步步高學(xué)案導(dǎo)學(xué)設(shè)計(jì)2014教科版物理選修31氣體習(xí)題課

1、【步步高 學(xué)案導(dǎo)學(xué)設(shè)計(jì)】2014-2015學(xué)年高中物理 第三章 氣體習(xí)題課 教科版選修3-1【基礎(chǔ)練】1一個(gè)帶電粒子處于垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向的平面內(nèi)，在磁場(chǎng)力的作用下做圓周運(yùn)動(dòng)要想確定帶電粒子的電荷量與質(zhì)量之比，則只需要知道()A運(yùn)動(dòng)速度v和磁感應(yīng)強(qiáng)度BB軌道半徑R和磁感應(yīng)強(qiáng)度BC軌道半徑R和運(yùn)動(dòng)速度vD磁感應(yīng)強(qiáng)度B和運(yùn)動(dòng)周期T2. 如圖1所示，水平導(dǎo)線(xiàn)通以恒定電流，導(dǎo)線(xiàn)正下方運(yùn)動(dòng)的電子(重力不計(jì))的初速度方向與電流方向相同，則電子將做()圖1A勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)B勻速圓周運(yùn)動(dòng)C曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，軌道半徑逐漸減小D曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，軌道半徑逐漸增大3一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓

2、周運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法中正確的是()A它所受的洛倫茲力是恒定不變的B它的速度是恒定不變的C它的速度與磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比D它的運(yùn)動(dòng)周期與速度的大小無(wú)關(guān)4經(jīng)過(guò)回旋加速器加速后，帶電粒子獲得的動(dòng)能()A與D形盒的半徑無(wú)關(guān)B與高頻電源的電壓無(wú)關(guān)C與兩D形盒間的縫隙寬度無(wú)關(guān)D與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度無(wú)關(guān)5如圖2所示，在xOy平面內(nèi)，勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向沿x軸正向，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直于xOy平面向里一電子在xOy平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度方向保持不變則電子的運(yùn)動(dòng)方向沿()圖2Ax軸正向 Bx軸負(fù)向Cy軸正向 Dy軸負(fù)向6. 三個(gè)完全相同的小球a、b、c帶有相同電量的正電荷，從同一高度由靜止開(kāi)始下落，當(dāng)落下h1高度后a球進(jìn)入水

3、平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，b球進(jìn)入垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖3所示，它們到達(dá)水平面上的速度大小分別用va、vb、vc表示，它們的關(guān)系是()圖3Ava>vbvcBvavbvcCva>vb>vcDvavb>vc7. 如圖4所示，一束電子以不同的速率沿圖示方向飛入橫截面是一正方形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，下列判斷正確的是()圖4A電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng)，其軌跡越長(zhǎng)B電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng)，其軌跡線(xiàn)所對(duì)應(yīng)的圓心角越大C在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同的電子，其軌跡一定重合D電子的速率不同，它們?cè)诖艌?chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定不相同【提升練】8. 如圖5所示，質(zhì)量為m，帶電荷量q的小球從P點(diǎn)靜止釋放，下落一段距離

4、后進(jìn)入正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向左，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，則小球在通過(guò)正交的電場(chǎng)和磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況是()圖5A一定做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng) B軌跡一定是拋物線(xiàn)C可能做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) D可能做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)9. 如圖6所示，三個(gè)速度大小不同的同種帶電粒子沿同一方向從圖示長(zhǎng)方形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)上邊緣射入，當(dāng)它們從下邊緣飛出時(shí)對(duì)入射方向的偏角分別為90°、60°、30°，則它們?cè)诖艌?chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為()圖6A111 B123C321 D.110. 如圖7所示，沿直線(xiàn)通過(guò)速度選擇器的正離子從狹縫S射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，偏轉(zhuǎn)后出現(xiàn)的軌跡半徑之比為R1R212，

5、則下列說(shuō)法正確的是()圖7A離子的速度之比為12B離子的電荷量之比為12C離子的質(zhì)量之比為12D以上說(shuō)法都不對(duì)題號(hào)12345678910答案11. 一個(gè)帶電微粒在如圖8所示的正交勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，該帶電微粒必然帶_(填“正”或“負(fù)”)電，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)開(kāi)(填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”)若已知圓的半徑為r，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，重力加速度為g，則線(xiàn)速度為_(kāi)圖812. 質(zhì)量為m，帶電量為q的微粒，以速度v與水平方向成45°角進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)同時(shí)存在的空間，如圖9所示，微粒在電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)的共同作用下做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，求：圖9(1)電場(chǎng)強(qiáng)度

6、的大小，該帶電粒子帶何種電荷(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小13. 如圖10所示，在y0的空間中存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)沿y軸負(fù)方向；在y0的空間中，存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直xOy平面(紙面)向外一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的運(yùn)動(dòng)粒子，經(jīng)過(guò)y軸上yh處的點(diǎn)P1時(shí)速率為v0，方向沿x軸正方向；然后，經(jīng)過(guò)x軸上x(chóng)2h處的P2點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，并經(jīng)過(guò)y軸上y2h處的P3點(diǎn)不計(jì)重力求：圖10(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大??；(2)粒子到達(dá)P2時(shí)速度的大小和方向；(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小14. 如圖11所示，有一磁感應(yīng)強(qiáng)度B9.1×104T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，C、D為垂直于磁場(chǎng)的同一平面內(nèi)的兩點(diǎn)，它們之間的距離l0.05 m，今有一

