高考物理 期中复习每周一测.doc

每周一测下面四幅图表示了磁感应强度b、电荷速度v和洛伦兹力f三者方向之间的关系，其中正确的是如图所示，带正电的不计重力的粒子，沿水平向右的方向垂直进入磁场，关于其运动情况，下列说法中正确的是a如图中轨迹1所示 b如图中轨迹2所示c如图中轨迹3所示 d垂直纸面向里运动如图所示，两个质量相等的带电粒子ab在同一位置a以大小相同的速度射入同一匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30和60，经磁场偏转后两粒子都经过b点，ab连线与磁场边界垂直，则aa粒子带正电，b粒子带负电b两粒子的轨道半径之比c两粒子所带的电量之比d两粒子的运动时间之比如图所示，圆柱形区域横截面，在没有磁场的情况下，带电粒子（不计重力）以某一初速度沿截面直径方向入射时，穿过此区域的时间为t；若该区域加沿轴线方向的匀强磁场，磁感应强度为b，带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射，粒子飞出此区域时，速度方向偏转了。根据上述条件可求得的物理量有a带电粒子的初速度b带电粒子在磁场中运动的半径c带电粒子在磁场中运动的周期d带电粒子的比荷如图所示，以直角三角形aoc为边界的有界匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为b，a=60，ao=a。在o点放置一个粒子源，可以向纸面内各个方向发射某种带负电粒子，粒子的比荷为，速度大小都为v0，且满足，发射方向由图中的角度表示。对于粒子进入磁场后的运动（不计重力作用），下列说法正确的是a粒子在磁场中运动的半径为ab粒子有可能打到a点 xk*w c以=60飞入的粒子在磁场中运动时间最短d在ac边界上只有一半区域有粒子射出如图所示，圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度的大小为b1，p为磁场边界上的一点。相同的带正电的粒子，以相同的速率从p点射入磁场区域。速度方向沿位于纸面内的各个方向，这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段弧上，这段弧的弧长是圆周长的。若将磁感应强度的大小变为b2，结果相应的弧长变为圆周长的，不计粒子所受的重力和粒子间的相互影响，则等于 a bc d如图所示的圆形区域里，匀强磁场的方向垂直纸面向里，有一束速率各不相同的质子自a点沿半径方向射入磁场，这些质子在磁场中（不计重力）a运动时间越长，其轨迹对应的圆心角越大b运动时间越长，其轨迹越长c运动时间越长，其射出磁场区域时速率越大d运动时间越长，其射出磁场区域时速度的偏转角越大在赤道处，将一小球向东水平抛出，落地点为a；给小球带上电荷后，仍以原来的速度抛出，考虑地磁场的影响，下列说法正确的是a无论小球带何种电荷，小球仍会落在a点b无论小球带何种电荷，小球下落时间都会延长c若小球带负电荷，小球会落在更远的b点d若小球带正电荷，小球会落在更远的b点如图所示，直径分别为d和2d的同心圆处于同一竖直面内，o为圆心，gh为大圆的水平直径。两圆之间的环形区域（区）和小圆内部（区）均存在垂直圆面向里的匀强磁场。间距为d的两平行金属极板间有一匀强电场，上极板开有一小孔。一质量为m，电量为+q的粒子由小孔下方d/2处静止释放，加速后粒子以竖直向上的速度v射出电场，由点h紧靠大圆内侧射入磁场。不计粒子的重力。（1）求极板间电场强度的大小；（2）若粒子运动轨迹与小圆相切，求区磁感应强度的大小；（3）若区，区磁感应强度的大小分别为，粒子运动一段时间后再次经过h点，求这段时间粒子运动的路程。如图所示，在直角坐标系xoy的第一象限中两个相同的直角三角形区域、内分别充满了方向相反、磁感应强度大小均为b的匀强磁场，已知c点坐标为（，l），质量为m，带电荷量为q的正电荷从a（，l）点以一定的速度平行于y方向垂直进入磁场，并从x轴上的d点（图中未画出）垂直x轴离开磁场，电荷重力不计。（1）求d点的位置坐标及电荷进入磁场区域时的速度大小v；（2）若将区域内的磁场换成沿x轴方向的匀强电场，该粒子仍从a点以原速度进入磁场区域，并最终仍能垂直x轴离开，求匀强电场的场强e。如图所示，在半径为a（大小未知）的圆柱空间（图中圆为其横截面），固定放置一绝缘材料制成的边长为l的弹性等边三角形框架def，其中心o位于圆柱的轴线上。在三角形框架def与圆柱之间的空间中，充满磁感应强度大小为b的均匀磁场，其方向平行于圆柱轴线垂直纸面向里。