高二物理《帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》測(cè)試題1

1、高二物理帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)測(cè)試題一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。1. 關(guān)于帶負(fù)電的粒子（重力可忽略不計(jì)），下面說(shuō)法中正確的是 沿電場(chǎng)線(xiàn)方向飛入勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)力做功，動(dòng)能增加 垂直電場(chǎng)線(xiàn)方向飛入勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)力做功，動(dòng)能增加 垂直磁感線(xiàn)方向飛入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)力不做功，動(dòng)能不變 沿磁感線(xiàn)方向飛入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)力做功，動(dòng)能增加a. b. c. d. 2、處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)部的兩個(gè)電子a和b，分別以和2v的速率垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后，哪個(gè)電子先回到原來(lái)的出發(fā)點(diǎn) a條件不夠無(wú)法比較 ba先到達(dá)cb先到達(dá) d同時(shí)到達(dá)3、有三束粒子，分別是質(zhì)子（p）

2、，氚核（）和粒子，如果它們以相同的速度沿垂直于磁場(chǎng)方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，（磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里）則在下面四圖中，哪個(gè)圖正確地表示出這三束粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡？a bc d4、有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)被約束在一個(gè)長(zhǎng)方形范圍內(nèi)，截面如圖中abcd，一束荷質(zhì)比相同的離子沿著圖中到的方向垂直磁場(chǎng)射入，形成圖中甲、乙所示兩種軌跡，則a甲、乙離子具有相同的運(yùn)動(dòng)速率b甲、乙離子在磁場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同c甲離子的動(dòng)能肯定要大一些d乙離子在此磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間肯定長(zhǎng)些5、如下圖所示，在充電的平行金屬板間有勻強(qiáng)電場(chǎng)和方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一帶電粒子以速度v從左側(cè)射入，方向垂直于電場(chǎng)方向和磁場(chǎng)方向，當(dāng)它從右側(cè)射出場(chǎng)區(qū)時(shí)，動(dòng)能比射入時(shí)

3、小，若要使帶電粒子從射入到射出動(dòng)能是增加的，可采取的措施有（不計(jì)重力） a可使電場(chǎng)強(qiáng)度增強(qiáng) b可使磁感應(yīng)強(qiáng)度增強(qiáng)c可使粒子帶電性質(zhì)改變（如正變負(fù)） d可使粒子射入時(shí)的動(dòng)能增大6、如圖所示，豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)穿過(guò)光滑的絕緣水平面，在平面上的o點(diǎn)處固定一帶電荷量為+q的小球m，帶電荷量為q的小球m以半徑為r，線(xiàn)速度為v，繞著o點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)若某時(shí)刻突然將小球m除去，則小球m可能出現(xiàn)以下哪些運(yùn)動(dòng)形式a仍以o點(diǎn)為圓心，半徑為r，線(xiàn)速度為v，沿逆時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)b以另一點(diǎn)為圓心，半徑為r，線(xiàn)速度為v，沿順時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)c以另一點(diǎn)為圓心，半徑小于r，線(xiàn)速度小于v，沿順時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)

4、d沿原線(xiàn)速度方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)二、多項(xiàng)選擇題：本題共5小題，每小題4分，共20分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意，全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分。7、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)帶電粒子作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如果又順利進(jìn)入另一個(gè)磁感強(qiáng)度是原來(lái)磁感強(qiáng)度倍的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則a粒子的速率加倍，周期減半b粒子的速率不變，軌道半徑減半c粒子的速率減半，軌道半徑變?yōu)樵瓉?lái)的1/4d粒子速率不變，周期減半8、在某一區(qū)域，如圖所示，存在著電場(chǎng)強(qiáng)度為e的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感強(qiáng)度為 b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一束電子沿 ox方向運(yùn)動(dòng)，在這個(gè)區(qū)域始終沒(méi)有發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)e和b的方向可能是ae和 b都是沿 ox的正方向be和 b都是

5、沿 ox的反方向ce沿oz的正方向，b沿 oy的反方向de沿 oy的正方向，b沿 oz的反方向b9、回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電極相連接的兩個(gè)d形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的電場(chǎng)，使粒子在通過(guò)狹縫時(shí)都能得到加速，兩d形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，要增大帶電粒子射出時(shí)的動(dòng)能，則下列說(shuō)法中正確的是 a增大磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 b增大勻強(qiáng)電場(chǎng)間的加速電壓c增大d形金屬盒的半徑 d減小狹縫間的距離10、設(shè)空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示，已知一離子在電場(chǎng)力和洛侖茲力作用下，從靜止開(kāi)始自a沿曲線(xiàn)acb運(yùn)動(dòng)，到達(dá)b點(diǎn)時(shí)，速

6、度為零，c點(diǎn)為最低點(diǎn)，不計(jì)重力，以下說(shuō)法正確的是a離子必帶正電荷 ba點(diǎn)和b點(diǎn)位于同一高度c離子在c點(diǎn)時(shí)速度最大 d離子到b點(diǎn)后，將沿曲線(xiàn)返回a點(diǎn)11、如圖所示，虛線(xiàn)所示的區(qū)域內(nèi)，有方向垂直于畫(huà)面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，從邊緣a處有一束速度各不相同的質(zhì)子沿半徑方向射入磁場(chǎng)，這些質(zhì)子在磁場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中a運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，其軌跡越長(zhǎng)b運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，其軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角越大c運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，射出的速率越大d運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，射出磁場(chǎng)時(shí)速度方向偏轉(zhuǎn)角越大三、計(jì)算題：本題共5小題，共76分，解答時(shí)請(qǐng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明，方程式和重要的演算步驟，只寫(xiě)出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位。12、（1

