(dòng)軌跡相切2右圖是科學(xué)史上一張著名的實(shí)驗(yàn)照片，顯示一個(gè)帶電粒子在云室中穿過(guò)某種金屬板運(yùn)動(dòng)的徑跡云室放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直照片向里云室中橫放的金屬板對(duì)粒子的運(yùn)動(dòng)起阻礙作用分析此徑跡可知粒子()A帶正電，由下往上運(yùn)動(dòng)B帶正電，由上往下運(yùn)動(dòng)C帶負(fù)電，由上往下運(yùn)動(dòng)D帶負(fù)電，由下往上運(yùn)動(dòng)答案：A解析：從照片上看，徑跡的軌道半徑是不同的，下部半徑大，上部半徑小，根據(jù)半徑公式R可知，下部速度大，上部速度小，這一定是粒子從下到上穿越了金屬板而損失了動(dòng)能，再根據(jù)左手定則，可知粒子帶正電，因此，正確的選項(xiàng)是A.3(xx新泰高二檢測(cè))一個(gè)帶電粒子以初速度v0垂直于電場(chǎng)方向向右射入勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域，穿出電場(chǎng)后接著又進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域設(shè)電場(chǎng)和磁場(chǎng)區(qū)域有明確的分界線，且分界線與電場(chǎng)強(qiáng)度方向平行，如圖中的虛線所示在圖所示的幾種情況中，可能出現(xiàn)的是()答案：AD解析：A、C選項(xiàng)中粒子在電場(chǎng)中向下偏轉(zhuǎn)，所以粒子帶正電，再進(jìn)入磁場(chǎng)后，A圖中粒子應(yīng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)，正確C圖中粒子應(yīng)順時(shí)針轉(zhuǎn)，錯(cuò)誤同理可以判斷B錯(cuò)，D對(duì)4一重力不計(jì)的帶電粒子以初速度v0(v0<)先后穿過(guò)寬度相同且緊鄰在一起的有明顯邊界的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，如圖甲所示電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)粒子總共做功W1，若把電場(chǎng)和磁場(chǎng)正交疊加，如圖乙所示，粒子仍以v0的初速度穿過(guò)疊加場(chǎng)區(qū)，電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)粒子總共做功W2，比較W1、W2的大小()A一定是W1W2B一定是W1>W2C一定是W1<W2D可能是W1>W2，也可能是W1<W2答案：B解析：帶電粒子在甲圖電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)位移大，在甲圖中電場(chǎng)力做功多，B正確5.(xx北京市第八十中學(xué)檢測(cè))由中國(guó)提供永磁體的阿爾法磁譜儀如圖所示，它曾由航天飛機(jī)攜帶升空，將來(lái)安裝在阿爾法國(guó)際空間站中，主要使命之一是探索宇宙中的反物質(zhì)所謂的反物質(zhì)即質(zhì)量與正粒子相等，帶電量與正粒子相等但相反，例如反質(zhì)子即為H，假若使一束質(zhì)子、反質(zhì)子、粒子和反粒子組成的射線，以相同的速度通過(guò)OO進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2而形成的4條徑跡，則()A1、3是反粒子徑跡 B2、4為反粒子徑跡C1、2為反粒子徑跡 D4為反粒子徑跡答案：C解析：根據(jù)左手定則可判定帶電粒子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)方向，從而確定1、2為反粒子徑跡6(xx福建)如圖所示的裝置，左半部分為速度選擇器，右半部分為勻強(qiáng)的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)一束同位素離子流從狹縫S1射入速度選擇器，能夠沿直線通過(guò)速度選擇器并從狹縫S2射出的離子，又沿著與電場(chǎng)垂直的方向，立即進(jìn)入場(chǎng)強(qiáng)大小為E的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，最后打在照相底片D上已知同位素離子的電荷量為q(q>0)，速度選擇器內(nèi)部存在著相互垂直的場(chǎng)強(qiáng)大小為E0的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，照相底片D與狹縫S1、S2的連線平行且距離為L(zhǎng)，忽略重力的影響(1)求從狹縫S2射出的離子速度v0的大??；(2)若打在照相底片上的離子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中沿速度v0方向飛行的距離為x，求出x與離子質(zhì)量m之間的關(guān)系式(用E0、B0、E、q、m、L表示)答案：(1)(2)x解析：(1)能從速度選擇器射出的離子滿足qE0qv0B0 v0 (2)離子進(jìn)入勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)E后做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，則xv0t Lat2 由牛頓第二定律得qEma 由解得x能力提升1(xx臨朐一中質(zhì)檢)如圖所示，在x軸上方存在著垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)不計(jì)重力的帶電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處以速度v進(jìn)入磁場(chǎng)，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向垂直于磁場(chǎng)且與x軸正方向成120角，若粒子穿過(guò)y軸正半軸后在磁場(chǎng)中到x軸的最大距離為a，則該粒子的比荷和所帶電荷的正負(fù)是()A.，正電荷B.，正電荷C.，負(fù)電荷 D.，負(fù)電荷答案：C解析：粒子穿過(guò)y軸正半軸，由左手定則可判斷粒子帶負(fù)電，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，由圖中幾何關(guān)系可得：rrsin30a，解得ra由r得：.2(xx重慶)如下圖所示，矩形MNPQ區(qū)域內(nèi)有方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，有5個(gè)帶電粒子從圖中箭頭所示位置垂直于磁場(chǎng)邊界進(jìn)入磁場(chǎng)，在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡為相應(yīng)的圓弧這些粒子的質(zhì)量、電荷量以及速度大小如下表所示.