高中物理磁場帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)課后達(dá)標(biāo)檢測 新人教版選修31

1、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)一、選擇題1(多選)如果一帶電粒子勻速進(jìn)入一個(gè)磁場，除磁場力外不受其他任何力的作用，則帶電粒子在磁場中可能做()A勻速直線運(yùn)動(dòng)B平拋運(yùn)動(dòng)C勻加速直線運(yùn)動(dòng) D變速曲線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)學(xué)號(hào)99690318解析：選AD.如果粒子運(yùn)動(dòng)方向與磁場方向平行，則它不會(huì)受到洛倫茲力，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，A正確在其他情況下，洛倫茲力的方向總與速度方向垂直，速度大小不變，但方向變化，所以只能做變速曲線運(yùn)動(dòng)，D正確粒子的加速度方向時(shí)刻改變，所以不能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)，B、C均錯(cuò)誤故選A、D.2.如圖所示，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

2、a運(yùn)動(dòng)，軌跡是圓B沿路徑a運(yùn)動(dòng)，軌跡半徑越來越大C沿路徑a運(yùn)動(dòng)，軌跡半徑越來越小D沿路徑b運(yùn)動(dòng)，軌跡半徑越來越小導(dǎo)學(xué)號(hào)99690319解析：選B.由安培定則及左手定則可判斷電子運(yùn)動(dòng)軌跡向下彎曲，又由r知，B減小，r越來越大，故電子的徑跡是a，B正確，A、C、D錯(cuò)誤3.質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子M和N，以不同的速率經(jīng)小孔S垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，運(yùn)行的半圓軌跡如圖中虛線所示，下列表述正確的是()AM帶負(fù)電，N帶正電BM的速率小于N的速率C洛倫茲力對M、N做正功DM的運(yùn)行時(shí)間大于N的運(yùn)行時(shí)間導(dǎo)學(xué)號(hào)99690320解析：選A.根據(jù)左手定則可知N帶正電，M帶負(fù)電，A正確；因?yàn)閞，而M的半徑大于N的半徑，所

3、以M的速率大于N的速率，B錯(cuò)誤；洛倫茲力不做功，C錯(cuò)誤；M和N的運(yùn)行時(shí)間都為t，D錯(cuò)誤故選A.4.(2016·余姚期中)薄鋁板將同一勻強(qiáng)磁場分成、兩個(gè)區(qū)域，高速帶電粒子可穿過鋁板一次，在兩個(gè)區(qū)域運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖，半徑R1>R2，假定穿過鋁板前后粒子電量保持不變，則該粒子()A帶正電B在、區(qū)域的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同C在、區(qū)域的運(yùn)動(dòng)加速度相同D從區(qū)域穿過鋁板運(yùn)動(dòng)到區(qū)域?qū)W(xué)號(hào)99690321解析：選B.粒子穿過鋁板受到鋁板的阻力速度將減小，由r可得粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑將減小，故可得粒子由區(qū)域運(yùn)動(dòng)到區(qū)域，結(jié)合左手定則可知粒子帶負(fù)電，故A、D錯(cuò)誤；由T可知粒子運(yùn)動(dòng)的周期不變，粒子在

4、區(qū)域和區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間均為tT，故B正確；根據(jù)向心加速度公式a，可知，周期相同，半徑不同，所以加速度不同，故C錯(cuò)誤5.如圖所示，有界勻強(qiáng)磁場邊界線SPMN，速度不同的同種帶電粒子從S點(diǎn)沿SP方向同時(shí)射入磁場，其中穿過a點(diǎn)的粒子速度v1與MN垂直，穿過b點(diǎn)的粒子其速度方向與MN成60°角，設(shè)兩粒子從S到a、b所需的時(shí)間分別為t1、t2，則t1t2為()A13 B43C11 D32導(dǎo)學(xué)號(hào)99690322解析：選D.畫出運(yùn)動(dòng)軌跡，過a點(diǎn)的粒子轉(zhuǎn)過90°，過b點(diǎn)的粒子轉(zhuǎn)過60°，故選項(xiàng)D正確6(多選)如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖，帶電粒子被加速電場加速后，進(jìn)入速度選擇器速

5、度選擇器內(nèi)存在相互正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為E.平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2.平板S下方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場下列表述正確的是()A質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具B速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向外C能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于D粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的比荷越小導(dǎo)學(xué)號(hào)99690323解析：選ABC.因同位素原子的化學(xué)性質(zhì)完全相同，無法用化學(xué)方法進(jìn)行分析，故質(zhì)譜儀就成為同位素分析的重要工具，選項(xiàng)A正確在速度選擇器中，帶電粒子所受靜電力和洛倫茲力在粒子沿直線運(yùn)動(dòng)時(shí)應(yīng)等大、反向，結(jié)合左手定則可知選項(xiàng)B正

