2019年高三物理第一輪復(fù)習(xí)課時(shí)跟蹤練第九章第三講帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)含解析

第九章磁場第三講帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)課時(shí)追蹤練A組基礎(chǔ)穩(wěn)固(2018·威海模擬)盤旋加快器是用來加快帶電粒子的裝置，如下圖．它的核心部分是兩個(gè)D形金屬盒，兩盒相距很近，分別和高頻溝通電源相連結(jié)，兩盒間的窄縫中形成勻強(qiáng)電場，使帶電粒子每次經(jīng)過窄縫都獲取加快．兩盒放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于盒底面，帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過兩盒間的窄縫時(shí)反復(fù)被加快，直抵達(dá)到最大圓周半徑時(shí)經(jīng)過特別裝置被引出．假如用同一盤旋加快器分別加快氚核34(1H)和α粒子(2He)，比較它們所加的高頻溝通電源的周期和獲取的最大動(dòng)能的大小，有( )A．加快氚核的溝通電源的周期較大，氚核獲取的最大動(dòng)能也較大B．加快氚核的溝通電源的周期較大，氚核獲取的最大動(dòng)能較小C．加快氚核的溝通電源的周期較小，氚核獲取的最大動(dòng)能也較小D．加快氚核的溝通電源的周期較小，氚核獲取的最大動(dòng)能較大1mH3qH1分析：由題意知mα＝4，qα＝2，盤旋加快器溝通電源的周期應(yīng)2πmTH與帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期相等，由T＝Bq可得T＝α32，故加快氚核的溝通電源的周期較大，因?yàn)榱Ｗ幼詈笾钡诌_(dá)到最mv2mEk大圓周半徑時(shí)經(jīng)過特別裝置被引出，由R＝Bq＝qB可得氚核和αEkH1粒子的最大動(dòng)能之比Ekα＝3，氚核獲取的最大動(dòng)能較?。畱?yīng)選項(xiàng)B正確．答案：B2.(多項(xiàng)選擇)(2017·浙江嘉興聯(lián)考)如下圖，有一混淆正離子束先后經(jīng)過正交的電場、磁場地區(qū)Ⅰ和勻強(qiáng)磁場地區(qū)Ⅱ，假如正離子束在地區(qū)Ⅰ中不偏轉(zhuǎn)，進(jìn)入地區(qū)Ⅱ后偏轉(zhuǎn)半徑r同樣，則它們必定擁有同樣的( )A．速度B．質(zhì)量C．電荷量D．電荷量與質(zhì)量之比分析：因?yàn)檎x子束經(jīng)過地區(qū)Ⅰ時(shí)不偏轉(zhuǎn)，說明它們遇到的電場力與洛倫茲力相等，即Eq＝B1qv，故它們的速度相等，選項(xiàng)A正mv確；又因?yàn)檫M(jìn)入磁場Ⅱ后，其偏轉(zhuǎn)半徑同樣，由公式R＝Bq可知，它們的比荷同樣，選項(xiàng)D正確．答案：AD(2018·安陽模擬)如下圖是磁流體發(fā)電機(jī)的原理表示圖，2金屬板M、N正對著平行擱置，且板面垂直于紙面，在兩板之間接有電阻R.在極板間有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場．當(dāng)?shù)入x子束(分別帶有等量正、負(fù)電荷的離子束)從左向右進(jìn)入極板時(shí)，以下說法中正確的選項(xiàng)是( )A．N板的電勢高于M板的電勢B．M板的電勢等于N板的電勢C．R中有由b向a方向的電流D．R中有由a向b方向的電流分析：依據(jù)左手定章可知正離子向上極板偏轉(zhuǎn)，負(fù)離子向下極板偏轉(zhuǎn)，則M板電勢高于N板電勢．M板相當(dāng)于電源的正極，那么R中有由a向b方向的電流，據(jù)以上剖析可知此題正確選項(xiàng)為D.答案：D(2017·蘇北名校聯(lián)考)如下圖，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小球從水平線PQ上方M點(diǎn)自由著落，以PQ為界限下方有方向豎直向下、電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場，同時(shí)還有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，小球從界限上的a點(diǎn)進(jìn)入復(fù)合場后，恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并從界限上的b點(diǎn)穿出，重力加快度為g，不計(jì)空氣阻力，則以下說法正確的選項(xiàng)是( )A．小球帶負(fù)電荷，勻強(qiáng)磁場方向垂直于紙面向外3qgB．小球的電荷量與質(zhì)量的比值＝mEC．小球從a運(yùn)動(dòng)到b的過程中，小球和地球構(gòu)成的系統(tǒng)的機(jī)械能守恒D．