高二物理《帶電粒子在磁場中的運動》測試題1

1、高二物理帶電粒子在磁場中的運動測試題一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。每小題只有一個選項符合題意。1. 關于帶負電的粒子（重力可忽略不計），下面說法中正確的是 沿電場線方向飛入勻強電場，電場力做功，動能增加 垂直電場線方向飛入勻強電場，電場力做功，動能增加 垂直磁感線方向飛入勻強磁場，磁場力不做功，動能不變 沿磁感線方向飛入勻強磁場，磁場力做功，動能增加a. b. c. d. 2、處在勻強磁場內(nèi)部的兩個電子a和b，分別以和2v的速率垂直射入勻強磁場中，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方向射入勻強磁場，（磁場方向垂直于紙面向里）則在下面四圖中，哪個圖正確地表示出這三束粒子的運動軌跡？a bc d4、有一勻強磁場被約束在一個長方形范圍內(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動速率b甲、乙離子在磁場區(qū)運動的時間相同c甲離子的動能肯定要大一些d乙離子在此磁場中運動的時間肯定長些5、如下圖所示，在充電的平行金屬板間有勻強電場和方向垂直紙面向里的勻強磁場。一帶電粒子以速度v從左側(cè)射入，方向垂直于電場方向和磁場方向，當它從右側(cè)射出場區(qū)時，動能比射入時

3、小，若要使帶電粒子從射入到射出動能是增加的，可采取的措施有（不計重力） a可使電場強度增強 b可使磁感應強度增強c可使粒子帶電性質(zhì)改變（如正變負） d可使粒子射入時的動能增大6、如圖所示，豎直向下的勻強磁場穿過光滑的絕緣水平面，在平面上的o點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，線速度為v，繞著o點做勻速圓周運動若某時刻突然將小球m除去，則小球m可能出現(xiàn)以下哪些運動形式a仍以o點為圓心，半徑為r，線速度為v，沿逆時針方向做勻速圓周運動b以另一點為圓心，半徑為r，線速度為v，沿順時針方向做勻速圓周運動c以另一點為圓心，半徑小于r，線速度小于v，沿順時針方向做勻速圓周運動

4、d沿原線速度方向做勻速直線運動二、多項選擇題：本題共5小題，每小題4分，共20分。每小題有多個選項符合題意，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分。7、在勻強磁場中，一個帶電粒子作勻速圓周運動，如果又順利進入另一個磁感強度是原來磁感強度倍的勻強磁場，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)樵瓉淼?/4d粒子速率不變，周期減半8、在某一區(qū)域，如圖所示，存在著電場強度為e的勻強電場和磁感強度為 b的勻強磁場，一束電子沿 ox方向運動，在這個區(qū)域始終沒有發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在這個區(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d形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時都能得到加速，兩d形金屬盒處于垂直于盒底的勻強磁場中，如圖所示，要增大帶電粒子射出時的動能，則下列說法中正確的是 a增大磁場的磁感應強度 b增大勻強電場間的加速電壓c增大d形金屬盒的半徑 d減小狹縫間的距離10、設空間存在豎直向下的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場，如圖所示，已知一離子在電場力和洛侖茲力作用下，從靜止開始自a沿曲線acb運動，到達b點時，速

6、度為零，c點為最低點，不計重力，以下說法正確的是a離子必帶正電荷 ba點和b點位于同一高度c離子在c點時速度最大 d離子到b點后，將沿曲線返回a點11、如圖所示，虛線所示的區(qū)域內(nèi)，有方向垂直于畫面向里的勻強磁場，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，這些質(zhì)子在磁場區(qū)運動過程中a運動時間越長，其軌跡越長b運動時間越長，其軌跡對應的圓心角越大c運動時間越長，射出的速率越大d運動時間越長，射出磁場時速度方向偏轉(zhuǎn)角越大三、計算題：本題共5小題，共76分，解答時請寫出必要的文字說明，方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。12、（1

