【詳解】12-13全程學(xué)習(xí)方略課后鞏固作業(yè)：3

第頁（40分鐘50分）一、選擇題（本題包括5小題，每小題6分，共30分.每小題至少一個(gè)選項(xiàng)正確）1.（2019·長春高二檢測(cè)）運(yùn)動(dòng)電荷進(jìn)入磁場(chǎng)（無其他場(chǎng)）中，可能做的運(yùn)動(dòng)是()A．勻速圓周運(yùn)動(dòng)B．平拋運(yùn)動(dòng)C．自由落體運(yùn)動(dòng)D．勻速直線運(yùn)動(dòng)2.如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖.帶電粒子被加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入速度選擇器.速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度分別為B和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B0A.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(chǎng)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E/BD.粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的荷質(zhì)比越小3.（2019·臨汾高二檢測(cè)）極光是由來自宇宙空間的高能帶電粒子流進(jìn)入地極附近的大氣層后，由于地磁場(chǎng)的作用而產(chǎn)生的.如圖所示，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)并證實(shí)，這些高能帶電粒子流向兩極做螺旋運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)半徑不斷減小.此運(yùn)動(dòng)形成的原因是()A.可能是洛倫茲力對(duì)粒子做負(fù)功，使其動(dòng)能減小B.可能是介質(zhì)阻力對(duì)粒子做負(fù)功，使其動(dòng)能減小C.可能是粒子所帶電荷量減小D.南北兩極的磁感應(yīng)強(qiáng)度較大4.回旋加速器是用來加速帶電粒子的裝置，如圖所示它的核心部分是兩個(gè)D形金屬盒，兩盒相距很近，分別和高頻交流電源相連接，兩盒間的窄縫中形成勻強(qiáng)電場(chǎng)，使帶電粒子每次通過窄縫都得到加速.兩盒放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于盒底面，帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，通過兩盒間的窄縫時(shí)反復(fù)被加速，直到達(dá)到最大圓周半徑時(shí)通過特殊裝置被引出.如果用同一回旋加速器分別加速氚核和α粒子，比較它們所加的高頻交流電源的周期和獲得的最大動(dòng)能的大小，有()A．加速氚核的交流電源的周期較大，氚核獲得的最大動(dòng)能也較大B．加速氚核的交流電源的周期較大，氚核獲得的最大動(dòng)能較小C．加速氚核的交流電源的周期較小，氚核獲得的最大動(dòng)能較大D．加速氚核的交流電源的周期較小，氚核獲得的最大動(dòng)能較小5.（2019·孝感高二檢測(cè)）如圖所示，在x>0,y>0的空間有恒定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于xOy平面向里，大小為B,現(xiàn)有四個(gè)質(zhì)量及電荷量均相同的帶電粒子，由x軸上的P點(diǎn)以不同的初速度平行于y軸射入此磁場(chǎng)，其出射方向如圖所示，不計(jì)重力的影響，則()A.初速度最大的粒子是沿①方向射出的粒子B.初速度最大的粒子是沿②方向射出的粒子C.在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長的是沿③方向射出的粒子D.在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長的是沿④方向射出的粒子二、非選擇題（本題包括2小題，共20分，要有必要的文字?jǐn)⑹觯?.（10分）一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為-q，不計(jì)重力的帶電粒子從x軸上的P（a，0）點(diǎn)以速度v，沿與x軸正方向成60°的方向射入第一象限內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并恰好垂直于y軸射出第一象限.求：（1）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；（2）穿過第一象限的時(shí)間.7.（2019·黃岡高二檢測(cè)）(10分)如圖所示，在地面附近有一個(gè)范圍足夠大的相互正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng).勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向水平并垂直紙面向外，一質(zhì)量為m、帶電量為-q的帶電微粒在此區(qū)域恰好做速度大小為v的勻速圓周運(yùn)動(dòng).（重力加速度為g）（1）求此區(qū)域內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向；（2）若某時(shí)刻微粒運(yùn)動(dòng)到場(chǎng)中距地面高度為H的P點(diǎn)，速度與水平方向成45°的角，如圖所示.