高中物理 电子题库 第三章第六节知能演练轻松闯关 粤教版选修31.doc

2013年粤教版物理选修3-1电子题库 第三章第六节知能演练轻松闯关 word版含答案1(单选)(2012洛阳高二检测)带电粒子不计重力，在匀强磁场中的运动状态不可能是()a静止b匀速运动c匀加速运动 d匀速圆周运动解析：选c.不计重力的带电粒子在匀强磁场中的运动形式有四种：静止：粒子的速度为零时匀速直线运动：粒子速度方向与磁感线平行时匀速圆周运动：粒子速度方向与磁感线垂直时螺旋线运动：粒子速度方向与磁感线有一夹角时，如图所示2(单选)在匀强磁场中，一个带电粒子正在做匀速圆周运动，如果突然把它的速率增大到原来的2倍，那么粒子运动的()a轨道半径不变，周期是原来的一半b轨道半径是原来的2倍，周期不变c轨道半径和周期都是原来的2倍d轨道半径是原来的4倍，周期不变解析：选b.由r知，当v增大到原来的2倍，则半径变为原来的2倍，而由t知，周期与速度大小无关故选b.3(单选)图3611是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为b和e.平板s上有可让粒子通过的狭缝p和记录粒子位置的胶片a1a2.平板s下方有强度为b0的匀强磁场下列表述不正确的是()图3611a质谱仪是分析同位素的重要工具b速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外c能通过狭缝p的带电粒子的速率等于e/bd粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 p，粒子的荷质比越小解析：选d.质谱仪是分析同位素的重要工具，a对；由左手定则知，只有磁场b向外，才能保证电荷受到的电场力与洛伦兹力平衡，即qeqvb，v，b、c对；由于r，r越小，越大，故选d.4(双选)1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图3612所示这台加速器由两个铜质d形盒d1、d1构成，其间留有空隙，下列说法正确的是()图3612a离子由加速器的中心附近进入加速器b离子由加速器的边缘进入加速器c离子从磁场中获得能量d离子从电场中获得能量解析：选ad.回旋加速器对离子加速时，离子是由加速器的中心附近进入加速器的，故选项a正确，选项b错误；离子在磁场中运动时，洛伦兹力不做功，所以离子的能量不变，故选项c错误；d形盒d1、d2之间存在交变电场，当离子通过交变电场时，电场力对离子做正功，离子的能量增加，所以离子的能量是从电场中获得的，故选项d正确5一回旋加速器，在外加磁场一定时，可把质子(h)加速到v，使它获得的动能为ek，则(1)能把粒子(he)加速到的速度为_；(2)能使粒子获得的动能为_；(3)加速粒子的交流电压频率与加速质子的交流电压频率比为_解析：(1)设回旋加速器d形盒半径为r，磁场磁感应强度为b，由r得v，所以粒子获得的速度vvpv.(2)由动能ekmv2，得：22，所以粒子获得的动能也为ek.(3)交流电压频率与粒子在磁场中的回旋频率相等f，.粒子与质子所需交流电压频率之比为12.答案：(1)(2)ek(3)12一、单项选择题1一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图3613所示，径迹上每小段可近似的看成圆弧，由于带电粒子使沿途空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电荷量不变)，则由图中情况可判定下列说法正确的是()图3613a粒子从a运动到b，带正电b粒子从b运动到a，带正电c粒子从a运动到b，带负电d粒子从b运动到a，带负电解析：选b.粒子速率v不断减小，依据轨道半径公式r可知，其轨道半径r将不断减小，故粒子从b运动到a；由于洛伦兹力的方向指向弧形轨道的凹侧，利用左手定则可判断粒子带正电故选b.2电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法正确的是()a速率越大，周期越大b速率越小，周期越大c速度方向与磁场方向平行d速度方向与磁场方向垂直解析：选d.由t可知，选项a、b错误，做匀速圆周运动时，速度方向与磁场方向垂直，选项d正确3(2012济南高二检测)一不计重力的带电粒子垂直射入自左向右逐渐增强的磁场中，由于周围气体的阻碍作用，其运动轨迹恰为一段圆弧，则从图3614中可以判断()图3614a粒子从a点射入，速率逐渐减小b粒子从a点射入，速率逐渐增大c粒子从b点射入，速率逐渐减小d粒子从b点射入，速率逐渐增大解析：选a.由于周围气体的阻碍作用，带电粒子的速度逐渐减小，而其运动轨迹仍为一段圆弧，即半径的大小不变，由公式r可知带电粒子从磁场强的地方运动到磁场弱的地方，故选a.4(2012天津新四区高二检测)一个用于加速质子的回旋加速器，其核心部分如图3615所示，d形盒半径为r，垂直d形盒底面的匀强磁场的磁感应强度为b，两盒分别与交流电源相连下列说法正确的是()图3615a质子被加速后的最大速度随b、r的增大而增大b质子被加速后的最大速度随加速电压的增大而增大c只要r足够大，质子的速度可以被加速到任意值d不需要改变任何量，这个装置也能用于加速粒子解析：选a.