2019-2020年高考物理總復(fù)習(xí) 專題8 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運動課時作業(yè)(含解析).doc
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2019-2020年高考物理總復(fù)習(xí) 專題8 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運動課時作業(yè)(含解析)一、單項選擇題1.一個質(zhì)子和一個粒子沿垂直于磁感線方向從同一點射入一個勻強(qiáng)磁場中,若它們在磁場中的運動軌跡是重合的,如圖1所示,則它們在磁場中()圖1A運動的時間相等B加速度的大小相等C速度的大小相等D動能的大小相等【答案】D【解析】因m4mH,q2qH,據(jù)T,知t2tH;據(jù)r,知vH2v;據(jù)a,知aaH;據(jù)Ekmv2,知EkEkH,只有D項正確2.初速度為v0的電子,沿平行于通電長直導(dǎo)線的方向射出,直導(dǎo)線中電流方向與電子的初速度方向如圖2所示,則()圖2A電子將向右偏轉(zhuǎn),速率不變B電子將向左偏轉(zhuǎn),速率改變C電子將向左偏轉(zhuǎn),速率不變D電子將向右偏轉(zhuǎn),速率改變【答案】A【解析】由安培定則可知,通電導(dǎo)線右方磁場方向垂直紙面向里,則電子受洛倫茲力方向由左手定則可判知向右,所以電子向右偏;由于洛倫茲力不做功,所以電子速率不變3(xx汕頭金中???如圖3所示,在兩個水平放置的平行金屬板之間,電場和磁場的方向相互垂直一束帶電粒子(不計重力)沿直線穿過兩板間的空間而不發(fā)生偏轉(zhuǎn)則這些粒子一定具有相同的()圖3A質(zhì)量B電荷量C速度D比荷【答案】C【解析】由帶電粒子(不計重力)沿直線穿過兩板間的空間而不發(fā)生偏轉(zhuǎn),得BqvqE,則v.因B、E恒定,故速度相同,選項C正確4如圖4所示,L1和L2為兩條平行的虛線,L1上方和L2下方都是垂直紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同的勻強(qiáng)磁場,A、B兩點都在L1上帶電粒子從A點以初速v斜向下與L1成45角射出,經(jīng)過偏轉(zhuǎn)后正好過B點,經(jīng)過B點時速度方向也斜向下,且方向與A點方向相同不計重力影響,下列說法中正確的是()圖4A該粒子一定帶正電B該粒子一定帶負(fù)電C若將帶電粒子在A點時初速度變大(方向不變),它仍能經(jīng)過B點D若將帶電粒子在A點時初速度變小(方向不變),它不能經(jīng)過B點【答案】C【解析】無論是帶正電還是帶負(fù)電粒子都能到達(dá)B點,畫出粒子運動的軌跡,正粒子在L1上方磁場中運動T,在L2下方磁場中運動T,負(fù)粒子在L1上方磁場中運動T,在L2下方磁場中運動,T;速度變化不影響粒子經(jīng)過B點,選C.5(xx北京西城區(qū)模擬)如圖5所示,在x軸上方的空間存在著垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.許多相同的離子,以相同的速率v,由O點沿紙面向各個方向(y0)射入磁場區(qū)域不計離子所受重力,不計離子間的相互影響圖中曲線表示離子運動的區(qū)域邊界,其中邊界與y軸交點為M,邊界與x軸交點為N,且OMONL.由此可判斷()圖5A這些離子是帶負(fù)電的B這些離子運動的軌道半徑為LC這些離子的荷質(zhì)比為D當(dāng)離子沿y軸正方向射入磁場時會經(jīng)過N點【答案】D【解析】根據(jù)左手定則,離子帶正電,A項錯誤;由題圖可知,粒子軌道半徑為L,B項錯誤;再根據(jù)qvB,C項錯誤;由于ONL,粒子半徑為L,ON恰好為粒子做圓周運動的直徑,故D項正確二、雙項選擇題6(xx深圳二模)如圖6,一重力不計的帶電粒子以一定的速率從a點對準(zhǔn)圓心O射入一圓形勻強(qiáng)磁場,恰好從b點射出增大粒子射入磁場的速率,下列判斷正確的是()圖6A該粒子帶正電B從bc間射出C從ab間射出D在磁場中運動的時間變短【答案】BD【解析】粒子從a點射入從b點射出,則由左手定則可確定出粒子帶負(fù)電,故A錯誤;粒子在磁場中洛倫茲力提供向心力,做勻速圓周運動則有Bqvm 得:r ;由于帶電粒子的B、q、m均相同,所以r與v成正比因此當(dāng)速率增大時,粒子將從bc間射出故B正確,C錯誤;由周期公式得:T,由于帶電粒子的B、q、m均相同,所以T均相同當(dāng)曲率半徑越大時,則運動圓弧對應(yīng)的圓心角越小,則運動時間越短故D正確7.如圖7所示,直角三角形ABC中存在一勻強(qiáng)磁場,荷質(zhì)比相同的兩個粒子沿AB方向自A點射入磁場,分別從AC邊上的P、Q兩點射出,則()圖7A從P射出的粒子速度大B從Q射出的粒子速度大C從P射出的粒子,在磁場中運動的時間長D兩粒子在磁場中運動的時間一樣長【答案】BD【解析】作出各自的軌跡如圖所示,根據(jù)圓周運動特點知,兩粒子分別從P、Q點射出時,與AC邊的夾角相同,故可判定從P、Q點射出時,半徑r1r2,所以,從Q點射出的粒子速度大,B正確;根據(jù)圖示,可知兩個圓心角相等,所以,從P、Q點射出時,兩粒子在磁場中的運動時間相等,正確選項應(yīng)是B、D.8.