7、4分）如圖所示，在相互垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)中放一光滑的足夠長(zhǎng)的斜面，傾斜角為30，并固定在水平面上，電場(chǎng)強(qiáng)度為e，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，質(zhì)量為m，電量為+q的小球，靜止在斜面的頂端，這時(shí)小球?qū)π泵娴恼龎毫榱?，若迅速地把電?chǎng)方向改變?yōu)樨Q直向下，則小球能在斜面上滑多遠(yuǎn)？13、（15分）一個(gè)質(zhì)量為m帶電量為+q的小球以水平初速度v0自離地面h高度處做平拋運(yùn)動(dòng)。不計(jì)空氣阻力。重力加速度為g。試回答下列問(wèn)題：（1）小球自?huà)伋龅降谝淮温涞刂咙c(diǎn)p的過(guò)程中發(fā)生的位移s大小是多少？（2）若在空間加一個(gè)豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)小球水平拋出后做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則勻強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)度e是多大？（3）若在空間再加一個(gè)垂直紙面向外

8、的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)小球第一次落地點(diǎn)仍然是p。試問(wèn)磁感應(yīng)強(qiáng)度b是多大？14、（15分）用一根長(zhǎng)l=0.8m的輕繩，吊一質(zhì)量為m=1.0g的帶電小球，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度b=0.1t，方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，把小球拉到懸點(diǎn)的右端，輕繩剛好水平拉直，將小球由靜止釋放，小球便在垂直于磁場(chǎng)的豎直平面內(nèi)擺動(dòng)，當(dāng)小球第一次擺到低點(diǎn)時(shí)，懸線(xiàn)的拉力恰好為零(重力加速度g取10m/s2).試問(wèn)：(1)小球帶何種電荷？電量為多少？(2)當(dāng)小球第二次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，懸線(xiàn)對(duì)小球的拉力多大？15、(16分)如圖所示，某一空間分布著有理想邊界的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)。左側(cè)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為e、方向水平向右，電場(chǎng)寬度為l；中間區(qū)域勻強(qiáng)

9、磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b，方向垂直紙面向外。右側(cè)區(qū)域勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為b，方向垂直紙面向里，其右邊界可向右邊無(wú)限延伸。一個(gè)質(zhì)量為m、電量為q、不計(jì)重力的帶正電的粒子從電場(chǎng)的左邊緣的o點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)中間磁場(chǎng)區(qū)域進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)區(qū)域后，又回到o點(diǎn)，然后重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程。求：（1）帶電粒子在磁場(chǎng)中的軌道半徑（2）中間磁場(chǎng)區(qū)域的寬度d；（3）帶電粒子從o點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到第一次回到o點(diǎn)所用時(shí)間t。16、（16分）如圖所示為一種獲得高能粒子的裝置，環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在著垂直紙面向外、大小可調(diào)節(jié)的均勻磁場(chǎng)。質(zhì)量為m、電量為+q的粒子在環(huán)中做半徑為r的圓周運(yùn)動(dòng)。a、b為兩塊中心開(kāi)有小孔的極板，原來(lái)電勢(shì)都為

10、零，每當(dāng)粒子飛經(jīng)a板時(shí)，a板電勢(shì)升高為+v，b板電勢(shì)仍保持為零，粒子在兩板間得到加速，每當(dāng)粒子離開(kāi)b板時(shí)，a板電勢(shì)又降為零，粒子在電場(chǎng)中一次次加速下動(dòng)能不斷增大，而繞行半徑不變。（1）設(shè)t=0時(shí)粒子靜止在a板小孔處，在電場(chǎng)作用下加速，并繞行第一圈，求粒子繞行n圈回到a板時(shí)獲得的總動(dòng)能ekn。（2）為使粒子始終保持在半徑為r的圓軌道上運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)必須周期性遞增，求粒子繞行第n圈時(shí)的磁感強(qiáng)度bn。（3）求粒子繞行n圈所需的總時(shí)間tn（設(shè)極板間距遠(yuǎn)小于r）參考答案1、b 2、d 3、c 4、d 5、a 6、b 7、bd 8、abc 9、ac 10、abc 11、bd12、解析：電場(chǎng)向上時(shí)mg=qe ，

11、電場(chǎng)反向后重力與電場(chǎng)力的合力=mg+qe=2mg隨速度增大洛侖茲力增大，當(dāng)增大到與垂直斜面的分力時(shí)，斜面支持力為零，小球?qū)㈦x開(kāi)斜面。根據(jù)qvb=fcos30=2mgcos30，可求出離開(kāi)斜面時(shí)速度。設(shè)小球下滑距離為s，由動(dòng)能定理有fsin30s=mv2/2，可解出s=3m2g / 2q2b213、解：（1） （1分） （1分）得 （2分）（2）mg=qe （2分）（3）由 （1分）得 （2分） （2分） （2分）14、解：(1)設(shè)小球第一次到達(dá)最低點(diǎn)速度為v，則由動(dòng)能定理可得： 在最低點(diǎn)由牛頓第二定律得; ，解得q=7.510-2c ， 帶負(fù)電. (2) 小球第二次到達(dá)最低點(diǎn)速度仍為v，牛頓第二定律得：， 解得f=0.06n。15、解析：（1）帶電粒子在電場(chǎng)中加速，由動(dòng)能定理，可得： (1分)帶電粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)，由牛