高考物理选修知识点巩固练习_带电粒子在磁场中的运动 基础VIP

【巩固练习】一、选择题：1有关带电粒子运动的说法正确的是（不计重力）（ ）A沿着电场线方向飞入匀强电场，动能一定变化B沿着磁感线方向飞入匀强磁场，动能一定变化C垂直于电场线方向飞入匀强电场，动能一定变化D垂直于磁感线方向飞入匀强磁场，动能一定不变2带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动转迹，如图是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面向里，该粒子在运动时，其质量和电量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是（ ）A粒子先经过a点，再经过b点B粒子先经过b点，再经过a点C粒子带负电D粒子带正电3下列关于带电荷量为+q的粒子在匀强磁场中运动的说法，正确的是（ ）A只要速度的大小相同，所受洛伦兹力的大小就相同B如果把+q改为q，且速度反向而大小不变，则洛伦兹力的大小、方向都不变C洛伦兹力方向一定与电荷运动的速度方向垂直，磁场方向也一定与电荷的运动方向垂直D当粒子只受洛伦兹力作用时，动能不变4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5如图甲，在一水平放置的平板MN的上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于纸面向里。许多质量为m带电量为+q的粒子，以相同的速度v沿位于纸面内的各个方向由小孔O射入磁场区域。不计重力，不计粒子间的相互影响，图乙中阴影部分表示带粒子可能经过的区域，其中。乙图中哪个是正确的（ ）6质子（p）和粒子以相同的速率在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，轨道半径分别为和，周期分别为和，则下列选项正确的是（ ）A=12，=12 B=11，=11C=11，=12 D=12，=117如图所示，在阴极射线管上方平行放置一通电长直导线，则阴极射线将（ ）A向上偏 B向下偏C向纸内侧 D向纸外偏8一个长螺线管中通有交变电流，把一个带电粒子沿管轴线射入管中，不计重力，粒子将在管中（ ）A做圆周运动 B沿轴线来回运动C做匀加速直线运动 D做匀速直线运动9如图所示的圆形区域里，匀强磁场的方向是垂直于纸面向内，有一束速率各不相同的电子自A点沿半径方向射入磁场，这些电子在磁场中（ ）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，其轨迹越大C运动时间越短，射出磁场区域时速度越小D运动时间越短，射出磁场区域时速度的偏向角越小10某电子以固定的正电荷为圆心在匀强磁场中做匀速圆周运动，磁场方向垂直于它的运动平面，电子所受正电荷的电场力是磁场力的三倍，若电子质量为m，电荷量为e，磁感应强度为B，则电子运动可能的角速度是（ ）A B C D11如图所示，一带负电的质点在固定的正的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T0二、解答题：1如图所示，正、负电子垂直磁场方向沿与边界成角的方向射入匀强磁场中，则在磁场中的运动时间之比为=_。2质子、氘核和粒子都垂直于磁场方向射入同一匀强磁场，比较它们的轨道半径和运转的周期。（1）若它们进入磁场时的动能相同，则：=_；=_。（2）若它们从静止开始先被同一加速电场加速后再进入磁场，则：=_；=_。3质量为0.1 g的小物块，带有5104 C的电荷量，放在倾角为30的绝缘光滑斜面上。整个斜面置上0.5 T的匀强磁场中，磁场方向如图所示。物块由静止开始下滑，滑到某一位置时，物块开始离开斜面（设斜面足够长，g取10 m / s2），问：（1）物块带何种电荷？（2）物块离开斜面时的速度为多少？（3）物块在斜面上滑行的最大距离是多少？4长为L的水平极板间有垂直纸面向内的匀强磁场，如图甲所示，磁感应强度为B，极板间距离也为L，极板不带电，现有质量为m，电荷量为q的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，其入射速度是多少？【答案与解析】1 AD解析：带电粒子沿电场线运动，电场力做功，粒子动能发生变化。带电粒子在磁场中运动，洛伦兹力不做功，动能不变。2AC解析：由带电粒子的轨迹半径知，当速度减小时，半径减小，所以粒子必定是从a到b且带负电，故A、C选项正确。3BD解析：洛伦兹力的大小不仅与速度的大小有关，还与其方向有关，故A项错误；用左手定则判定洛伦兹力方向时，负电荷运动方向跟正电荷运动的方向相反，故把+q换成q，且速度反向而大小不变时，洛伦兹力的大小、方向均不发生变化，B项正确；洛伦兹力的方向一定跟电荷速度方向垂直，但电荷进入磁场的速度方向可以是任意的，因而磁场方向与电荷的运动方向的夹角也可以是任意的，故C项错误；洛伦兹力对运动电荷不做功，不改变运动电荷的动能，故D项正确。4C解析：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，当氢核垂直于ad边从中点m射入，又从ab边的中点n射出，则速度必垂直于ab边，a点为圆心，且，当磁感应强度加倍时，半径变为原来的1/2，则C正确。5A解析：如图所示，当粒子沿v1、v2、v3vn进入磁场时所对应的圆周运动的轨迹圆心分别为O1、O2、O3On，可以看出带电粒子所经过的区域，A正确。6A解析：质子（）和粒子（）在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式，周期公式，又质子和粒子的速率相等，代入q、m可得=12，=12，故选A。7A解析：用右手螺旋法则判断通电长直导线在射线管处的磁场方向，垂直纸面向外，然后用左手定则判断电子流受力方向。8D解析：通有交变电流的螺线管内部磁场方向始终与轴线平行，带电粒子沿着磁感线运动时不受洛伦兹力，所以应一直保持原运动状态不变。9AD解析：如图所示，由于电子在磁场中运动的周期相同，圆心角与时间成正比，速度的偏向角也与时间成正比，故选项A、D正确。电子的轨迹长，因此轨迹长度与速率有关，速率越大，轨迹越长。又由图知，电子速率越大，则轨道圆半径R越大，圆心角越小，时间越短，故选项B、C错误。10AC解析：电子受电场力和洛伦兹力而做匀速圆周运动，当两力方向相同时有： ， ， ，联立得，故A正确。当两力方向相反时，有 ，联立有，C正确。11AD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。二、解答题：115解析：首先画出正、负电子在磁场中的运动轨迹如图所示，上边轨迹为正电子的，下边轨迹为负电子的。由几何知识知：正电子圆弧轨迹所对圆心角，而负电子的圆周轨迹所对圆心角，由于，故，=15。2（1）11 122 （2）1 122解析：（1）质子（）、氘核（）、粒子（）的比荷分别为、， 又由动量的动能关系式，有，所以， ，。 即，。 所以=11。 由于，所以， 所以=122。（2）若被同一加速电场加速，加速后的速度为v，又由于 ，所以，。 故=1。由于周期与进入磁场时的速度没有关系， 故=122。11（1）负电荷 （2）3.46 m / s （3）1.2 m解析：本题考查带电粒子在磁场中的受力情况。（1）由左手定则可知物块带负电荷。（2）当物块离开斜面时，物块对斜面的压力FN=0，对物块受力分析如图所示，有F=mgcos30，即qvB=mgco