7、電子在此磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，它經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度v的方向和磁場(chǎng)方向垂直，且與CD間的夾角30°，問(wèn)：圖11(1)電子在C點(diǎn)時(shí)所受的洛倫茲力的方向如何？(2)若此電子在運(yùn)動(dòng)中后來(lái)又經(jīng)過(guò)了D點(diǎn)，則它的速度v應(yīng)是多大？(3)電子從C點(diǎn)到D點(diǎn)所用的時(shí)間是多少？(電子的質(zhì)量m9.1×1031 kg，電子的電荷量e1.6×1019 C)單元檢測(cè)卷(另成冊(cè) 81108) 答案解析(另成冊(cè) 109156)第三章 習(xí)題課 答案1D由周期公式T，可得.2D由安培定則，導(dǎo)線(xiàn)下方磁場(chǎng)為垂直紙面向里，再由左手定則可知電子將遠(yuǎn)離導(dǎo)線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，軌道半徑R，由于離導(dǎo)線(xiàn)越遠(yuǎn)B越小，所以R逐漸增大3D粒子在勻強(qiáng)磁

8、場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)洛倫茲力提供向心力，淪倫茲力的大小不變，方向始終指向圓心，不斷改變，所以A錯(cuò)速度的大小不變，方向不斷改變，所以B錯(cuò)由于粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后洛倫茲力不做功，因此粒子的速度大小不改變，粒子速度大小始終等于其進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的值，與磁感應(yīng)強(qiáng)度B無(wú)關(guān)，所以C錯(cuò)由運(yùn)動(dòng)周期公式T，可知T與速度v的大小無(wú)關(guān)即D正確4BC由R，Ekmv2m，R為回旋加速器中D形盒的半徑5C電子受靜電力方向一定水平向左，所以需要受向右的磁場(chǎng)力才能做勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)左手定則進(jìn)行判斷可得電子應(yīng)沿y軸正向運(yùn)動(dòng)6Aa小球下落時(shí)，重力和電場(chǎng)力都對(duì)a做正功；b小球下落時(shí)，只有重力做功；c小球下落時(shí)只有重力做功，重力做功的大小都相同根

9、據(jù)動(dòng)能定理可知外力對(duì)a小球所做的功最多，即a小球落地時(shí)的動(dòng)能最大，b、c小球落地時(shí)的動(dòng)能相等7B由于R，而電子束以不同速率進(jìn)入同一磁場(chǎng)，m、B、q相同，v大者偏轉(zhuǎn)半徑大，下圖中表示幾種不同速率的電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡，由3、4、5可知，三者運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，但軌跡長(zhǎng)短不同，所以A和C錯(cuò)；又由3、4、5可知，電子的速率不同，但在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間可能相同，故D錯(cuò)；另由公式tT，T與速率無(wú)關(guān)，所以，電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t僅與軌跡圓孤所對(duì)應(yīng)的圓心角有關(guān)，圓心角越大，時(shí)間t越長(zhǎng)，B正確8A小球從P點(diǎn)靜止釋放，下落一段距離后進(jìn)入正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中后一定會(huì)受到電場(chǎng)力和洛倫茲力電場(chǎng)力和重力會(huì)對(duì)小球做正功，

10、洛倫茲力不做功小球的動(dòng)能會(huì)增加，即速度變大，且速度的方向也會(huì)發(fā)生變化洛倫茲力也會(huì)變大，方向也會(huì)改變小球運(yùn)動(dòng)的速度和加速度的大小、方向都會(huì)改變所以運(yùn)動(dòng)情況是一定做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)9C如右圖所示，設(shè)帶電粒子在磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心為O，由幾何關(guān)系知，圓弧所對(duì)應(yīng)的粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t·，因此，同種粒子以不同速率射入磁場(chǎng)，經(jīng)歷時(shí)間與它們的偏角成正比，即t1t2t390°60°30°321.10D正離子沿直線(xiàn)經(jīng)過(guò)速度選擇器，說(shuō)明電場(chǎng)力等于洛倫茲力，即qEqvB，所以v，正離子經(jīng)過(guò)速度選擇器后，速度相等，所以A錯(cuò)誤由R知，R1R212時(shí)，21，即離子荷質(zhì)比之比為21.11負(fù)逆時(shí)針

11、解析因帶電微粒做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力必與重力平衡，所以帶電微粒必帶負(fù)電由左手定則可知微粒應(yīng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)電場(chǎng)力與重力平衡有：mgqE根據(jù)牛頓第二定律有：qvBm聯(lián)立解得：v.12(1)帶正電荷(2)解析(1)微粒做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所受合力必為零，微粒受重力mg，電場(chǎng)力qE，洛倫茲力qvB，由此可知，微粒帶正電，受力如下圖所示，由幾何關(guān)系知，qEmg，則電場(chǎng)強(qiáng)度E(2)由于合力為零，則qvB mg，所以B.13(1)(2) v0方向與x軸正向成45°角(第四象限內(nèi))(3)解析在電場(chǎng)中y方向有qEma，hat2/2vyatx方向有2hv0tP2處速度與x軸夾角tan vy/v0聯(lián)立解得vyv0，tan 1，v v0，E如圖由于P2處速度與弦P2P3垂直，故P2P3是圓的直徑，半徑R h，由qvBmv2/R聯(lián)立解得B14(1)垂直于v的方向斜向下(2)8.0×106 m/s(3)6.5×109 s解析電子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)速度方向與磁場(chǎng)方向垂直，電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，C、D則是圓周上兩點(diǎn)，并且C點(diǎn)和D點(diǎn)速度大小相同，找出圓軌跡半徑R和弧長(zhǎng)CD對(duì)應(yīng)的圓心角，就可以由半徑公式和周期公式求出電子運(yùn)動(dòng)速度的大小及電