在ef边上的中点s处有一发射带电粒子的粒子加速器，粒子发射的方向均在截面内且垂直于ef边并指向磁场区域。发射粒子的电量均为q（q0），质量均为m，速度大小均为v=，若粒子与三角形框架的碰撞均没有动能损失，且粒子在碰撞过程中所带的电量不变。（不计带电粒子的重力和带电粒子之间的相互作用）求：（1）为使初速度为零的粒子速度增加到v=，在粒子加速器中，需要的加速电压为多大；（2）带电粒子在匀强磁场区域内做匀速圆周运动的半径；xkw （3）若满足：从s点发射出的粒子都能再次返回s点，则匀强磁场区域的横截面圆周半径a至少为多大？（4）若匀强磁场区域的横截面圆周半径a满足第（3）问的条件，则从s点发射出的某带电粒子从s点发射到第一次返回s点的时间是多少。如图所示，在无限长的竖直边界ns和mt间充满匀强电场，同时该区域上、下部分分别充满方向垂直于nstm平面向外和向内的匀强磁场，磁感应强度大小分别为和，kl为上下磁场的水平分界线，在ns和mt边界上，距kl高处分别有p、q两点，ns和mt间距为。质量为、带电量为的粒子从p点垂直于ns边界射入该区域，在两边界之间做圆周运动，重力加速度为。（1）求该电场强度的大小和方向；（2）要使粒子不从ns边界飞出，求粒子入射速度的最小值；（3）若粒子能经过q点从mt边界飞出，求粒子入射速度的所有可能值。【参考答案】b 由左手定则可知，a中洛伦兹力方向向下，故a错误；c中洛伦兹力方向外，c错误；d中不受洛伦兹力，选项d错误；故选b。a 粒子带正电，根据左手定则有：伸开左手让磁感线穿过掌心，四指是正电荷运动方向，则大拇指所指向是洛伦兹力的方向；因此粒子受力向上，故将向上偏转；所以是运动轨迹应为1选项a正确，bcd错误。知，则两粒子所带的电量之比，选项c正确；根据可知；a粒子圆弧对应的圆心角为120，而b粒子圆弧对应的圆心角为60，则，选项d正确。cd 无磁场时，带电粒子做匀速直线运动，设圆柱形区域磁场的半径为r0，则；而有磁场时，带电粒子做匀速圆周运动，由半径公式可得：；由几何关系得，圆磁场半径与圆轨道半径的关系：；联式可得：；设粒子在磁场中的运动时间t0，粒子飞出此区域时，速度方向偏转60角，则由周期公式可得：；由于不知圆磁场的半径，因此带电粒子的运动半径也无法求出，以及初速度无法求，故选cd。abd 根据公式代入数据可得，a正确；根据，可知粒子的运动半径r=a，因此当入射时，粒子恰好从a点飞出，故b正确；当飞入的粒子在磁场中运动时间恰好是周期，是在磁场中运动时间最长，故c错误；当飞入的粒子在磁场中，粒子恰好从ac中点飞出，因此在ac边界上只有一半区域有粒子射出，故d正确。图1 图2ad 设磁场区域半径为r，轨迹的圆心角为。根据推论得知，带电粒子在磁场中偏转角等于轨迹的圆心角，由可知，则在磁场中运动时间越长的，偏转越大，故ad正确；粒子运动的轨迹为s=r=rcot，粒子的运动时间越长，越大，根据数学知识可以证明孤长s越短，故b错误；粒子在磁场中运动的时间为，而轨迹半径r=rcot，当粒子的运动时间越短时，越小，则知r越大，而，则速度v越大，故c错误。d 从南向北观察小球的运动轨迹如题图所示，如果小球带正电荷，则由左手定则判断可知小球所受的洛伦兹力斜向右上，该洛伦兹力在竖直向上和水平向右均有分力，因此，小球落地时间会变长，水平位移会变大；同理，若小球带负电，则小球落地时间会变短，水平位移会变小，故d正确。则当内切时，半径为由，解得（3）若区域的磁感应强度为，则粒子运动的半径为；区域的磁感应强度为，则粒子运动的半径为；设粒子在区和区做圆周运动的周期分别为t1、t2，由运动公式可得：；根据题意分析，粒子两次与大圆相切的时间间隔内，运动轨迹如图乙所示，根据对称性可知，区两段圆弧所对的圆心角相同，设为，区内圆弧所对圆心角为，圆弧和大圆的两个切点与圆心o连线间的夹角设为，由几何关系可得：；粒子重复上述交替运动回到h点，轨迹如图所示，设粒子在区和区做圆周运动的时间分别为t1、t2，可得：；设粒子运动的路程为s，由运动公式可知：s=v（t1+t2）联立上述各式可得：s=5.5d【名师点睛】本题是带电粒子在磁场中的磁偏转问题；首先要掌握左手定律及粒子半径及周期的求解公式，然后能根据题目的隐含条件做出粒子运动的轨迹图。根据几何知识可知rsin =rrcos =解得=，r=粒子在磁场中做圆周运动，qvb=m速度大小，故（2）设粒子在电场中的运动时间为t，加速度大小为a x.kw则根据运动的分解可知，在x轴方向：0vsin =at在y轴方向：vtcos =，其中，qe=ma联立解得当带电粒子的运动轨迹同磁场区域内切时，磁场区域半径有最小值amin，由几何关系得ami