2013人教版本選修（3－1）3-6（帶電粒子在勻強磁場中的運動）同步測試

1、第六節(jié)帶電粒子在勻強磁場中的運動基礎(chǔ)夯實1如圖所示，帶負電的粒子以速度v從粒子源P處射出，若圖中勻強磁場范圍足夠大(方向垂直紙面)，則帶電粒子的可能軌跡是()AaBbCc Dd答案：BD解析：出射方向必與運動軌跡相切2右圖是科學史上一張著名的實驗照片，顯示一個帶電粒子在云室中穿過某種金屬板運動的徑跡云室放置在勻強磁場中，磁場方向垂直照片向里云室中橫放的金屬板對粒子的運動起阻礙作用分析此徑跡可知粒子()A帶正電，由下往上運動B帶正電，由上往下運動C帶負電，由上往下運動D帶負電，由下往上運動答案：A解析：從照片上看，徑跡的軌道半徑是不同的，下部半徑大，上部半徑小，根據(jù)半徑公式R可知，下部速度大，上

2、部速度小，這一定是粒子從下到上穿越了金屬板而損失了動能，再根據(jù)左手定則，可知粒子帶正電，因此，正確的選項是A.3(2010·新泰高二檢測)一個帶電粒子以初速度v0垂直于電場方向向右射入勻強電場區(qū)域，穿出電場后接著又進入勻強磁場區(qū)域設(shè)電場和磁場區(qū)域有明確的分界線，且分界線與電場強度方向平行，如圖中的虛線所示在圖所示的幾種情況中，可能出現(xiàn)的是()答案：AD解析：A、C選項中粒子在電場中向下偏轉(zhuǎn)，所以粒子帶正電，再進入磁場后，A圖中粒子應(yīng)逆時針轉(zhuǎn)，正確C圖中粒子應(yīng)順時針轉(zhuǎn)，錯誤同理可以判斷B錯，D對4一重力不計的帶電粒子以初速度v0(v0<)先后穿過寬度相同且緊鄰在一起的有明顯邊界的

3、勻強電場E和勻強磁場B，如圖甲所示電場和磁場對粒子總共做功W1，若把電場和磁場正交疊加，如圖乙所示，粒子仍以v0的初速度穿過疊加場區(qū)，電場和磁場對粒子總共做功W2，比較W1、W2的大小()A一定是W1W2B一定是W1>W2C一定是W1<W2D可能是W1>W2，也可能是W1<W2答案：B解析：帶電粒子在甲圖電場中偏轉(zhuǎn)位移大，在甲圖中電場力做功多，B正確5.(2010·北京市第八十中學檢測)由中國提供永磁體的阿爾法磁譜儀如圖所示，它曾由航天飛機攜帶升空，將來安裝在阿爾法國際空間站中，主要使命之一是探索宇宙中的反物質(zhì)所謂的反物質(zhì)即質(zhì)量與正粒子相等，帶電量與正粒子相等

4、但相反，例如反質(zhì)子即為H，假若使一束質(zhì)子、反質(zhì)子、粒子和反粒子組成的射線，以相同的速度通過OO進入勻強磁場B2而形成的4條徑跡，則()A1、3是反粒子徑跡 B2、4為反粒子徑跡C1、2為反粒子徑跡 D4為反粒子徑跡答案：C解析：根據(jù)左手定則可判定帶電粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)方向，從而確定1、2為反粒子徑跡6(2010·福建)如圖所示的裝置，左半部分為速度選擇器，右半部分為勻強的偏轉(zhuǎn)電場一束同位素離子流從狹縫S1射入速度選擇器，能夠沿直線通過速度選擇器并從狹縫S2射出的離子，又沿著與電場垂直的方向，立即進入場強大小為E的偏轉(zhuǎn)電場，最后打在照相底片D上已知同位素離子的電荷量為q(q>0)

5、，速度選擇器內(nèi)部存在著相互垂直的場強大小為E0的勻強電場和磁感應(yīng)強度大小為B0的勻強磁場，照相底片D與狹縫S1、S2的連線平行且距離為L，忽略重力的影響(1)求從狹縫S2射出的離子速度v0的大小；(2)若打在照相底片上的離子在偏轉(zhuǎn)電場中沿速度v0方向飛行的距離為x，求出x與離子質(zhì)量m之間的關(guān)系式(用E0、B0、E、q、m、L表示)答案：(1)(2)x解析：(1)能從速度選擇器射出的離子滿足qE0qv0B0 v0 (2)離子進入勻強偏轉(zhuǎn)電場E后做類平拋運動，則xv0t Lat2 由牛頓第二定律得qEma 由解得x能力提升1(2011·臨朐一中質(zhì)檢)如圖所示，在x軸上方存在著垂直于紙面向