小球在a、b兩點(diǎn)的速度同樣分析：帶電小球在復(fù)合場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則qE＝mg，選項(xiàng)B正確；電場方向豎直向下，則可知小球帶負(fù)電，因?yàn)樾∏驈腷點(diǎn)射出，依據(jù)左手定章可知磁場方向垂直紙面向里，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；小球運(yùn)動(dòng)過程中，電場力做功，故小球和地球構(gòu)成的系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒，不過在a、b兩點(diǎn)機(jī)械能相等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；小球在a、b兩點(diǎn)速度方向相反，應(yīng)選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：B5．(多項(xiàng)選擇)(2018·株洲模擬)利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件，寬泛應(yīng)用于丈量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域．如下圖是霍爾元件的工作原理表示圖，磁感覺強(qiáng)度B垂直于霍爾元件的工作面向下，通入圖示方向的電流I，C、D雙側(cè)面會(huì)形成電勢差UCD，以下說法中正確的選項(xiàng)是( )A．電勢差UCD僅與資料相關(guān)B．若霍爾元件的載流子是自由電子，則電勢差UCD＜0C．僅增大磁感覺強(qiáng)度時(shí)，電勢差UCD變大D．在測定地球赤道上方的地磁場強(qiáng)弱時(shí)，元件的工作面應(yīng)保持水平分析：電勢差UCD與磁感覺強(qiáng)度B、資料及電流強(qiáng)度相關(guān)，選項(xiàng)錯(cuò)誤；若霍爾元件的載流子是自由電子，由左手定章可知，電子4向側(cè)面C偏轉(zhuǎn)，則電勢差UCD＜0，選項(xiàng)B正確；僅增大磁感覺強(qiáng)度時(shí)，電勢差UCD變大，選項(xiàng)C正確；在測定地球赤道上方的地磁場強(qiáng)弱時(shí)，元件的工作面應(yīng)保持豎直且東西擱置，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：BC6.(多項(xiàng)選擇)(2018·成都模擬)電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場與磁感覺強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場正交，復(fù)合場的水平寬度為d，豎直方向足夠長，如下圖．現(xiàn)有一束帶電荷量為q、質(zhì)量為m的α粒子以同樣的初速度v0沿電場方向射入場區(qū)，則那些能飛出場區(qū)的α粒子的動(dòng)能增量Ek可能為( )qEdA．dq(E＋B)B.

BC．qEdD．0分析：α粒子可能從左邊飛出或從右邊飛出場區(qū)，因?yàn)槁鍌惼澚Σ蛔龉?，電場力做功與路徑?jīng)]關(guān)，因此從左邊飛出時(shí)Ek＝0，從右邊飛出時(shí)Ek＝Eqd，選項(xiàng)C、D正確．答案：CD(2018·宿州模擬)如下圖，從S處發(fā)出的熱電子經(jīng)加快電壓U加快后垂直進(jìn)入互相垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中，發(fā)現(xiàn)電子流向上極板偏轉(zhuǎn)．設(shè)兩極板間電場強(qiáng)度為E，磁感覺強(qiáng)度為B.欲使電子沿直線從電場和磁場地區(qū)經(jīng)過，只采納以下舉措，此中可行的是( )5A．適合減小電場強(qiáng)度EB．適合減小磁感覺強(qiáng)度BC．適合增大加快電場極板之間的距離D．適合減小加快電壓U分析：欲使電子沿直線從電場和磁場地區(qū)經(jīng)過，則qE＝qvB，而電子流向上極板偏轉(zhuǎn)，則qE＞qvB，應(yīng)減小E或增大B、v，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．答案：A8．(2018·鄭州模擬)一束硼離子以不一樣的初速度，沿水平方向經(jīng)過速度選擇器，從O點(diǎn)進(jìn)入方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)磁場地區(qū)，分兩束垂直打在O點(diǎn)正下方的硼離子探測板上P1和P2點(diǎn)，測得OP1∶OP2＝2∶3，如圖甲所示．速度選擇器中勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為E，勻強(qiáng)磁場的磁感覺強(qiáng)度為B1，偏轉(zhuǎn)磁場的磁感覺強(qiáng)度為B2，若撤去探測板，在O點(diǎn)右邊的磁場地區(qū)中擱置云霧室，硼離子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖乙所示．