則該微粒至少需要經(jīng)過多長時(shí)間運(yùn)動(dòng)到距地面最高點(diǎn)?最高點(diǎn)距地面多高?答案解析1.【解析】選A、D．若運(yùn)動(dòng)電荷平行磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁場(chǎng)，則電荷做勻速直線運(yùn)動(dòng)，若運(yùn)動(dòng)電荷垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁場(chǎng)，則電荷做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，A、D正確．由于電荷的質(zhì)量不計(jì)，故電荷不可能做平拋運(yùn)動(dòng)或自由落體運(yùn)動(dòng).B、C錯(cuò)誤.2.【解析】選A、B、C.質(zhì)譜儀是測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具，A對(duì).速度選擇器中電場(chǎng)力與洛倫茲力是一對(duì)平衡力，即qvB=qE，故v=.據(jù)左手定則可以確定，速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，B、C對(duì).粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑r=，即粒子的荷質(zhì)比，由此看出粒子運(yùn)動(dòng)的半徑越小，粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的荷質(zhì)比越大，D錯(cuò).3.【解析】選B、D.洛倫茲力永遠(yuǎn)不做功，A錯(cuò)；由帶電粒子旋轉(zhuǎn)半徑R=知，半徑減小，可能是粒子速度v減小、電荷量增大或磁感應(yīng)強(qiáng)度變大，故B、D正確，C錯(cuò).4.【解析】選B．交流電源的周期等于粒子在D形盒中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T=，由于氚核比荷小所以加速氚核的交流電源的周期較大．粒子在回旋加速器中獲得的最大動(dòng)能，而氚核小，所以氚核獲得的最大動(dòng)能較?。蔅正確,A、C、D錯(cuò)誤.5.【解析】選A、D.顯然圖中四條圓弧中①對(duì)應(yīng)的半徑最大，由半徑公式R=可知，質(zhì)量和電荷量相同的帶電粒子在同一個(gè)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度越大，半徑越大，A對(duì)B錯(cuò)；根據(jù)周期公式T=知，當(dāng)圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角為θ時(shí)，帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t=，圓心角越大則運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長，圓心均在x軸上，由半徑大小關(guān)系可知④的圓心角為π，且最大，故在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長的是沿④方向射出的粒子，D對(duì)C錯(cuò).6.【解析】（1）作出帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心和軌跡，由圖中幾何關(guān)系知：Rcos30°=a，得：R=Bqv=得：B=（2）運(yùn)動(dòng)時(shí)間：t=答案：（1）（2）7.【解析】(1)要滿足微粒做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則：qE=mg得E=mg/q方向豎直向下(2)如圖所示當(dāng)微粒第一次運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，α=135°，則T=2πm/qB所以：t=H1=R+Rsin45°+H=H+答案:（1）mg/q方向豎直向下（2）【方法技巧】復(fù)合場(chǎng)分析應(yīng)注意的問題(1)首先要弄清是一個(gè)怎樣的復(fù)合場(chǎng)，是磁場(chǎng)與電場(chǎng)的復(fù)合，還是磁場(chǎng)與重力場(chǎng)的復(fù)合，還是磁場(chǎng)、電場(chǎng)、重力場(chǎng)的復(fù)合；其次，要正確地對(duì)帶電粒子進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)過程分析．在進(jìn)行受力分析時(shí)要注意洛倫茲力方向的判定方法——左手定則．在運(yùn)動(dòng)過程分析時(shí)，要特別注意洛倫茲力特點(diǎn)——始終和運(yùn)動(dòng)方向垂直，不做功；最后，選擇合適的動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行求解．(2)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題是電磁學(xué)知識(shí)和力學(xué)知識(shí)的結(jié)合，分析方法和力學(xué)問題的分析方法基本相同，不同之處是多了電場(chǎng)力和洛倫茲力．因此，帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)