如圖8所示,在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場的邊界上,有兩個電荷量絕對值相同、質(zhì)量相同的正、負(fù)粒子(不計重力),從A點以相同的速度先后射入磁場中,入射方向與邊界成角,則正、負(fù)粒子在磁場中()圖8A運動時間相同B運動軌跡的半徑相同C重新回到邊界時速度大小相同、方向不同D重新回到邊界時與A點的距離相等【答案】BD【解析】兩偏轉(zhuǎn)軌跡的圓心都在射入速度方向的垂線上,可假設(shè)它們的半徑為某一長度,從而畫出兩偏轉(zhuǎn)軌跡,如圖所示由此可知它們的運動時間分別為t1,t2;軌跡半徑r相等;射出速度方向都與邊界成角;射出點與A點距離相等,為d2rsin .故B、D正確9(xx佛山模擬)如圖9所示,某一真空室內(nèi)充滿豎直向下的勻強(qiáng)電場E,在豎直平面內(nèi)建立坐標(biāo)系xOy,在y0的空間內(nèi),將一質(zhì)量為m的帶電液滴(可視為質(zhì)點)自由釋放,此液滴則沿y軸的負(fù)方向,以加速度a2g(g為重力加速度)做勻加速直線運動,當(dāng)液滴運動到坐標(biāo)原點時,瞬間被安置在原點的一個裝置改變了帶電性質(zhì)(液滴所帶電荷量和質(zhì)量均不變),隨后液滴進(jìn)入y0的空間內(nèi)運動,液滴在y0的空間內(nèi),根據(jù)液滴沿y軸負(fù)方向以加速度a2g(g為重力加速度)做勻加速直線運動可知,液滴在此空間內(nèi)運動時所受電場力方向向下,大小等于重力;進(jìn)入y0的空間后,液滴電性改變,其所受電場力向上,大小仍等于重力,所以液滴將在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動,動能保持不變,選項D正確;重力勢能先減小后增大,電勢能先增大后減小,選項A、C均錯誤三、非選擇題10不計重力的帶正電粒子,質(zhì)量為m,電荷量為q,以與y軸成30角的速度v0從y軸上的a點射入圖10中第一象限所在區(qū)域為了使該帶電粒子能從x軸上的b點以與x軸成60角的速度射出,可在適當(dāng)?shù)牡胤郊右粋€垂直于xOy平面、磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,若此磁場分布在一個圓形區(qū)域內(nèi),試求這個圓形磁場區(qū)域的最小面積圖10【答案】()2【解析】粒子在磁場中做半徑為R的圓周運動,根據(jù)題意,粒子在磁場區(qū)域中的軌道為半徑等于R的圓上的圓周,這段圓弧應(yīng)與入射方向的速度、出射方向的速度相切,如圖所示則到入射方向所在直線和出射方向所在直線相距為R的O點就是圓周的圓心粒子在磁場區(qū)域中的軌道就是以O(shè)為圓心、R為半徑的圓上的圓弧ef,而e點和f點應(yīng)在所求圓形磁場區(qū)域的邊界上在通過e、f兩點的不同的圓中,最小的一個是以ef連線為直徑的圓即得圓形磁場區(qū)域的最小半徑rRsin 60則這個圓形磁場區(qū)域的最小面積Sminr2()2.11如圖11甲所示,M、N為豎直放置且彼此平行的兩塊平板,板間距離為d,兩板中央各有一個小孔O、O且正對,在兩板間有垂直于紙面方向的磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化如圖11乙所示有一束正離子在t0時垂直于M板從小孔O射入磁場已知正離子質(zhì)量為m,帶電荷量為q,正離子在磁場中做勻速圓周運動的周期與磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的周期都為T0,不考慮由于磁場變化而產(chǎn)生的電場的影響,不計離子所受重力求:圖11(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大??;(2)要使正離子從O孔垂直于N板射出磁場,正離子射入磁場時的速度v0的可能值【答案】(1)(2)(n1,2,3,)【解析】設(shè)垂直于紙面向里的磁場方向為正方向(1)正粒子射入磁場,洛倫茲力提供向心力B0qv0m.做勻速圓周運動的周期T0聯(lián)立兩式得磁感應(yīng)強(qiáng)度B0 .(2)要使正粒子從O孔垂直于N板射出磁場,v0的方向應(yīng)如圖所示,在兩板之間正離子只運動一個周期即T0時,有r1.當(dāng)兩板之間正離子運動n個周期即nT0時,有r(n1,2,3,)聯(lián)立求解,得正離子的速度的可能值為v0(n1,2,3,)12如圖12所示,一足夠長的矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿方向垂直紙面向里的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,在ad邊中點O,垂直于磁場射入一速度方向跟ad邊夾角30、大小為v0的帶正電粒子,已知粒子質(zhì)量為m,電荷量為q,ad邊長為L,ab邊足夠長,粒子重力不計,求:圖12(1)粒子能從ab邊上射出磁場的v0大小范圍;(2)如果帶電粒子不受上述v0大小范圍的限制,求粒子在磁場中運動的最長時間(1)v0(2)【解析】(1)若粒子速度為v0,由qv0Bm,則r若軌跡與ab邊相切,如圖所示,設(shè)此時相應(yīng)速度為v01,則r1r1sin 將r1代入上式可得v01若軌跡與cd邊相切,設(shè)此時粒子速度為v02,則r2r2sin 將r2代入上式可得v02所以粒子能從ab邊上射出磁場的v0應(yīng)滿足v0.(2)粒子在磁場中經(jīng)過的弧所對的圓心角越大,在磁場中運動的時間也越長由圖可知,在磁場中運動的半徑rr1時,運動時間最長,弧所對的圓心角為(22)所以最長時間為t.- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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