設(shè)硼離子在云霧室中運(yùn)動(dòng)時(shí)遇到的阻力Ff＝kq，式中k為常數(shù)，q為硼離子的電荷量．不計(jì)硼離子重力．求：硼離子從O點(diǎn)射出時(shí)的速度大小；兩束硼離子的電荷量之比；兩種硼離子在云霧室里運(yùn)動(dòng)的行程之比．6分析：(1)只有豎直方向受力均衡的離子，才能沿水平方向運(yùn)動(dòng)走開速度選擇器，故有qE＝qvB1，E解得v＝.B1設(shè)抵達(dá)P1點(diǎn)的硼離子的電荷量為q1，抵達(dá)P2點(diǎn)的硼離子的電荷量為q2，進(jìn)入磁場后有v2qvB2＝mr，mv解得r＝qB2.r12依據(jù)題意有r2＝3.進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場的硼離子的質(zhì)量同樣、速度同樣，可得q1r23＝＝.q2r12設(shè)電荷量為q1的硼離子運(yùn)動(dòng)行程為s1，電荷量為q2的硼離子運(yùn)動(dòng)行程為s2，在云霧室內(nèi)硼離子遇到的阻力一直與速度方向相反，阻力向來做負(fù)功，洛倫茲力不做功，則有W＝－Ffs＝Ek，F(xiàn)f＝kq.可得s1q22＝＝.s2q13答案：(1)E(2)3∶2(3)2∶3B1B組能力提高9．(多項(xiàng)選擇)(2018·榆林模擬)如下圖，空間中存在正交的勻強(qiáng)電場E(方向水平向右)和勻強(qiáng)磁場B(方向垂直紙面向外)，在豎直平面內(nèi)從a點(diǎn)沿ab、ac方向拋出兩帶電小球(不考慮兩帶電小球的互相作用，兩小球電荷量一直不變)，對于小球的運(yùn)動(dòng)，以下說7法正確的選項(xiàng)是( )A．沿ab、ac方向拋出的帶電小球都可能做直線運(yùn)動(dòng)B．只有沿ab方向拋出的帶電小球才可能做直線運(yùn)動(dòng)C．若沿ac方向拋出的小球做直線運(yùn)動(dòng)則小球帶負(fù)電，且小球必定是做勻速運(yùn)動(dòng)D．兩小球在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能均守恒分析：兩個(gè)帶電小球的電性未知，可假定電性再判斷電場力和洛倫茲力的方向，因?yàn)樵陔妶隽?、洛倫茲力和重力作用下小球的直線運(yùn)動(dòng)必為勻速運(yùn)動(dòng)，只需三力能均衡，小球即可做直線運(yùn)動(dòng)，由假定判斷可知沿ab方向做直線運(yùn)動(dòng)的小球帶正電、沿ac方向做直線運(yùn)動(dòng)的小球帶負(fù)電，因此選項(xiàng)A、C正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；除重力做功外，洛倫茲力不做功，電場力做功，機(jī)械能不守恒，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：AC10．(多項(xiàng)選擇)(2018·九江模擬)如下圖，一個(gè)絕緣且內(nèi)壁圓滑的環(huán)形細(xì)圓管固定于豎直平面內(nèi)，環(huán)的半徑為R(比細(xì)圓管的內(nèi)徑大得多)．在圓管的最低點(diǎn)有一個(gè)直徑略小于細(xì)圓管內(nèi)徑的帶正電小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，小球的質(zhì)量為m，帶電荷量為q，重力加快度為g.空間存在一磁感覺強(qiáng)度大小未知(不為零)，方向垂直于環(huán)形細(xì)圓管所在平面向里的勻強(qiáng)磁場．某時(shí)刻，給小球一方向水平向右、大小為v0＝5gR的初速度，則以下判斷正確的選項(xiàng)是( )8A．不論磁感覺強(qiáng)度大小怎樣，獲取初速度后的瞬時(shí)，小球在最低點(diǎn)必定遇到管壁的彈力作用B．不論磁感覺強(qiáng)度大小怎樣，小球必定能抵達(dá)環(huán)形細(xì)圓管的最高點(diǎn)，且小球在最高點(diǎn)必定遇到管壁的彈力作用C．不論磁感覺強(qiáng)度大小怎樣，小球必定能抵達(dá)環(huán)形細(xì)圓管的最高點(diǎn)，且小球抵達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的速度大小都同樣D．