2018_2019學(xué)年高中物理第三章磁場6帶電粒子在勻強磁場中的運動課時作業(yè)新人教版.docx

6 帶電粒子在勻強磁場中的運動課時作業(yè)A組基礎(chǔ)鞏固一、單項選擇題1處在勻強磁場內(nèi)部的兩個電子A和B分別以速率v和2v垂直于磁場開始運動，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后，哪個電子先回到原來的出發(fā)點()A條件不夠無法比較 BA先到達CB先到達 D同時到達解析：由周期公式T可知，運動周期與速度v無關(guān)兩個電子各自經(jīng)過一個周期又回到原來的出發(fā)點，故同時到達，選項D正確答案：D2.在圖中，水平導(dǎo)線中有電流I通過，導(dǎo)線正下方的電子初速度的方向與電流I的方向相同，則電子將() A沿路徑a運動，軌跡是圓B沿路徑a運動，軌跡半徑越來越大C沿路徑a運動，軌跡半徑越來越小D沿路徑b運動，軌跡半徑越來越小解析：由左手定則可判斷電子運動軌跡向下彎曲，故電子的徑跡是a.又由r知，B減小，r越來越大，故B對，A、C、D都錯答案：B3.(2016高考全國卷)一圓筒處于磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中，磁場方向與筒的軸平行，筒的橫截面如圖所示圖中直徑MN的兩端分別開有小孔，筒繞其中心軸以角速度順時針轉(zhuǎn)動在該截面內(nèi)，一帶電粒子從小孔M射入筒內(nèi)，射入時的運動方向與MN成30角當(dāng)筒轉(zhuǎn)過90時，該粒子恰好從小孔N飛出圓筒不計重力若粒子在筒內(nèi)未與筒壁發(fā)生碰撞，則帶電粒子的比荷為()A. B.C. D解析：圓筒轉(zhuǎn)過90所用的時間為t，小孔N順時針轉(zhuǎn)過90，帶電粒子仍從N點射出，由幾何關(guān)系得帶電粒子運動軌跡對應(yīng)的圓心角為30，又t，根據(jù)時間相等得，故A正確答案：A4.如圖所示，在x軸上方存在著垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場一個不計重力的帶電粒子從坐標(biāo)原點O處以速度v進入磁場，粒子進入磁場時的速度方向垂直于磁場且與x軸正方向成120角若粒子穿過y軸正半軸后在磁場中到x軸的最大距離為a，則該粒子的比荷和所帶電荷的正負(fù)是()A.，正電荷 B.，正電荷C.，負(fù)電荷 D，負(fù)電荷解析：粒子能穿過y軸的正半軸，所以該粒子帶負(fù)電荷，其運動軌跡如圖所示，A點到x軸的距離最大，為RRa，又R，得，故C正確答案：C5.(2016高考全國卷)現(xiàn)代質(zhì)譜儀可用來分析比質(zhì)子重很多倍的離子，其示意圖如圖所示，其中加速電壓恒定質(zhì)子在入口處從靜止開始被加速電場加速，經(jīng)勻強磁場偏轉(zhuǎn)后從出口離開磁場若某種一價正離子在入口處從靜止開始被同一加速電場加速，為使它經(jīng)勻強磁場偏轉(zhuǎn)后仍從同一出口離開磁場，需將磁感應(yīng)強度增加到原來的12倍此離子和質(zhì)子的質(zhì)量比約為()A11B12C121 D144解析：帶電粒子在加速電場中運動時，有qUmv2，在磁場中偏轉(zhuǎn)時，其半徑r，由以上兩式整理得：r .由于質(zhì)子與一價正離子的電荷量相同，B1B2112，當(dāng)半徑相等時，解得：144，選項D正確答案：D二、多項選擇題6.如圖所示，帶負(fù)電的粒子以速度v從粒子源P處射出，若圖中勻強磁場范圍足夠大(方向垂直紙面)，則帶電粒子的可能軌跡是()Aa BbCc Dd解析：物體運動軌跡的切線方向就是物體運動的速度方向，a、c軌跡與v垂直，不符合題意，A、C錯誤當(dāng)磁場垂直紙面向里時，根據(jù)左手定則可知軌跡為d，當(dāng)磁場垂直紙面向外時，軌跡為b，B、D正確答案：BD7.