课时知能评估31.doc

一、选择题1如图所示，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：当磁场方向向里时，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向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：AD2如图所示，某空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场，A、B两个物块叠放在一起，并置于光滑的绝缘水平面上，物块A带正电，物块B为不带电的绝缘体水平恒力F作用在物块B上，使A、B一起由静止开始向左运动在运动过程中，A、B始终保持相对静止，以下关于A、B受力的说法中正确的是()AA对B的压力变大BB对A的摩擦力保持不变CA对B的摩擦力变大DB对地面的压力保持不变解析：由左手定则可知，物块A受到的洛伦兹力向下，且增大，故A对B的压力增大，B对地的压力也增大；对物块A、B用整体法分析，其受到的合外力不变，加速度不变，故B对A的摩擦力不变；A对B的摩擦力与B对A的摩擦力大小相等，方向相反，也不变，正确选项为A、B.答案：AB3(2011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()ABC D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：A4(2009年高考广东卷)如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中质量为m、带电荷量为Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是() A滑块受到的摩擦力不变B滑块到达地面时的动能与B的大小无关C滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下DB很大时，滑块可能静止于斜面上解析：由左手定则知C正确而FfFN(mgcos BQv)要随速度增加而变大，A错误若滑块滑到斜面底端已达到匀速运动状态，应有Ffmgsin ，可得v(cos )，可看到v随B的增大而减小若滑块滑到斜面底端时还处于加速运动状态，则在B越强时，Ff越大，滑块克服阻力做功越多，到达斜面底端的速度越小，B错误当滑块能静止于斜面上时应有mgsin mgcos ，即tan ，与B的大小无关，D错误答案：C5(2011年张家界模拟)如图所示，质量为m、带电量为q的粒子以速度v0垂直地射入宽度为d的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，为使粒子能穿过磁场，则v0至少等于() A2Bqd/m BBqd/2m CBqd/m DBqd/m解析：带电粒子恰好能够穿出时，轨迹恰好与磁场右边界相切，则轨迹半径rd，即v，故速度应满足v0，C项正确答案：C6如图所示，正方形区域abcd中充满匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里一个氢核从ad边的中点m沿着既垂直于ad边又垂直于磁场的方向，以一定速度射入磁场，正好从ab边中点n射出磁场若将磁场的磁感应强度变为原来的2倍，其他条件不变，则这个氢核射出磁场的位置是() A在b、n之间某点 B在n、a之间某点Ca点 D在a、m之间某点解析：如图所示，由题意可判断氢核原来轨迹为四分之一圆弧，a为圆周运动的圆心，将B变为原来的2倍，则半径变为原来的一半，即轨迹为半圆答案：C7 (2010年高考重庆理综)如图所示，矩形MNPQ区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，有5个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场，在纸面内做匀速圆周运动，运动轨迹为相应的圆弧这些粒子的质量、电荷量以及速度大小如下表所示.粒子编号质量电荷量(q0)速度大小1m2qv22m2q2v33m3q3v42m2q3v52mqv由以上信息可知，从图中a、b、c处进入的粒子对应表中的编号分别为()A3、5、4 B4、2、5C5、3、2 D2、4、5解析：结合题图，运用左手定则可知，粒子a与b电性相同，粒子c与前两者电性必相反rarcrb.根据r可知，A项中rarb，B项中rarb，均与题意不符，A、B两项均错误C项中若只剩粒子1和4则二者电性与图中其余两条轨道不符，故C项错误，只有D项符合，答案为D.答案：D8如图所示，平行线PQ、MN之间有方向垂直纸面向里的匀强磁场，电子从P沿平行于PQ且垂直于磁场的方向射入磁场，其中速率v1的电子与MN成60角射出磁场，速率为v2的电子与MN成45角射出磁场，等于() A. B.1C2 D.解析：如图所示，r1r1cos 60d又r1，r2r2cos 45d又r2所以2.答案：C9(2011年苏州模拟)如图所示，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：D10(2010年高考江苏单科)如图所示，在匀强磁场中附加另一匀强磁场，附加磁场位于图中阴影区域，附加磁场区域的对称轴OO与SS垂直a、b、c三个质子先后从S点沿垂直于磁场的方向射入磁场，它们的速度大小相等，b的速度方向与SS垂直，a、c的速度方向与b的速度方向间的夹角分别为、且.三个质子经过附加磁场区域后能到达同一点S，则下列说法中正确的有() A三个质子从S运动到S的时间相等B三个质子在附加磁场以外区域运动时，运动轨迹的圆心均在OO轴上C若撤去附加磁场，a到达SS连线上的位置距S点最近D附加磁场方向与原磁场方向相同解析：带电粒子在磁场中的回旋时间与回旋角成正比由图知cba可知tctbta，A选项错误三个质子在匀强磁场中轨道半径相等，即S到圆心的距离相等，所以三个圆心不可能都出现在OO轴上，B项错误；若撤去附加磁场后，b质子经半圆打在SS连线最远，a粒子初速度方向与SS线夹角最小，落点最近，故C项正确圆心都在弧线一侧，所以附加磁场与原磁场方向相同，D项正确答案：CD二、非选择题11在真空中，半径为r的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在此区域外围空间有垂直纸面向里的大小也为B的磁场，如图所示，一个带电粒子从边界上的P点沿半径向外，以速度v0进入外围磁场，已知带电粒子质量m21010 kg，带电量q5106 C，不计重力，磁感应强度B1 T，粒子运动速度v05103 m/s，圆形区域半径r0.2 m，求粒子第一次回到P点所需的时间解析：由洛伦兹力提供向心力qv0BR0.2 mr轨迹如图所示T8105 s，运动时间为2T16105 s.答案：16105 s12(2010年高考全国卷)如图，在0xa区域内存在与xy平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B.在t0时刻，一位于坐标原点的粒子源在xy平面内发射出大量同种带电粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向与y轴正方向的夹角分布在0180范围内已知沿y轴正方向发射的粒子在tt0时刻刚好从磁场边界上P(a，a)点离开磁场求：(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径R及粒子的比荷q/m；(2)此时刻仍在磁场中的粒子的初速度方向与y轴正方向夹角的取值范围；(3)从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间解析：(1)沿y轴正方向发射的粒子在磁场中的运动轨迹如图中的弧所示，其圆心为C.由题给条件可以得出OCP此粒子飞出磁场所用的时间为t0式中T为粒子做圆周运动的周期设粒子运动速度的大小为v，半径为R，由几何关系可得Ra由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有qvBmT联立式，得(2)依题意，同一时刻仍在磁场内的粒子到O点距离相同在t0时刻仍在磁场中的粒子应位于以O点为圆心、OP为半径的弧上，如图所示设此时位于P、M、N三点的粒子的初速度分别为vP、vM、vN