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1、2019-2020學年人教版高中物理 選修3-1 3.6 帶電粒子在勻強磁場中的運動 同步練習
姓名:________ 班級:________ 成績:________
一、 選擇題 (共9題;共20分)
1. (2分) (2020高二上齊齊哈爾期末) 如圖5所示,MN為兩個勻強磁場的分界面,兩磁場的磁感應強度大小的關系為B1=2B2 , 一帶電荷量為+q、質量為m的粒子從O點垂直MN進入B1磁場,則經(jīng)過多長時間它將向下再一次通過O點( )
A .
B .
C .
D .
2. (2分) (2018高一下長清期末)
2、 如圖所示,帶箭頭的線表示某一電場線。在電場力的作用下,一帶負電的粒子(不計重力)經(jīng) 點飛向 點,徑跡如圖中虛線所示, 、 兩點相比,下列說法正確的是( )
A . 粒子在 點的加速度大
B . 點電勢較高
C . 粒子在 點動能大
D . 粒子在 點的電勢能較高
3. (2分) 關于回旋加速器加速帶電粒子使其所獲得的能量,下列說法正確的是( )
①與加速器的半徑有關,半徑越大,能量越大
②與加速器的磁場有關,磁感應強度越大,能量越大
③與加速器的電場有關,電場強度越大,能量越大
④與帶電粒子的質量、電量均有關,質量和電量越大,能量越大.
3、A . ①②
B . ①③
C . ①②④
D . ①②③④
4. (2分) (2019高二上武邑月考) 現(xiàn)代質譜儀可用來分析比質子重很多倍的離子,其示意圖如圖所示,其中加速電壓恒定。質子在入口處從靜止開始被加速電場加速,經(jīng)勻強磁場偏轉后從出口離開磁場。若某種一價正離子在入口處從靜止開始被同一加速電場加速,為使它經(jīng)勻強磁場偏轉后仍從同一出口離開磁場,需將磁感應強度增加到原來的12倍。此離子和質子的質量比約為( )
A . 11
B . 12
C . 121
D . 144
5. (2分) (2015高二上沙河期末) 在如圖所示的四幅圖中,標明了帶正電的粒子在磁感應
4、強度為B的勻強磁場中以速度v運動時所受洛倫茲力F的方向,其中正確的是( )
A .
B .
C .
D .
6. (2分) (2017高三上清城期末) 如圖所示,在一平面正方形MNPQ區(qū)域內(nèi)有一勻強磁場垂直于紙面向里,磁感應強度為B.一質量為m、電荷量為q的粒子以速度v從Q點沿著與邊QP夾角為30的方向垂直進入磁場,從QP邊界射出.已知QP邊長為a,不計粒子的重力,下列說法正確的是( )
A . 該粒子帶正電
B . 運動過程中粒子的速度不變
C . 粒子在磁場中運動的時間為
D . 粒子的速度v的最大值為
7. (2分) (2017高二下上饒期
5、中) 在垂直于紙面的勻強磁場中,有一原來靜止的原子核,該核衰變后,放出的帶電粒子和反沖核的運動軌跡分別如圖中a、b所示,由圖可以判定( )
A . 該核發(fā)生的是α衰變
B . 該核發(fā)生的是β衰變
C . a表示反沖核的運動軌跡
D . 磁場方向一定垂直紙面向里
8. (3分) 回旋加速器在科學研究中得到了廣泛應用,其原理如圖所示.D1和D2是兩個中空的半圓形金屬盒,置于與盒面垂直的勻強磁場中,它們接在電壓為U、周期為T的交流電源上.位于D1圓心處的質子源A能不斷產(chǎn)生質子(初速度可以忽略),它們在兩盒之間被電場加速.當質子被加速到最大動能Ek后,再將它們引出.忽略質子在電場中
6、的運動時間,則下列說法中正確的是( )
A . 若只增大交變電壓U,則質子的最大動能Ek會變大
B . 若只增大交變電壓U,則質子在回旋加速器中運行時間會變短
C . 若只將交變電壓的周期變?yōu)?T,仍可用此裝置加速質子
D . 質子第n次被加速前后的軌道半徑之比為 (n﹣1):n
9. (3分) (2018高二下玉溪期末) 如圖1所示,一個帶正電的物塊m , 由靜止開始從斜面上A點下滑,滑到水平面BC上的D點停下來.已知物塊與斜面及水平面間的動摩擦因數(shù)相同,且不計物塊經(jīng)過B處時的機械能損失,現(xiàn)在ABC所在空間加豎直向下的勻強電場,如圖2,第二次讓物塊m從A點由靜止開始下滑
7、,結果物塊在水平面上的D′點停下.后又撤去電場,在ABC所在空間加水平向里的勻強磁場,如圖3,再次讓物塊從A點由靜止開始下滑,結果物塊沿斜面滑下并在水平面上的D″點停下來.則下列說法中正確的是( )
A . D′點一定在D點左側
B . D′點一定與D點重合
C . D″點一定在D點右側
D . D″點一定與D點重合