6、確再由qEqvB有v，選項(xiàng)C正確在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場中R，所以，選項(xiàng)D錯(cuò)誤7.用如圖所示的回旋加速器來加速質(zhì)子，為了使質(zhì)子獲得的最大動(dòng)能增加為原來的4倍，可采用下列哪種方法()A將其磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來的2倍B將其磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來的4倍C將D形金屬盒的半徑增大為原來的4倍D將兩D形金屬盒間的加速電壓增大為原來的4倍導(dǎo)學(xué)號(hào)99690324解析：選A.設(shè)粒子在回旋加速器的磁場中繞行的最大半徑為R，由牛頓第二定律得evBm質(zhì)子的最大動(dòng)能Ekmmv2解式得Ekm要使質(zhì)子的動(dòng)能增加為原來的4倍，可以將磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來的2倍或?qū)蒁形金屬盒的半徑增大為原來的2倍，B、C錯(cuò)誤，A正確；質(zhì)子獲

7、得的最大動(dòng)能與加速電壓無關(guān)，D錯(cuò)誤8.如圖所示為一圓形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場，在O點(diǎn)處有一放射源，沿半徑方向射出速率為v的不同帶電粒子，其中帶電粒子1從A點(diǎn)飛出磁場，帶電粒子2從B點(diǎn)飛出磁場，不考慮帶電粒子的重力則()A帶電粒子1的比荷與帶電粒子2的比荷比值為31B帶電粒子1的比荷與帶電粒子2的比荷比值為1C帶電粒子l與帶電粒子2在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間比值為21D帶電粒子1與帶電粒子2在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間比值為12導(dǎo)學(xué)號(hào)99690325解析：選A.根據(jù)題圖中幾何關(guān)系，tan 60°R/r1，tan 30°R/r2，帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)，r，聯(lián)立解得帶電粒子1的比荷與帶電粒子2的比荷比值為

8、31，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；帶電粒子1與帶電粒子2在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間比值為223，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤9.(多選)(2016·山東實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二檢測)空間存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，如圖所示的正方形虛線為其邊界一細(xì)束由兩種粒子組成的粒子流沿垂直于磁場的方向從O點(diǎn)入射這兩種粒子帶同種電荷，它們的電荷量、質(zhì)量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子不計(jì)重力下列說法正確的是()A入射速度不同的粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定不同B入射速度相同的粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡一定相同C在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同的粒子，其運(yùn)動(dòng)軌跡一定相同D在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長的粒子，其軌跡所對的圓心角一定越大導(dǎo)學(xué)號(hào)996903

9、26解析：選BD.由于粒子比荷相同，由r可知速度相同的粒子運(yùn)動(dòng)半徑相同，運(yùn)動(dòng)軌跡也必相同，B正確對于入射速度不同的粒子在磁場中可能的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，由圖可知，粒子的軌跡直徑不超過磁場邊界一半時(shí)轉(zhuǎn)過的圓心角都相同，運(yùn)動(dòng)時(shí)間都為半個(gè)周期，而由T知所有粒子在磁場運(yùn)動(dòng)周期都相同，A、C皆錯(cuò)誤再由tT可知D正確故選B、D.10.(多選)如圖所示，平面直角坐標(biāo)系的第象限內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子以速度v從O點(diǎn)沿著與y軸夾角為30°的方向進(jìn)入磁場，運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)(圖中未畫出)時(shí)速度方向與x軸的正方向相同，不計(jì)粒子的重力，則()A該粒子帶正電BA點(diǎn)與x軸

10、的距離為C粒子由O到A經(jīng)歷的時(shí)間tD運(yùn)動(dòng)過程中粒子的速度不變導(dǎo)學(xué)號(hào)99690327解析：選BC.根據(jù)粒子的運(yùn)動(dòng)方向，由左手定則判斷可知粒子帶負(fù)電，A項(xiàng)錯(cuò)；運(yùn)動(dòng)過程中粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，速度大小不變，方向變化，D項(xiàng)錯(cuò)；粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r，周期T，從O點(diǎn)到A點(diǎn)速度的偏向角為60°，即運(yùn)動(dòng)了T，所以由幾何知識(shí)求得點(diǎn)A與x軸的距離為，粒子由O到A經(jīng)歷時(shí)間t，B、C兩項(xiàng)正確二、非選擇題11.如圖所示，一束電子(電荷量為e)以速度v由A點(diǎn)垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場中，在C點(diǎn)穿出磁場時(shí)的速度方向與原來電子的入射方向的夾角為30°，則電子的質(zhì)量是多少？電子穿過磁場的

11、時(shí)間又是多少？導(dǎo)學(xué)號(hào)99690328解析：電子在磁場中運(yùn)動(dòng)，只受洛倫茲力F作用，故其軌跡AC是圓周的一部分，又因?yàn)镕垂直于v，故圓心就是電子進(jìn)入和穿出磁場時(shí)兩速度垂線的交點(diǎn)，如圖中的O點(diǎn)由幾何知識(shí)可知，所對圓心角為30°，OC為半徑r，則r2d由r得m由于所對圓心角是30°，因此穿過磁場的時(shí)間為t·TT，又T，故t·.答案：12.(2016·沈陽高二測試)一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子以速度v0從O點(diǎn)沿y軸正方向射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直于紙面粒子飛出磁場區(qū)域后，再運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間從b處穿過x軸，速度方向與x軸正方向夾角為30°，如圖所示不計(jì)粒子重力，求：(1)粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半