课时作业24.doc

课时作业(二十四)建议用时实际用时满分得分45分钟100分一、选择题(每小题7分，共63分)1如右图所示，一束电子流沿管的轴线进入螺线管，忽略重力，电子在管内的运动应该是()A当从a端通入电流时，电子做匀加速直线运动B当从b端通入电流时，电子做匀加速直线运动C不管从哪端通入电流，电子都做匀速直线运动D不管从哪端通入电流，电子都做匀速圆周运动【解析】通电螺线管内部磁感线方向与螺线管轴线平行，电子束不受洛伦兹力，故做匀速直线运动C项正确【答案】C2(2009安徽高考)如右图所示是科学史上一张著名的实验照片，显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹云室放置在匀强磁场中，磁场方向垂直照片向里云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用分析此径迹可知粒子()A带正电，由下往上运动B带正电，由上往下运动C带负电，由上往下运动 D带负电，由下往上运动【解析】从照片上看，径迹的轨道半径是不同的，下部半径大，上部半径小，根据半径公式r可知，下部速度大，上部速度小，则一定是粒子从下到上穿越了金属板，再根据左手定则，可知粒子带正电，因此，正确的选项是A.【答案】A3极光是由来自太阳的高能量带电粒子流高速冲进高空稀薄大气层时，被地球磁场俘获，从而改变原有运动方向，向两极做螺旋运动而形成的科学家发现并证实，向两极做螺旋运动的这些高能粒子的旋转半径是不断减小的，这主要与下列哪些因素有关()A洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小B空气阻力做负功，使其动能减小C南、北两极的磁感应强度增强D太阳对粒子的引力做负功【答案】BC4(2010泰州模拟)“月球勘探者号”空间探测器运用高科技手段对月球进行了近距离勘探，在月球重力分布、磁场分布及元素测定方面取得了新的成果月球上的磁场极其微弱，通过探测器拍摄电子在月球磁场中的运动轨迹，可分析月球磁场的强弱分布情况，如下图所示是探测器通过月球表面、四个位置时，拍摄到的电子运动轨迹照片(尺寸比例相同)，设电子速率相同，且与磁场方向垂直，则可知磁场从强到弱的位置排列正确的是()A BCD【解析】由图可知带电粒子做圆周运动的半径r1r2r3B2B3B4.故选项A正确【答案】A5如右图所示，一带负电的质点在固定的正点电荷作用下绕该正电荷做匀速圆周运动，周期为T0，轨道平面位于纸面内，质点的速度方向如右图中箭头所示现加一垂直于轨道平面的匀强磁场，已知轨道半径并不因此而改变，则()A若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将大于T0B若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将小于T0C若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将大于T0D若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将小于T0【解析】当磁场方向指向纸里时，由左手定则可知电子受到背离圆心向外的洛伦兹力，向心力变小，由Fmr可知周期变大，A对，B错同理可知，当磁场方向指向纸外时电子受到指向圆心的洛伦兹力，向心力变大，周期变小，C错，D对【答案】AD6(2010临沂模拟)如右图所示，在一矩形区域内，不加磁场时，不计重力的带电粒子以某一初速度垂直左边界射入，穿过此区域的时间为t.若加上磁感应强度为B、垂直纸面向外的匀强磁场，带电粒子仍以原来的初速度入射，粒子飞出磁场时偏离原方向60，利用以上数据可求出下列物理量中的()A带电粒子的比荷B带电粒子在磁场中运动的周期C带电粒子的初速度D带电粒子在磁场中运动的半径【解析】由带电粒子在磁场中运动的偏转角，可知带电粒子运动轨迹所对的圆心角为60，因此由几何关系得磁场宽度lrsin60sin60，又未加磁场时有lv0t，所以可求得比荷，A项对；周期T可求出，B项对；因初速度未知，所以C、D项错【答案】AB7(2010长沙模拟)随着生活水平的提高，电视机已进入千家万户，显像管是电视机的重要组成部分如右图所示为电视机显像管及其偏转线圈L的示意图如果发现电视画面的幅度比正常时偏小，不可能是下列哪些原因引起的()A电子枪发射能力减弱，电子数减少B加速电场的电压过高，电子速率偏大C偏转线圈匝间短路，线圈匝数减少D偏转线圈的电流过小，偏转磁场减弱【解析】画面变小是由