二、 多選題 (共3題;共9分)
10. (3分) (2019高二上邢臺月考) 如圖所示為磁流體發(fā)電機的原理圖,將一束等離子體(帶有等量正、負離子的高速離子流)噴射入磁場,在磁場中有兩塊金屬板A、B,這時金屬板上就會聚集電荷,產(chǎn)生電壓.如果射入的等離子體速度
8、為v,兩金屬板間距離d,板的正對面積為S,勻強磁場的磁感應強度為B,方向與速度方向垂直,負載電阻為R.當發(fā)電機穩(wěn)定發(fā)電時電動勢為E,電流為I,則下列說法正確的是( )
A . A板為發(fā)電機的正極
B . 其他條件一定時,v越大,發(fā)電機的電動勢E越大
C . 其他條件一定時,S越大,發(fā)電機的電動勢E越大
D . 板間等離子體的電阻率為
11. (3分) (2017高二上池州期末) 如圖所示電路中,平行板電容器極板水平放置,板間有一質量為m的帶電油滴懸浮在兩板間靜止不 動.要使油滴向上運動,可采用的方法是( )
A . 只把電阻R1阻值調(diào)大
B . 只把電阻R
9、2阻值調(diào)大
C . 只把電阻R3阻值調(diào)大
D . 只把電阻R4阻值調(diào)大
12. (3分) (2016高二上廣平期中) 質譜儀是測量帶電粒子的質量和分析同位素的重要工具.如圖所示為質譜儀的原理示意圖.現(xiàn)利用這種質譜議對氫元素進行測量.氫元素的各種同位素從容器A下方的小孔S無初速度飄入電勢差為U的加速電場.加速后垂直進入磁感強度為B的勻強磁場中.氫的三種同位素最后打在照相底片D上,形成a,b,c三條“質譜線”.關于三種同位素進入磁場時速度的排列順序以及a,b,c三條“質譜線”的排列順序,下列判斷正確的是( )
A . 進入磁場時速度從大到小排列的順序是氕、氘、氚
B . 進入磁
10、場時速度從大到小排列的順序是氚、氘、氕
C . a,b,c三條質譜線依次排列的順序是氕,氘、氚
D . a,b,c三條質譜線依次排列的順序是氚、氘、氕
三、 解答題 (共3題;共35分)
13. (10分) (2016深圳模擬) 如圖所示,在光滑絕緣的水平面內(nèi),對角線AC將邊長為L的正方形分成ABC和ADC兩個區(qū)域,ABC區(qū)域有垂直于水平面的勻強磁場,ADC區(qū)域有平行于DC并由C指向D的勻強電場.質量為m、帶電量為+q的粒子從A點沿AB方向以v的速度射入磁場區(qū)域,從對角線AC的中點O進入電場區(qū)域.
(1)
判斷磁場的方向并求出磁感應強度B的大?。?
(2)
討論電場強度E
11、在不同取值時,帶電粒子在電場中運動的時間t.
14. (10分) 對于同一物理問題,常??梢詮暮暧^和微觀兩個不同角度進行研究,找出其內(nèi)在聯(lián)系,從而更加深刻地理解其物理本質,一段橫截面積為s , 長為l的直導線,單位體積內(nèi)有n個自由電子,電子量為e , 該導線通有電流時,假設自由電子定向移動的速率均為v .
(1)
證明導線中的電流I=nevs
(2)
將該導線放在磁感應強度為B的勻強磁場中,電流方向垂直于磁場方向,導線所受安培力大小為F安,導線內(nèi)自由電子所受洛倫茲力大小的總和為F,證明F安=F.
15. (15分) (2017包頭模擬) 如圖所示,xOy是位于足夠大的絕緣光滑
12、水平桌面內(nèi)的平面直角坐標系,虛線MN是∠xOy的角平分線.在MN的左側區(qū)域,存在著沿x軸負方向、場強為E的勻強電場;在MN的右側區(qū)域,存在著方向豎直向下,磁感應強度為B的勻強磁場.現(xiàn)有一帶負電的小球a從y軸上的P(0,l)點,在電場力作用下由靜止開始運動,a球到達虛線MN上的Q點時與另一個不帶電的靜止小球b發(fā)生碰撞,碰后兩小球粘合在一起進入磁場,它們穿出磁場的位置恰好在O點.若a、b兩小球的質量相等且均可視為質點,a、b碰撞過程中無電荷量損失.求:
(1)
a、b兩球碰撞合在一起進入磁場中的速度大?。?
(2)
a球的比荷k(即電荷量與質量之比).
(3)
過O點后,粘在一起的兩個小球再次到達虛線MN上的位置坐標(結果用E、B、l表示).
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參考答案
一、 選擇題 (共9題;共20分)
1-1、
2-1、
3-1、
4-1、
5-1、
6-1、
7-1、
8-1、
9-1、
二、 多選題 (共3題;共9分)
10-1、
11-1、
12-1、
三、 解答題 (共3題;共35分)
13-1、
13-2、
14-1、
14-2、
15-1、
15-2、
15-3、