粒子編號(hào)質(zhì)量電荷量(q>0)速度大小1m2qv22m2q2v33m3q3v42m2q3v5 2mqv由以上信息可知，從圖中a、b、c處進(jìn)入的粒子對(duì)應(yīng)表中的編號(hào)分別為()A3、5、4 B4、2、5C5、3、2 D2、4、5答案：D解析：根據(jù)左手定則可知a、b帶同種電荷，c所帶電荷與a、b電性相反，粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r，而由題圖可知，半徑最大的粒子有兩個(gè)，b是其中之一，a和c兩粒子的半徑相等，其大小處于中間值，因此分析表中數(shù)據(jù)并結(jié)合粒子電性的限制可知，半徑最大的粒子的編號(hào)為3和4，半徑最小的粒子的編號(hào)為1，半徑處于中間的粒子的編號(hào)為2和5.又據(jù)題圖可知有3種粒子的電性相同(包括a、b)，另兩種粒子的電性也相同(包括c)，但與前3種的電性相反，綜合以上情況可知，只有選項(xiàng)D正確3.一同學(xué)家中電視機(jī)畫(huà)面的幅度偏小，維修店的技術(shù)人員檢查后認(rèn)為是顯像管或偏轉(zhuǎn)線圈出了故障(顯像管及偏轉(zhuǎn)線圈L如下圖所示)那么引起故障的原因可能是()A電子槍發(fā)射能力減弱，電子數(shù)減小B加速電場(chǎng)的電壓過(guò)高，電子速率偏大C偏轉(zhuǎn)線圈匝間短路，線圈匝數(shù)減少D偏轉(zhuǎn)線圈的電流過(guò)小，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)減弱答案：BCD解析：畫(huà)面變小，是由于電子束的偏轉(zhuǎn)角減小，即偏轉(zhuǎn)軌道半徑增大所致，根據(jù)軌道半徑公式r，加速電壓增大，將引起v增大，而偏轉(zhuǎn)線圈匝數(shù)減少或電流減小，都會(huì)引起B(yǎng)減小，并最終導(dǎo)致r增大，偏轉(zhuǎn)角減小4(xx佛山高二檢測(cè))如圖所示，設(shè)空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，已知一粒子在重力、電場(chǎng)力和洛倫茲力作用下，從靜止開(kāi)始自A點(diǎn)沿曲線ACB運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零，C點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)，以下說(shuō)法正確的是()A這粒子必帶正電荷BA點(diǎn)和B點(diǎn)在同一高度C粒子在C點(diǎn)時(shí)速度最大D粒子到達(dá)B點(diǎn)后，將沿曲線返回A點(diǎn)答案：ABC解析：根據(jù)粒子彎曲方向，可知受洛倫茲力方向必沿彎曲方向，判斷出粒子必帶正電而粒子在A、B兩點(diǎn)時(shí)速度都為零，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中洛倫茲力不做功，這樣重力功和電場(chǎng)力功應(yīng)均為零即A、B點(diǎn)在同一高度；粒子到達(dá)最低點(diǎn)C點(diǎn)，電場(chǎng)力功和重力功最大，速度達(dá)到最大，而粒子到B點(diǎn)后將沿同樣路徑向右偏轉(zhuǎn)5.(xx臨沂模擬)如圖所示，一根水平光滑的絕緣直槽軌連接一個(gè)豎直放置的半徑為R0.50m的絕緣光滑槽軌，槽軌處在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.50T.有一個(gè)質(zhì)量m0.10g，帶電量為q1.6103C的小球在水平軌道上向右運(yùn)動(dòng)若小球恰好能通過(guò)最高點(diǎn)，則下列說(shuō)法正確的是()A小球在最高點(diǎn)所受的合力為零B小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能與小球在水平軌道上的機(jī)械能相等C如果設(shè)小球到達(dá)最高點(diǎn)的線速度是v，則小球在最高點(diǎn)時(shí)式子mgqvBm成立D如果重力加速度取10m/s2，則小球的初速度v04.6m/s答案：ABD解析：帶電粒子在最高點(diǎn)除受到重力外，還受到豎直向上的洛倫茲力作用，屬于“輕桿小球”模型，最高點(diǎn)的臨界條件是速度為0，小球在最高點(diǎn)所受的合力為零，A對(duì)，小球運(yùn)動(dòng)中洛倫茲力以及軌道的彈力不做功，只有重力做功，機(jī)械能守恒，B對(duì)，如果設(shè)小球到達(dá)最高點(diǎn)的線速度是v，則小球在最高點(diǎn)時(shí)式子mgqvBm成立，C錯(cuò)，根據(jù)機(jī)械能守恒可以計(jì)算出小球的初速度v04.6m/s，D對(duì)6.(xx湖南省三校高二期末聯(lián)考)一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子以速度v0從O點(diǎn)沿y軸正方向射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直于紙面粒子飛出磁場(chǎng)區(qū)域后，再運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間從b處穿過(guò)x軸，速度方向與x軸正方向夾角為30，如圖所示不計(jì)粒子重力，求：(1)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑；(2)b點(diǎn)到O點(diǎn)的距離；(3)粒子從O點(diǎn)到b點(diǎn)的時(shí)間答案：(1)(2)(3)()解析：(1)洛倫茲力提供向心力， qv0Bm，得R.(2)設(shè)圓周運(yùn)動(dòng)的圓心為a，則ab2R，ObRab.(3)圓周運(yùn)動(dòng)的周期T，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1T.離開(kāi)磁場(chǎng)后運(yùn)動(dòng)的距離sRtan60，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2.由O點(diǎn)到b點(diǎn)的總時(shí)間tt1t2()