7、4分）如圖所示，在相互垂直的勻強磁場和勻強電場中放一光滑的足夠長的斜面，傾斜角為30，并固定在水平面上，電場強度為e，磁感應強度為b，質(zhì)量為m，電量為+q的小球，靜止在斜面的頂端，這時小球?qū)π泵娴恼龎毫榱悖粞杆俚匕央妶龇较蚋淖優(yōu)樨Q直向下，則小球能在斜面上滑多遠？13、（15分）一個質(zhì)量為m帶電量為+q的小球以水平初速度v0自離地面h高度處做平拋運動。不計空氣阻力。重力加速度為g。試回答下列問題：（1）小球自拋出到第一次落地至點p的過程中發(fā)生的位移s大小是多少？（2）若在空間加一個豎直方向的勻強電場，發(fā)現(xiàn)小球水平拋出后做勻速直線運動，則勻強電場強度e是多大？（3）若在空間再加一個垂直紙面向外

8、的勻強磁場，發(fā)現(xiàn)小球第一次落地點仍然是p。試問磁感應強度b是多大？14、（15分）用一根長l=0.8m的輕繩，吊一質(zhì)量為m=1.0g的帶電小球，放在磁感應強度b=0.1t，方向如圖所示的勻強磁場中，把小球拉到懸點的右端，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的豎直平面內(nèi)擺動，當小球第一次擺到低點時，懸線的拉力恰好為零(重力加速度g取10m/s2).試問：(1)小球帶何種電荷？電量為多少？(2)當小球第二次經(jīng)過最低點時，懸線對小球的拉力多大？15、(16分)如圖所示，某一空間分布著有理想邊界的勻強電場和勻強磁場。左側(cè)勻強電場的場強大小為e、方向水平向右，電場寬度為l；中間區(qū)域勻強

9、磁場的磁感應強度大小為b，方向垂直紙面向外。右側(cè)區(qū)域勻強磁場的磁感應強度大小也為b，方向垂直紙面向里，其右邊界可向右邊無限延伸。一個質(zhì)量為m、電量為q、不計重力的帶正電的粒子從電場的左邊緣的o點由靜止開始運動，穿過中間磁場區(qū)域進入右側(cè)磁場區(qū)域后，又回到o點，然后重復上述運動過程。求：（1）帶電粒子在磁場中的軌道半徑（2）中間磁場區(qū)域的寬度d；（3）帶電粒子從o點開始運動到第一次回到o點所用時間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。質(zhì)量為m、電量為+q的粒子在環(huán)中做半徑為r的圓周運動。a、b為兩塊中心開有小孔的極板，原來電勢都為

10、零，每當粒子飛經(jīng)a板時，a板電勢升高為+v，b板電勢仍保持為零，粒子在兩板間得到加速，每當粒子離開b板時，a板電勢又降為零，粒子在電場中一次次加速下動能不斷增大，而繞行半徑不變。（1）設t=0時粒子靜止在a板小孔處，在電場作用下加速，并繞行第一圈，求粒子繞行n圈回到a板時獲得的總動能ekn。（2）為使粒子始終保持在半徑為r的圓軌道上運動，磁場必須周期性遞增，求粒子繞行第n圈時的磁感強度bn。（3）求粒子繞行n圈所需的總時間tn（設極板間距遠小于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：電場向上時mg=qe ，

11、電場反向后重力與電場力的合力=mg+qe=2mg隨速度增大洛侖茲力增大，當增大到與垂直斜面的分力時，斜面支持力為零，小球?qū)㈦x開斜面。根據(jù)qvb=fcos30=2mgcos30，可求出離開斜面時速度。設小球下滑距離為s，由動能定理有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)設小球第一次到達最低點速度為v，則由動能定理可得： 在最低點由牛頓第二定律得; ，解得q=7.510-2c ， 帶負電. (2) 小球第二次到達最低點速度仍為v，牛頓第二定律得：， 解得f=0.06n。15、解析：（1）帶電粒子在電場中加速，由動能定理，可得： (1分)帶電粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)，由牛