【创新设计】高中物理 滚动检测7 带电粒子在磁场中的运动 粤教版选修31.doc

滚动检测(七)带电粒子在磁场中的运动(时间：60分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1.如图1所示，mn板两侧都是磁感强度为b的匀强磁场，方向如图所示，带电粒子(不计重力)从a位置以垂直b方向的速度v开始运动，依次通过小孔b、c、d，已知，粒子从a运动到d的时间为t，则粒子的荷质比为()图1a. b. c. d.解析粒子运动周期t，从a运动到d经历三个半圆周，故t，解得，选项d正确答案d图22带电粒子(不计重力)以初速度v0从a点进入匀强磁场，如图2所示运动中经过b点，.若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，仍以v0从a点进入电场，粒子仍能通过b点，那么电场强度e与磁感强度b之比为()av0 b1c2v0 d.解析在磁场中粒子做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得qv0b，故r；在电场中粒子类平抛运动，水平方向有rv0t，竖直方向有rt2，联立可得2v0，选项c正确答案c3关于质子、粒子、氘核等三种粒子的运动，下列判断正确的是()a以相同速度垂直射入同一匀强磁场中时，做圆周运动的半径都相同b如果垂直射入同一匀强磁场做圆周运动的半径相同，那么氘核动能最大c如果从同一点以相同速度垂直射入同一匀强磁场，然后飞向荧光屏，在屏上就有三个光点d在同一匀强磁场中做匀速圆周运动的氘核和粒子的角速度一定相同答案d图34如图3所示，空间某一区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子以某一初速度由a点进入这个区域沿直线运动，从c点离开区域；如果这个区域只有电场，则粒子从b点离开场区；如果这个区域只有磁场，则粒子从d点离开场区；设粒子在上述三种情况下，从a到b点、a到c点和a到d点所用的时间分别是t1、t2和t3，比较t1、t2和t3的大小，则有(粒子重力忽略不计)()at1t2t3 bt2t1t3 ct1t2t3 dt1t3t2解析存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场时，粒子做匀速直线运动，只有电场时，做类平抛运动，水平方向运动的速度不变，运动时间不变；只有磁场时做匀速圆周运动，水平方向的速度减小，运动时间增大，故选项c正确答案c二、双项选择题(本题共6小题，每小题8分，共48分)5一带电粒子以一定速度垂直射入匀强磁场中，则不受磁场影响的物理量是()a速度 b加速度c速率 d动能解析洛伦兹力始终与运动速度方向垂直，洛伦兹力不做功故选项c、d正确答案cd图46空间存在竖直向下的匀强电场和水平方向(垂直纸面向里)的匀强磁场，如图4所示，已知一离子在电场力和洛伦兹力共同作用下，从静止开始自a点沿曲线acb运动，到达b点时速度为零，c为运动的最低点不计重力，则()a该离子带负电ba、b两点位于同一高度cc点时离子速度最大d离子到达b点后，将沿原曲线返回a点答案bc图57如图5所示，mn是匀强磁场中的一块薄金属板，带电粒子(不计重力)在匀强磁场中运动并穿过金属板，虚线表示其运动轨迹，由图知()a粒子带负电b粒子运动方向是abcdec粒子运动方向是edcbad粒子在上半周所用时间比下半周所用时间长答案ac图68如图6所示，带负电的小球用绝缘丝线悬挂于o点在匀强磁场中摆动，当小球每次通过最低点a时()a摆球受到的磁场力相同b摆球的动能相同c摆球受到的丝线的张力相同d向右摆动通过a点时悬线的拉力大于向左摆动通过a点时悬线的拉力答案bd图79如图7所示，磁感强度为b的匀强磁场，垂直穿过平面直角坐标系的第象限一质量为m，带电量为q的粒子以速度v0从o点沿着与y轴夹角为30方向进入磁场，运动到a点时的速度方向平行于x轴，那么(粒子重力忽略不计)()a粒子带正电b粒子带负电c粒子由o到a经历时间td粒子的速度不变解析由题意可知粒子带负电t，b、c正确答案bc10(绥化高二检测)如果一个带电粒子匀速进入一个磁场，除磁场力外不受其他任何力的作用，则带电粒子在磁场中可能做()a匀速运动 b平抛运动c匀加速直线运动 d变速曲线运动解析如果粒子沿直线型的磁感线方向进入磁场，则它不会受到洛伦兹力，做匀速直线运动，a正确在其他情况下，洛伦兹力的方向总与速度方向垂直，速度大小不变，但方向变化，所以只能做变速曲线运动，d正确粒子的加速度方向时刻改变，所以不能做匀加速直线运动和平抛运动，故b、c均错答案ad三、非选择题(本题共2小题，每小题14分，共28分计算题要求有必要的文字叙述，列出必要的方程和演算步骤)图811如图8所示，回旋加速器d形盒的半径为r，用来加速质量为m，电量为q的质子，使质子由静止加速到能量为e后由a孔射出，求：(1)加速器中匀强磁场b的方向和大小；(2)设两d形盒间距离为d，其间电压为u，电场视为匀强电场，质子每次经电场加速后能量增加，加速到上述能量所需的回旋周数；(3)加速到上述能量所需的时间解析(1)由左手定则判定b的方向垂直纸面向里r，所以b.(2)质子每次经过电场都要加速，每周加速两次，由动能定理得enqu，加速的次数为n，故旋转的周数 . (3)质子运动周期为t，所以运动总时间tt.答案(1)方向垂直纸面向里(2)(3)图912如图9所示，直角坐标系xoy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为b，方向垂直xoy平面向里，电场线平行于y轴一质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从y轴上的a点水平向右抛出，经x轴上的m点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的n点第一次离开电场和磁场，mn之间的距离为l，小球过m点时的速度方向与x轴正方向的夹角为.不计空气阻力，重力加速度为g，求：(1)电场强度e的大小和方向(2)小球从a点抛出时初速度v0的大小(3)a点到x轴的高度h.解析(1)小球在x轴下方的复合场中恰能做匀速圆周运动，静电力与重力平衡eqmg，得e，因小球带正电，故e的方向竖直向上(2)小球的运动轨迹如图所示，设圆