如圖所示，有一混合正離子束先后通過正交的勻強電場、勻強磁場區(qū)域和勻強磁場區(qū)域，如果這束正離子束在區(qū)域中不偏轉(zhuǎn)，進入?yún)^(qū)域后偏轉(zhuǎn)半徑r相同，則它們一定具有相同的()A速度 B質(zhì)量C電荷量 D比荷解析：離子束在區(qū)域中不偏轉(zhuǎn)，一定是qEqvB，v，A正確進入?yún)^(qū)域后，做勻速圓周運動的半徑相同，由r知，因v、B相同，只能是比荷相同，故D正確，B、C錯誤答案：AD8(2018山東濱州高二檢測)如圖是醫(yī)用回旋加速器示意圖，其核心部分是兩個D形金屬盒，兩金屬盒置于勻強磁場中，并分別與高頻電源相連現(xiàn)分別加速氘核(H)和氦核(He)下列說法中正確的是()A它們的最大速度相同B它們的最大動能相同C它們在D形盒內(nèi)運動的周期相同D僅增大高頻電源的頻率，可增大粒子的最大動能解析：根據(jù)qvBm得v，兩粒子的比荷相同，所以最大速度相等，A正確，Ekmv2，兩粒子的質(zhì)量不等，最大動能不相等，B錯，由T，得周期相等，C正確；粒子的最大動能與電源的頻率無關(guān)，D錯答案：AC三、非選擇題9質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電粒子自靜止開始釋放，經(jīng)M、N板間的電場加速后，從A點垂直于磁場邊界射入寬度為d的勻強磁場中，該粒子離開磁場時的位置P偏離入射方向的距離為L，如圖所示已知M、N兩板間的電壓為U，粒子的重力不計求勻強磁場的磁感應(yīng)強度B.解析：作粒子經(jīng)電場和磁場中的軌跡圖，如圖所示設(shè)粒子在M、N兩板間經(jīng)電場加速后獲得的速度為v，由動能定理得qUmv2粒子進入磁場后做勻速圓周運動，設(shè)其半徑為r，則qvBm由幾何關(guān)系得r2(rL)2d2聯(lián)立求解式得磁感應(yīng)強度B .答案： B組能力提升一、選擇題1MN板兩側(cè)都是磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，方向如圖所示，帶電粒子從a位置以垂直于磁場方向的速度開始運動，依次通過小孔b、c、d，已知abbccd，粒子從a運動到d的時間為t，則粒子的比荷為() A.B.C.D.解析：粒子從a運動到d依次經(jīng)過小孔b、c、d，經(jīng)歷的時間t為3個，由t3和T，可得，故A正確答案：A2.(多選)如圖所示，左右邊界分別為PP、QQ的勻強磁場的寬度為d，磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直于紙面向里，一個質(zhì)量為m、電荷量為q的微觀粒子，沿圖示方向以速度v0垂直射入磁場，欲使粒子不能從邊界QQ射出，粒子入射速度v0的最大值可能是()A. B.C. D解析：粒子射入磁場后做勻速圓周運動，由R知，粒子的入射速度v0越大，R越大當(dāng)粒子的徑跡和邊界QQ相切時，粒子剛好不從QQ射出，此時其入射速度v0應(yīng)為最大若粒子帶正電，其運動軌跡如圖甲所示(此時圓心為O點)，容易看出R1sin 45dR1，將R1代入得v0，選項B正確若粒子帶負(fù)電，其運動軌跡如圖乙所示(此時圓心為O點)，容易看出R2R2cos 45d，將R2代入得v0，選項C正確答案：BC二、非選擇題3.如圖所示，在一個圓形區(qū)域內(nèi)，兩個方向都垂直于紙面向外的勻強磁場分布在以直徑A2A4為邊界的兩個半圓形區(qū)域、中，直徑A2A4與A1A3的夾角為60，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子以某一速度從區(qū)的邊緣A1處沿與A1A3成30角的方向射入磁場，再以垂直A2A4的方向經(jīng)過圓心O進入?yún)^(qū)，最后再從A2處射出磁場已知該粒子從射入到射出磁場所用的時間為t，求區(qū)和區(qū)中磁感應(yīng)強度B1和B2的大小(忽略粒子重力)解析：由幾何知識和題意可知，粒子在區(qū)運動軌跡的圓心在A2處，軌道半徑R1R，則R軌跡所對應(yīng)的圓心角1則運動時間t1由幾何關(guān)系和題意可知，粒子在區(qū)運動軌跡的圓心在OA2的中點，軌跡半徑R2，則R軌跡對應(yīng)的圓心角2，則運動時間t2由題意知：tt1t2由式聯(lián)立解得：B22B1，B1，B2答案：B1B24如圖所示的裝置，左半部分為速度選擇器，右半部分為勻強的偏轉(zhuǎn)電場一束同位素離子流從狹縫S1射入速度選擇器，能夠沿直線通過速度選擇器并從狹縫S2射出的離子，又沿著與電場垂直的方向，立即進入場強大小為E的偏轉(zhuǎn)電場，最后打在照相底片D上已知同位素離子的電荷量為q(q0)，速度選擇器內(nèi)部存在著相互垂直的場強大小為E0的勻強電場和磁感應(yīng)強度大小為B0的勻強磁場，照相底片D與狹縫S1、S2的連線平行且距離為L，忽略重力的影響(1)求從狹縫S2射出的離子速度v0的大小