吉林省吉林市第一中学2020学年高二物理上学期反馈作业（35）

吉林省吉林市第一中学2020学年高二物理上学期反馈作业（35）

带电粒子在磁场中运动的基本问题 ‎ ‎(　　)1．如果一带电粒子匀速进入一个磁场，除磁场力外不受其他任何力的作用，则带电粒子在磁场中可能做 A．匀速直线运动 B．平抛运动 C．匀加速直线运动 D．变速曲线运动 ‎(　　)2.质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图1中虚线所示，下列表述正确的是 A．M带负电，N带正电 B．M的速率小于N的速率 C．洛伦兹力对M、N做正功 D．M的运行时间大于N的运行时间 ‎(　　)3.如图2所示，a和b带电荷量相同，以相同动能从A点射入磁场，在匀强磁场中做圆周运动的半径ra＝2rb，则可知(重力不计)‎ A．两粒子都带正电，质量比ma/mb＝4‎ B．两粒子都带负电，质量比ma/mb＝4‎ C．两粒子都带正电，质量比ma/mb＝1/4‎ D．两粒子都带负电，质量比ma/mb＝1/4‎ 对质谱仪和回旋加速器原理的理解 ‎(　　)4.如图所示，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源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，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，D形盒半径为R.用该回旋加速器加速质子(质量数为1，核电荷数为1)时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电周期为T.(粒子通过狭缝的时间忽略不计)则 A．质子在D形盒中做匀速圆周运动的周期为2T B．质子被加速后的最大速度可能超过 C．质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关 D．不改变B和T，该回旋加速器也能用于加速α粒子(质量数为4，核电荷数为2)‎ ‎(　　)5.质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图4所示，离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看为零)，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x，可以判断 A．若离子束是同位素，则x越大，离子质量越大 B．若离子束是同位素，则x越大，离子质量越小 C．只要x相同，则离子质量一定相同 D．只要x相同，则离子的比荷一定相同 ‎(　　)6.如图所示，在x>0、y>0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里，大小为B.现有一质量为m、电荷量为q的带电粒子，从x轴上到原点的距离为x0的P点，以平行于y轴的初速度射入此磁场，在磁场作用下沿垂直于y轴的方向射出此磁场．不计重力的影响．由这些条件可知 A．不能确定粒子通过y轴时的位置 B．不能确定粒子速度的大小 C．不能确定粒子在磁场中运动所经历的时间 D．以上三个判断都不对 ‎(　　)7.如图所示，直角三角形ABC中存在一匀强磁场，两个相同的带电粒子先后沿AB方向从A点射入磁场，分别从AC边上的P、Q两点射出，则 A．从P点射出的粒子速度大 B．从Q点射出的粒子速度大 C．从P点射出的粒子，在磁场中运动时间长 D．两粒子在磁场中运动时间一样长 ‎(　　)8．如图7所示，在边界PQ上方有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子同时从边界上的O点沿与PQ成θ角的方向以相同的速度v射入磁场中，则关于正、负电子，下列说法正确的是 A．在磁场中的运动时间相同 B．在磁场中运动的轨道半径相同 C．出边界时两者的速度相同 D．出边界点到O点的距离相等 ‎(　　)9.如图所示，平面直角坐标系的第Ⅰ象限内有一匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v从O点沿着与y轴夹角为30°的方向进入磁场，运动到A点(图中未画出)时速度方向与x轴的正方向相同，不计粒子的重力，则 A．该粒子带正电 B．A点与x轴的距离为 C．粒子由O到A经历时间t＝ D．运动过程中粒子的速度不变 ‎(　　)10．长为l的水平极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，板间距离也为l，极板不带电．现有质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)，从两极板间边界中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是 A．使粒子的速度v< B．使粒子的速度v> C．使粒子的速度v> D．使粒子的速度0、y>0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里，大小为B.现有一质量为m、电荷量为q的带电粒子，从x轴上到原点的距离为x0的P点，以平行于y轴的初速度射入此磁场，在磁场作用下沿垂直于y轴的方向射出此磁场．不计重力的影响．由这些条件可知(　　)‎ 图5‎ A．不能确定粒子通过y轴时的位置 B．不能确定粒子速度的大小 C．不能确定粒子在磁场中运动所经历的时间 D．以上三个判断都不对 答案　D 解析　带电粒子以平行于y轴的初速度射入此磁场，在磁场作用下沿垂直于y轴的方向射出此磁场，故带电粒子一定在磁场中运动了周期，从y轴上距O为x0处射出，回旋角为90°，由r＝可得v＝＝，可求出粒子在磁场中运动时的速度大小，另有T＝＝，可知粒子在磁场中运动所经历的时间，故选D.‎ ‎7.如图6所示，直角三角形ABC中存在一匀强磁场，两个相同的带电粒子先后沿AB方向从A点射入磁场，分别从AC边上的P、Q两点射出，则(　　)‎ 图6‎ A．从P点射出的粒子速度大 B．从Q点射出的粒子速度大 C．从P点射出的粒子，在磁场中运动时间长 D．两粒子在磁场中运动时间一样长 答案　BD 解析　根据带电粒子在匀强磁场中的运动特点，分别画出从P、Q出射的粒子的轨迹如图：‎ 由图可知从Q出射的粒子的轨道半径更大一些，由qvB＝m可知，R＝，所以从Q点射出的粒子速度大，A错，B对；粒子在磁场中运动的周期满足T＝，与速度v无关，所以两个粒子周期相同，又因为轨迹对应的圆心角相等，所以两粒子在磁场中运动时间t＝T一样长，C错、D对．正确答案为B、D.‎ ‎8．如图7所示，在边界PQ上方有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子同时从边界上的O点沿与PQ成θ角的方向以相同的速度v射入磁场中，则关于正、负电子，下列说法正确的是(　　)‎ 图7‎ A．在磁场中的运动时间相同 B．在磁场中运动的轨道半径相同 C．出边界时两者的速度相同 D．出边界点到O点的距离相等 答案　BCD ‎9.如图8所示，平面直角坐标系的第Ⅰ象限内有一匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v从O点沿着与y轴夹角为30°的方向进入磁场，运动到A点(图中未画出)时速度方向与x轴的正方向相同，不计粒子的重力，则(　　)‎ 图8‎ A．该粒子带正电 B．A点与x轴的距离为 C．粒子由O到A经历时间t＝ D．运动过程中粒子的速度不变 答案　BC 解析　根据粒子的运动方向，由左手定则判断可知粒子带负电，A项错；运动过程中粒子做匀速圆周运动，速度大小不变，方向变化，D项错；粒子做圆周运动的半径r＝，周期T＝，从O点到A点速度的偏向角为60°，即运动了T，所以由几何知识求得点A与x轴的距离为，粒子由O到A经历时间t＝，B、C两项正确．‎ ‎10．长为l的水平极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，板间距离也为l，极板不带电．现有质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)，从两极板间边界中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是(　　)‎ A．使粒子的速度v< B．使粒子的速度v> C．使粒子的速度v> D．使粒子的速度

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