高二物理《带电粒子在磁场中的运动》测试题1.doc

高二物理带电粒子在磁场中的运动测试题一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一个选项符合题意。1. 关于带负电的粒子（重力可忽略不计），下面说法中正确的是 沿电场线方向飞入匀强电场，电场力做功，动能增加 垂直电场线方向飞入匀强电场，电场力做功，动能增加 垂直磁感线方向飞入匀强磁场，磁场力不做功，动能不变 沿磁感线方向飞入匀强磁场，磁场力做功，动能增加A. B. C. D. 2、处在匀强磁场内部的两个电子A和B，分别以和2v的速率垂直射入匀强磁场中，经磁场偏转后，哪个电子先回到原来的出发点 A条件不够无法比较 BA先到达CB先到达 D同时到达3、有三束粒子，分别是质子（p），氚核（）和粒子，如果它们以相同的速度沿垂直于磁场方向射入匀强磁场，（磁场方向垂直于纸面向里）则在下面四图中，哪个图正确地表示出这三束粒子的运动轨迹？A BC D4、有一匀强磁场被约束在一个长方形范围内，截面如图中abcd，一束荷质比相同的离子沿着图中到的方向垂直磁场射入，形成图中甲、乙所示两种轨迹，则A甲、乙离子具有相同的运动速率B甲、乙离子在磁场区运动的时间相同C甲离子的动能肯定要大一些D乙离子在此磁场中运动的时间肯定长些5、如下图所示，在充电的平行金属板间有匀强电场和方向垂直纸面向里的匀强磁场。一带电粒子以速度v从左侧射入，方向垂直于电场方向和磁场方向，当它从右侧射出场区时，动能比射入时小，若要使带电粒子从射入到射出动能是增加的，可采取的措施有（不计重力） A可使电场强度增强 B可使磁感应强度增强C可使粒子带电性质改变（如正变负） D可使粒子射入时的动能增大6、如图所示，竖直向下的匀强磁场穿过光滑的绝缘水平面，在平面上的O点处固定一带电荷量为+Q的小球M，带电荷量为q的小球m以半径为R，线速度为v，绕着O点做匀速圆周运动若某时刻突然将小球M除去，则小球m可能出现以下哪些运动形式A仍以O点为圆心，半径为R，线速度为v，沿逆时针方向做匀速圆周运动B以另一点为圆心，半径为R，线速度为v，沿顺时针方向做匀速圆周运动C以另一点为圆心，半径小于R，线速度小于v，沿顺时针方向做匀速圆周运动D沿原线速度方向做匀速直线运动二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。7、在匀强磁场中，一个带电粒子作匀速圆周运动，如果又顺利进入另一个磁感强度是原来磁感强度倍的匀强磁场，则A粒子的速率加倍，周期减半B粒子的速率不变，轨道半径减半C粒子的速率减半，轨道半径变为原来的1/4D粒子速率不变，周期减半8、在某一区域，如图所示，存在着电场强度为E的匀强电场和磁感强度为 B的匀强磁场，一束电子沿 Ox方向运动，在这个区域始终没有发生偏转，在这个区域内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、回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是 A增大磁场的磁感应强度 B增大匀强电场间的加速电压C增大D形金属盒的半径 D减小狭缝间的距离10、设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，已知一离子在电场力和洛仑兹力作用下，从静止开始自A沿曲线ACB运动，到达B点时，速度为零，C点为最低点，不计重力，以下说法正确的是A离子必带正电荷 BA点和B点位于同一高度C离子在C点时速度最大 D离子到B点后，将沿曲线返回A点11、如图所示，虚线所示的区域内，有方向垂直于画面向里的匀强磁场，从边缘A处有一束速度各不相同的质子沿半径方向射入磁场，这些质子在磁场区运动过程中A运动时间越长，其轨迹越长B运动时间越长，其轨迹对应的圆心角越大C运动时间越长，射出的速率越大D运动时间越长，射出磁场时速度方向偏转角越大三、计算题：本题共5小题，共76分，解答时请写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。