1.3带电粒子在匀强磁场中的运动同步练习（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 1.3带电粒子在匀强磁场中的运动同步练习（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 447.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-13 17:41:01 | ||
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文档简介
2021-2022学年春季学期人教版（2019）选择性必修第二册第一章第3节带电粒子在匀强磁场中的运动
班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________
一、单选题
1、 质量为m、电荷量为q的小物块，从倾角为θ的粗糙绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，如图所示。若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法正确的是（ ）
A．小物块一定带正电荷
B．小物块在斜面上运动时做匀减速直线运动
C．小物块在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动
D．小物块在斜面上下滑过程中，当小球对斜面压力为零时的速率为
2、 半径为R的圆形区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，O是圆心，P是磁场边缘上的一点．在P处的粒子源沿不同方向、以相同的速率不断向磁场中释放出相同的带电粒子，粒子质量、带电量．不计重力和粒子间的相互作用，各带电粒子穿出磁场时，P点与出射点间的最大距离为．由此可知（ ）
A．带电粒子在磁场中做圆周运动的半径等于
B．带电粒子进入磁场时的速度大小
C．从离P点最远处射出的带电粒子在磁场中运动方向偏转了
D．由于洛伦兹力不做功，带电粒子在磁场中运动时动能和动量都保持不变
3、 如图所示，正方形容器处在匀强磁场中，一束电子从a孔垂直磁场射入容器中，其中一部分从c孔射出，一部分从d孔射出。则下列说法正确的是（ ）
A．从两孔射出的电子速率之比为
B．从两孔射出的电子在容器中运动周期之比
C．从两孔射出的电子在容器中运动时的加速度大小之比
D．从两孔射出的电子在容器中运动的所用时间之比为
4、 水平桌面上方区域内存在一垂直于桌面的磁感应强度为B的匀强磁场，科研人员将均匀涂抹荧光物质的半径为R的圆环，放置于水平桌面上如图1所示，A为圆环边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过A点，在平面内沿不同的方向射入磁场，科研人员观测到整个圆环发出淡淡的荧光（高速微观粒子打在荧光物质上会将动能转化为光能），且粒子在圆环内磁场中运动的最长时间为t。更换半径为的圆环时如图2所示，只有相应的三分之一圆周上有荧光发出，不计重力及带电粒子之间的相互作用，则（ ）
A．粒子在磁场中做圆周运动的周期T=6t
B．粒子在磁场中做圆周运动的半径
C．粒子在磁场中做圆周运动的速度
D．该粒子的比荷
5、 如图是某离子速度选择器的原理示意图，在一半径为R=10cm的圆形筒内有B=1×10 4T的匀强磁场，方向平行于轴线．在圆柱形筒上某一直径两端开有小孔、 分别作为入射孔和出射孔．现有一束比荷为的正离子，以不同角度α入射，最后有不同速度的离子束射出，其中入射角α=30°，且不经碰撞而直接从出射孔射出的离子的速度 大小是（ ）
A．2×105m/s B．2×106m/s
C．4×105m/s D．4×106m/s
6、 如图所示，有一挡板M，中间有小孔，挡板右侧有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为。为磁场边界上的一绝缘板，它与M板的夹角，，现有大量质量均为，速度均为，带负电但电荷量不同的粒子（不计重力），自点沿水平方向进入匀强磁场中，则能击中绝缘板的粒子中，所带电荷量的最大值为（ ）
A． B．
C． D．
7、 如图，半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面)，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外．一电荷量为q(q>0)、质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域，射入点与ab的距离为.已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°，则粒子的速率为(不计重力)（ ）
A． B． C． D．
8、 如图所示，半径为R的圆形区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，P为磁场边界上的一点．大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子，在纸面内沿各个方向以相同速率v从P点射入磁场．这些粒子射出磁场时的位置均位于PQ圆弧上，PQ圆弧长等于磁场边界周长的．不计粒子重力和粒子间的相互作用，则该匀强磁场的磁感应强度大小为( )
A．
B．
C．
D．
9、 如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同方向射入磁场。若粒子射入速率为v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为v2，相应的出射点分布在三分之一圆周上。不计重力及带电粒子之间的相互作用。则v2∶v1为（ ）
A． ∶2 B． ∶1 C． ∶1 D．3∶
10、质子和粒子由静止出发经过同一加速电场加速后，沿垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，则它们在磁场中的各运动量间的关系正确的是（ ）
A．速率之比为
B．周期之比为
C．半径之比为∶
D．角速度之比为
二、多选题
11、极光是由来自宇宙空间的高能带电粒子流进入地球大气层后，由于地磁场的作用而产生的.如图所示，科学家发现并证实，这些高能带电粒子流向两极时做螺旋运动，旋转半径不断减小.此运动形成的原因可能是（ ）