由r得当rr时，质子有最大速度vm，即b、r越大，vm越大，vm与加速电压无关，a对，b错随着质子速度v的增大、质量m会发生变化，据t知质子做圆周运动的周期也变化，所加交流电与其运动不再同步，即质子不可能一直被加速下去，c错由上面周期公式知粒子与质子做圆周运动的周期不同，故此装置不能用于加速粒子，d错5图3616是质谱仪工作原理的示意图带电粒子a、b经电压u加速(在a点初速度为零)后，进入磁感应强度为b的匀强磁场中做匀速圆周运动，最后分别打在感光板s上的x1、x2处图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径，则()图3616aa与b有相同的质量，打在感光板上时，b的速度比a大ba与b有相同的质量，但a的电量比b的电量小ca与b有相同的电量，但a的质量比b的质量大da与b有相同的电量，但a的质量比b的质量小解析：选d.加速过程qumv2，偏转过程x2r，得x ，与v无关，a项错；若质量相同，则电量越大x越小，b项错；若电量相同，则质量越大x越大，c项错，d项对6如图3617所示，环型对撞机是研究高能粒子的重要装置正、负离子由静止经过电压为u的直线加速器加速后，沿圆环切线方向注入对撞机的真空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为b.两种带电粒子将被局限在环状空腔内，沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动，从而在碰撞区迎面相撞为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动，下列说法正确的是()图3617a对于给定的加速电压，带电粒子的荷质比越大，磁感应强度b越大 b对于给定的加速电压，带电粒子的荷质比越大，磁感应强度b越小c对于给定的带电粒子，加速电压u越大，粒子运动的周期越大d对于给定的带电粒子，不管加速电压u多大，粒子运动的周期都不变解析：选b.粒子经电压u加速后：qumv2，在充满磁场的空腔中做匀速圆周运动，半径r一定，r，整理得：，由此可判断选项a错b对；由于在空腔中的运动轨道一定，则周期为t，加速后的速度越大，其运动时间越短，选项c、d均错二、双项选择题7两个粒子，带电荷量相等，在同一匀强磁场中只受磁场力而做匀速圆周运动则下列说法正确的是()a若速率相等，则半径必相等b若质量相等，则周期必相等c若mv大小相等，则半径必相等d若动能相等，则周期必相等解析：选bc.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径r，t，由于q、b相同，故m相同，则t相同，与v无关mv大小相等时r相等，答案为b、c项8(2012吉林市高二检测)用回旋加速器来加速质子，为了使质子获得的动能增加为原来的4倍，原则上可以采用下列哪几种方法()a将其磁感应强度增大为原来的2倍b将其磁感应强度增大为原来的4倍c将d形盒的半径增大为原来的2倍d将d形盒的半径增大为原来的4倍解析：选ac.质子在回旋加速器中做圆周运动的半径r，故动能ek，所以要使动能变为原来的4倍，应将磁感应强度b或d形盒半径增为原来的2倍，a、c对，b、d错9一带电粒子在磁感应强度是b的匀强磁场中做匀速圆周运动，如果它又顺利进入一磁感应强度为2b的匀强磁场，仍做匀速圆周运动，则()a粒子速率加倍，周期减半 b粒子的速率不变，轨道半径减半c粒子的速度减半，轨道半径变为原来的1/4d粒子的速率不变，周期减半解析：选bd.粒子进入磁场做匀速圆周运动，受洛伦兹力的作用，洛伦兹力对粒子不做功，所以粒子的速率不变；由r，t得：粒子轨道半径减半，周期减半10初速度为零的质子p，氘核d和粒子经过同一电场加速后以垂直于磁场方向的速度进入同一匀强磁场，则它们在磁场中()a速度之比vpvdv124b动能之比epede112c运动半径之比rprdr112d运动周期之比tptdt122解析：选bd.质子、氘核、粒子的质量之比为124，电荷量之比为112.由quekmv2，r，t，可得：v，ekqu，r ，故选bd.三、非选择题11(2012永安市高二检测)如图3618所示，匀强磁场磁感应强度为b0.2 t，方向垂直纸面向里在磁场中的p点引入一个质量为m2.0108 kg、带电量为q5106 c的粒子，并使之以v10 m/s的速度垂直于磁场方向开始运动，运动方向如图所示，不计粒子重力，磁场足够大图3618(1)请在图上大致画出粒子做匀速圆周运动的轨迹；(2)粒子做匀速圆周运动的半径和周期为多大；(3)穿过粒子圆周平面内的磁通量为多大解析：(1)如图 (2)r0.2 m，t0.1256 s.(3)br22.512102 wb.答案：(1)见解析图(2)0.2 m0.1256 s(3)2.512102 wb12(2012东营高二检测)如图3619所示，mn表示真空室中垂直于纸面放置的感光板，它的一侧有匀强磁