12、（14分）如图所示，在相互垂直的匀强磁场和匀强电场中放一光滑的足够长的斜面，倾斜角为30°，并固定在水平面上，电场强度为E，磁感应强度为B，质量为m，电量为+q的小球，静止在斜面的顶端，这时小球对斜面的正压力为零，若迅速地把电场方向改变为竖直向下，则小球能在斜面上滑多远？13、（15分）一个质量为m带电量为+q的小球以水平初速度v0自离地面h高度处做平抛运动。不计空气阻力。重力加速度为g。试回答下列问题：（1）小球自抛出到第一次落地至点P的过程中发生的位移s大小是多少？（2）若在空间加一个竖直方向的匀强电场，发现小球水平抛出后做匀速直线运动，则匀强电场强度E是多大？（3）若在空间再加一个垂直纸面向外的匀强磁场，发现小球第一次落地点仍然是P。试问磁感应强度B是多大？14、（15分）用一根长L=0.8m的轻绳，吊一质量为m=1.0g的带电小球，放在磁感应强度B=0.1T，方向如图所示的匀强磁场中，把小球拉到悬点的右端，轻绳刚好水平拉直，将小球由静止释放，小球便在垂直于磁场的竖直平面内摆动，当小球第一次摆到低点时，悬线的拉力恰好为零(重力加速度g取10m/s2).试问：(1)小球带何种电荷？电量为多少？(2)当小球第二次经过最低点时，悬线对小球的拉力多大？15、(16分)如图所示，某一空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右，电场宽度为L；中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。右侧区域匀强磁场的磁感应强度大小也为B，方向垂直纸面向里，其右边界可向右边无限延伸。一个质量为m、电量为q、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O点由静止开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，又回到O点，然后重复上述运动过程。求：（1）带电粒子在磁场中的轨道半径（2）中间磁场区域的宽度d；（3）带电粒子从O点开始运动到第一次回到O点所用时间t。16、（16分）如图所示为一种获得高能粒子的装置，环形区域内存在着垂直纸面向外、大小可调节的均匀磁场。质量为m、电量为+q的粒子在环中做半径为R的圆周运动。A、B为两块中心开有小孔的极板，原来电势都为零，每当粒子飞经A板时，A板电势升高为+v，B板电势仍保持为零，粒子在两板间得到加速，每当粒子离开B板时，A板电势又降为零，粒子在电场中一次次加速下动能不断增大，而绕行半径不变。（1）设t=0时粒子静止在A板小孔处，在电场作用下加速，并绕行第一圈，求粒子绕行n圈回到A板时获得的总动能Ekn。（2）为使粒子始终保持在半径为R的圆轨道上运动，磁场必须周期性递增，求粒子绕行第n圈时的磁感强度Bn。（3）求粒子绕行n圈所需的总时间tn（设极板间距远小于R）参考答案1、B 2、D 3、C 4、D 5、A 6、B 7、BD 8、ABC 9、AC 10、ABC 11、BD12、解析：电场向上时mg=qE ，电场反向后重力与电场力的合力=mg+qE=2mg随速度增大洛仑兹力增大，当增大到与垂直斜面的分力时，斜面支持力为零，小球将离开斜面。根据qvB=Fcos30°=2mgcos30°，可求出离开斜面时速度。设小球下滑距离为S，由动能定理有Fsin30°S=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)设小球第一次到达最低点速度为v，则由动能定理可得： 在最低点由牛顿第二定律得; ，解得q=7.5×10-2C ， 带负电. (2) 小球第二次到达最低点速度仍为v，牛顿第二定律得：， 解得F=0.06N。15、解析：（1）带电粒子在电场中加速，由动能定理，可得： (1分)带电粒子在磁场中偏转，由牛顿第二定律，可得： （1分）由以上两式，可得 （1分）OO3O1O2600（2）由于在两磁场区域中粒子运动半径相同，如图所示，三段圆弧的圆心组成的三角形O1O2O3是等边三角形，其边长为2R。所以中间磁场区域的宽度为 （3分）（3）在电场中 ， (1分)在中间磁场中运动时间 (1分)在右侧磁场中运动时间， (1分)则粒子第一次回到O点的所用时间为16、