小球從環(huán)形細(xì)圓管的最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到所能抵達(dá)的最高點(diǎn)的過程中，水平方向分速度的大小向來減小分析：小球在軌道最低點(diǎn)時(shí)遇到的洛倫茲力方向豎直向上，若洛倫茲力和重力的協(xié)力恰巧供給小球所需要的向心力，則在最低點(diǎn)時(shí)小球不會(huì)遇到管壁彈力的作用，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；小球運(yùn)動(dòng)的過程中，洛倫茲力不做功，小球的機(jī)械能守恒，運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)時(shí)小球的速度v＝gR，因?yàn)槭请p層軌道拘束，小球運(yùn)動(dòng)過程中不會(huì)離開軌道，所以小球必定能抵達(dá)軌道的最高點(diǎn)，C選項(xiàng)正確；在最高點(diǎn)時(shí)，小球v2做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力F＝mR＝mg，小球遇到豎直向下的洛倫茲力的同時(shí)必定遇到與洛倫茲力等大反向的軌道對小球的彈力，B選項(xiàng)正確；小球從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過程中，小球在下半圓內(nèi)上漲的過程中，水均分速度向右且減小，抵達(dá)圓心的等高點(diǎn)時(shí)，水均分速度為零，而運(yùn)動(dòng)至上半圓后水均分速度向左且不為零，因此水均分速度必定有增大的過程，D選項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：BC11．(多項(xiàng)選擇)(2018·北京模擬)在如下圖的坐標(biāo)系中，y>0的9空間中存在勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)方向沿y軸負(fù)方向；－1.5h<y<0的空間中存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直xOy平面(紙面)向外．一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子，經(jīng)過y軸上y＝h處的P1點(diǎn)時(shí)速率為v0，方向沿x軸正方向，而后，經(jīng)過x軸上x＝1.5h處的P2點(diǎn)進(jìn)入磁場，進(jìn)入磁場后垂直磁場下界限射出．不計(jì)粒子重力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，則以下說法中正確的選項(xiàng)是( )3A．粒子抵達(dá)P2點(diǎn)時(shí)速度大小為5v028mv0B．電場強(qiáng)度大小為9qh2mv0C．磁感覺強(qiáng)度大小為3qh37πhD．粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為40v0分析：設(shè)粒子從P1點(diǎn)到P2點(diǎn)的時(shí)間為t0，粒子從P1點(diǎn)到P2點(diǎn)沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，沿豎直方向做勻加快直線運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)0＋vy4動(dòng)學(xué)公式可得，1.5h＝v0t0，h＝2t0解得vy＝3v0，則粒子抵達(dá)225P2點(diǎn)的速度v＝v0＋vy＝3v0，A錯(cuò)誤；依據(jù)以上條件聯(lián)合動(dòng)能定理121228mv0可得，qEh＝2mv－2mv0，解得E＝9qh，B正確；由題意可知后垂直磁場下界限射出，由此可作出粒子軌跡如下圖，由幾何關(guān)系可知，軌跡半徑R知足Rsin37°＝1.5h，即R＝2.5h，依據(jù)帶電粒子在102mv磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)洛倫茲力供給向心力可得，qvB＝R，聯(lián)立解得B＝2mv2πR37°0t＝360°3qh，C正確；依據(jù)T＝v可得，粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間37πh×T＝120v0，D錯(cuò)誤．答案：BC(2018·石家莊模擬)如下圖，電子顯像管由電子槍、加速電場、偏轉(zhuǎn)磁場及熒光屏構(gòu)成．在加快電場右邊有相距為d、長為l的兩平板，兩平板構(gòu)成的矩形地區(qū)內(nèi)存在方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁場的右界限與熒光屏之間的距離也為d.熒光屏中點(diǎn)O與加快電極上兩小孔S1、S2位于兩板的中線上．從電子槍發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為－e的電子，經(jīng)電壓為U0的加快電場后從小孔S2射3出，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后，最后打到熒光屏上．若l＝2d，不計(jì)電子在進(jìn)入加快電場前的速度．求：電子進(jìn)入磁場時(shí)的速度大?。浑娮?/p>