6、里、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，一個不計重力的帶電粒子從坐標原點O處以速度v進入磁場，粒子進入磁場時的速度方向垂直于磁場且與x軸正方向成120°角，若粒子穿過y軸正半軸后在磁場中到x軸的最大距離為a，則該粒子的比荷和所帶電荷的正負是()A.，正電荷B.，正電荷C.，負電荷 D.，負電荷答案：C解析：粒子穿過y軸正半軸，由左手定則可判斷粒子帶負電，粒子在磁場中運動軌跡如圖所示，由圖中幾何關(guān)系可得：rrsin30°a，解得ra由r得：.2(2010·重慶)如下圖所示，矩形MNPQ區(qū)域內(nèi)有方向垂直于紙面的勻強磁場，有5個帶電粒子從圖中箭頭所示位置垂直于磁場邊界進入磁場，在

7、紙面內(nèi)做勻速圓周運動，運動軌跡為相應(yīng)的圓弧這些粒子的質(zhì)量、電荷量以及速度大小如下表所示.粒子編號質(zhì)量電荷量(q>0)速度大小1m2qv22m2q2v33m3q3v42m2q3v5 2mqv由以上信息可知，從圖中a、b、c處進入的粒子對應(yīng)表中的編號分別為()A3、5、4 B4、2、5C5、3、2 D2、4、5答案：D解析：根據(jù)左手定則可知a、b帶同種電荷，c所帶電荷與a、b電性相反，粒子運動的軌道半徑r，而由題圖可知，半徑最大的粒子有兩個，b是其中之一，a和c兩粒子的半徑相等，其大小處于中間值，因此分析表中數(shù)據(jù)并結(jié)合粒子電性的限制可知，半徑最大的粒子的編號為3和4，半徑最小的粒子的編號為1

8、，半徑處于中間的粒子的編號為2和5.又據(jù)題圖可知有3種粒子的電性相同(包括a、b)，另兩種粒子的電性也相同(包括c)，但與前3種的電性相反，綜合以上情況可知，只有選項D正確3.一同學家中電視機畫面的幅度偏小，維修店的技術(shù)人員檢查后認為是顯像管或偏轉(zhuǎn)線圈出了故障(顯像管及偏轉(zhuǎn)線圈L如下圖所示)那么引起故障的原因可能是()A電子槍發(fā)射能力減弱，電子數(shù)減小B加速電場的電壓過高，電子速率偏大C偏轉(zhuǎn)線圈匝間短路，線圈匝數(shù)減少D偏轉(zhuǎn)線圈的電流過小，偏轉(zhuǎn)磁場減弱答案：BCD解析：畫面變小，是由于電子束的偏轉(zhuǎn)角減小，即偏轉(zhuǎn)軌道半徑增大所致，根據(jù)軌道半徑公式r，加速電壓增大，將引起v增大，而偏轉(zhuǎn)線圈匝數(shù)減少或電

9、流減小，都會引起B(yǎng)減小，并最終導(dǎo)致r增大，偏轉(zhuǎn)角減小4(2010·佛山高二檢測)如圖所示，設(shè)空間存在豎直向下的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場，已知一粒子在重力、電場力和洛倫茲力作用下，從靜止開始自A點沿曲線ACB運動，到達B點時速度為零，C點是運動的最低點，以下說法正確的是()A這粒子必帶正電荷BA點和B點在同一高度C粒子在C點時速度最大D粒子到達B點后，將沿曲線返回A點答案：ABC解析：根據(jù)粒子彎曲方向，可知受洛倫茲力方向必沿彎曲方向，判斷出粒子必帶正電而粒子在A、B兩點時速度都為零，在運動過程中洛倫茲力不做功，這樣重力功和電場力功應(yīng)均為零即A、B點在同一高度；粒子到達最低點C點

10、，電場力功和重力功最大，速度達到最大，而粒子到B點后將沿同樣路徑向右偏轉(zhuǎn)5.(2011·臨沂模擬)如圖所示，一根水平光滑的絕緣直槽軌連接一個豎直放置的半徑為R0.50m的絕緣光滑槽軌，槽軌處在垂直紙面向外的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B0.50T.有一個質(zhì)量m0.10g，帶電量為q1.6×103C的小球在水平軌道上向右運動若小球恰好能通過最高點，則下列說法正確的是()A小球在最高點所受的合力為零B小球到達最高點時的機械能與小球在水平軌道上的機械能相等C如果設(shè)小球到達最高點的線速度是v，則小球在最高點時式子mgqvBm成立D如果重力加速度取10m/s2，則小球的初速度v04.6m/

11、s答案：ABD解析：帶電粒子在最高點除受到重力外，還受到豎直向上的洛倫茲力作用，屬于“輕桿小球”模型，最高點的臨界條件是速度為0，小球在最高點所受的合力為零，A對，小球運動中洛倫茲力以及軌道的彈力不做功，只有重力做功，機械能守恒，B對，如果設(shè)小球到達最高點的線速度是v，則小球在最高點時式子mgqvBm成立，C錯，根據(jù)機械能守恒可以計算出小球的初速度v04.6m/s，D對6.(2011·湖南省三校高二期末聯(lián)考)一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子以速度v0從O點沿y軸正方向射入磁感應(yīng)強度為B的有界勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直于紙面粒子飛出磁場區(qū)域后，再運動一段時間從b處穿過x軸，速度方向與x軸正方向夾角為30°，如圖所示不計粒子重力，求：(1)粒子在磁場中