于电子束的偏转角减小，即轨道半径变大造成的，由公式r知，因为加速电压增大，将引起v增大，而偏转线圈匝数或电流减小，都会引起B减小，从而使轨道半径增大，偏转角减小，画面变小综上所述，只有A项符合题意【答案】A8质谱仪的两大重要组成部分是加速电场和偏转磁场如右图所示为质谱仪的原理图设想有一个静止的质量为m、带电荷量为q的带电粒子(不计重力)，经电压为U的加速电场加速后垂直进入磁感应强度为B的偏转磁场中，带电粒子打到底片上的P点，设OPx，则在下图中能正确反映x与U之间的函数关系的是()【解析】带电粒子先经加速电场加速，故qUmv2，进入磁场后偏转，OPx2r，两式联立得，OPx，所以B为正确答案【答案】B9(2010苏州模拟)如右图所示，在屏MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里P为屏上的一个小孔PC与MN垂直一群质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力)，以相同的速率v，从P处沿垂直于磁场的方向射入磁场区域粒子入射方向在与磁场B垂直的平面内，且散开在与PC夹角为的范围内则在屏MN上被粒子打中的区域的长度为()A. B.C. D.【解析】由图可知，沿PC方向射入磁场中的带负电的粒子打在MN上的点离P点最远，为PR，沿两边界线射入磁场中的带负电的粒子打在MN上的点离P点最近，为PQcos，故在屏MN上被粒子打中的区域的长度为：QRPRPQ，选项D正确【答案】D二、非选择题(共37分)10(2011枣庄市第三次联考)(12分)质谱仪可测定同位素的组成现有一束一价的钾39和钾41离子经电场加速后，沿着与磁场边界均垂直的方向进入匀强磁场中，如图所示测试时规定加速电压大小为U0，但在实验过程中加速电压有较小的波动，可能偏大或偏小U.为使钾39和钾41打在照相底片上的区域不重叠，U不得超过多少？(不计离子的重力)【解】设加速电压为U，磁场的磁感应强度为B，离子的电荷量为q，质量为m，运动半为R，则由qUmv2，qvBm，解得R由此式可知，在B、q、U相同时，m小的半径小，所以钾39半径小，钾41半径大；在m、B、q相同时，U大半径大设钾39质量为m1，电压为U0U时，最大半径为R1；钾41质量为m2，电压为U0U时，钾41最小半径为R2，则R1R2令R1R2，则m1(U0U)m2(U0U)解得：UU0U0.11(2010沈阳二模)(12分)如右图所示，板间距为d、板长为L的两块平行金属板EF、GH水平放置，在紧靠平行板右侧的正三角形区域内存在着垂直纸面的匀强磁场，三角形底边BC与GH在同一水平线上，顶点A与EF在同一水平线上一个质量为m、电荷量为q的粒子沿两板中心线以初速度v0水平射入，若在两板之间加某一恒定电压，粒子离开电场后垂直AB边从D点进入磁场，BDAB，并垂直AC边射出(不计粒子的重力)，求：(1)粒子离开电场时瞬时速度的大小；(2)两极板间电压的大小；(3)三角形区域内磁感应强度；(4)若两板间不加电压，三角形区域内的磁场方向垂直纸面向里，要使粒子进入磁场区域后能从AB边射出，试求所加磁场的磁感应强度最小值【解析】(1)由粒子带负电并且在电场中向下偏转可知，板间场强的方向垂直平行板向上垂直AB边进入磁场，由几何知识得：粒子离开电场时偏转角为30则粒子离开电场时瞬时速度的大小为vv0.(2)在电场中竖直方向：vy()由几何关系得tan，故U.(3)由几何关系得：LAB设在磁场中运动半径为r1，则r1LABd又B1qv而vv0以上式子联立得B1，方向：垂直纸面向外(4)当粒子刚好与BC边相切时，磁感应强度最小，设粒子的运动半径为r2，由几何知识知：r2B2qv0，故B2，即磁感应强度的最小值为.【答案】(1)v0(2)(3)垂直纸面向外(4)12(2010广东高考)(13分)如图(a)所示，左为某同学设想的粒子速度选择装置，由水平转轴及两个薄盘N1、N2构成，两盘面平行且与转轴垂直，相距为L，盘上各开一狭缝，两狭缝夹角可调(如图(b)；右为水平放置的长为d的感光板，板的正上方有一匀强磁场，方向垂直纸面向外，磁感应强度为B.一小束速度不同、带正电的粒子沿水平方向射入N1，能通过N2的粒子经O点垂直进入磁场O到感光板的距离为，粒子电荷量为q，质量为m，不计重力(1)若两狭缝平行且盘静止(如图(c)，某一粒子进入磁场后，竖直向下打在感光板中心点M上，求该粒子在磁场中运动的时间t；(2)若两狭缝夹角为0，盘匀速转动，转动方向如图(b)要使穿过N1、N2的粒子均打到感光板P1P2连线上，试分析盘转动角速度