A．洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小
B．介质阻力对粒子做负功，使其动能减小
C．粒子的带电荷量减小
D．南北两极附近的磁感应强度较强
12、如图所示，和为平行线，上方和下方都是垂直纸面向里的磁感应强度相同的匀强磁场，AB两点都在上，带电粒子从A点以初速度v与成30°斜向上射出，经过偏转后正好过B点，经过B点时速度方向也斜向上，不计重力，下列说法中正确的是
A．带电粒子一定带正电
B．带电粒子经过B点时的速度一定跟在A点的速度相同
C．若带电粒子在A点时的初速度变大（方向不变），该粒子将不能经过B点
D．若只将将带电粒子在A点的初速度方向改为与成60°角斜向上，它一定不经过B点
13、质量为m电量为q的微粒以速度v与水平方向成θ角从O点进入方向如图所示的正交的匀强电场和匀强磁场组成的混合场区，该微粒在电场力、磁场力和重力的共同作用下，恰好沿直线运动到A，下列说法中正确的是（ ）
A．该微粒可能带正电荷也可能带负电荷
B．微粒从O到A的运动一定是匀加速直线运动
C．该磁场的磁感应强度大小为
D．该电场的场强为
14、如图所示，三个相同带电粒子以大小不同的速度，沿同一方向从图中长方形区域的匀强磁场上边缘射入，当它们从下边缘飞出时相对入射方向的偏角分别为、、，则它们在磁场中运动的（ ）
A．时间之比为1：2：3 B．时间之比为3：2：1
C．速度之比为1：2：（4+） D．速度之比为1：：
15、长方形区域内存在有正交的匀强电场和匀强磁场，其方向如图所示，一个质量为m且带电荷量为q的小球以初速度v0竖直向下进入该区域。若小球恰好沿直线下降，则下列判断正确的是（ ）
A．小球带正电 B．电场强度E＝
C．小球做匀速直线运动 D．磁感应强度B＝
16、一带电粒子以一定速度垂直射入匀强磁场中，则受磁场影响的物理量是（ ）
A．速度 B．加速度 C．位移 D．动能
三、解答题
17、如图所示是一个示波管工作原理图，电子经电压U1=4.5×103V加速后以速度v0垂直等间距的进入电压U2=180V，间距为d=1.0cm，板长 =5.0cm的平行金属板组成的偏转电场，离开电场后打在距离偏转电场s=10.0cm的屏幕上的P点，（e=1.6×10-19C，m=9.0×10-31kg）求：
（1）射出偏转电场时速度的偏角tanθ=？
（2）打在屏幕上的侧移位移OP=？
18、如图所示，一个电子由静止开始经加速电场加速后，又沿偏转电场极板间的中心轴线从O点垂直射入偏转电场，并从另一侧射出打到荧光屏上的P点，O′点为荧光屏的中心。已知电子质量m=9.0×10－31kg，电荷量e=1.6×10－19C，加速电场电压U0=4500V，偏转电场电压U=200V，极板的长度L1=6.0cm，板间距离d=2.0cm，极板的末端到荧光屏的距离L2=3.0cm，电子所受重力不计。求：
（1）电子射入偏转电场时的初速度；
（2）电子打在荧光屏上的P点到O′点的距离h；
（3）电子经过偏转电场过程中电场力对它做的功W。
2021-2022学年春季学期人教版（2019）选择性必修第二册第一章第3节带电粒子在匀强磁场中的运动（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C B C A D A B D C B
二、多选题
题号 11 12 13 14 15 16
答案 BD BD CD BC CD ABC
三、解答题
17、(1)0.1 (2)1.25cm
18、（1）4.0×107m/s；（2）0.4cm；（3）
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班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________
一、单选题
1、 质量为m、电荷量为q的小物块，从倾角为θ的粗糙绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，如图所示。若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法正确的是（ ）
A．小物块一定带正电荷
B．小物块在斜面上运动时做匀减速直线运动
C．小物块在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动
D．小物块在斜面上下滑过程中，当小球对斜面压力为零时的速率为
2、 半径为R的圆形区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，O是圆心，P是磁场边缘上的一点．在P处的粒子源沿不同方向、以相同的速率不断向磁场中释放出相同的带电粒子，粒子质量、带电量．不计重力和粒子间的相互作用，各带电粒子穿出磁场时，P点与出射点间的最大距离为．由此可知（ ）
A．带电粒子在磁场中做圆周运动的半径等于
B．带电粒子进入磁场时的速度大小
C．从离P点最远处射出的带电粒子在磁场中运动方向偏转了
D．由于洛伦兹力不做功，带电粒子在磁场中运动时动能和动量都保持不变
3、 如图所示，正方形容器处在匀强磁场中，一束电子从a孔垂直磁场射入容器中，其中一部分从c孔射出，一部分从d孔射出。则下列说法正确的是（ ）
A．从两孔射出的电子速率之比为
B．从两孔射出的电子在容器中运动周期之比
C．从两孔射出的电子在容器中运动时的加速度大小之比
D．从两孔射出的电子在容器中运动的所用时间之比为
4、 水平桌面上方区域内存在一垂直于桌面的磁感应强度为B的匀强磁场，科研人员将均匀涂抹荧光物质的半径为R的圆环，放置于水平桌面上如图1所示，A为圆环边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过A点，在平面内沿不同的方向射入磁场，科研人员观测到整个圆环发出淡淡的荧光（高速微观粒子打在荧光物质上会将动能转化为光能），且粒子在圆环内磁场中运动的最长时间为t。更换半径为的圆环时如图2所示，只有相应的三分之一圆周上有荧光发出，不计重力及带电粒子之间的相互作用，则（ ）
A．粒子在磁场中做圆周运动的周期T=6t
B．粒子在磁场中做圆周运动的半径
C．粒子在磁场中做圆周运动的速度
D．该粒子的比荷
5、 如图是某离子速度选择器的原理示意图，在一半径为R=10cm的圆形筒内有B=1×10 4T的匀强磁场，方向平行于轴线．在圆柱形筒上某一直径两端开有小孔、 分别作为入射孔和出射孔．现有一束比荷为的正离子，以不同角度α入射，最后有不同速度的离子束射出，其中入射角α=30°，且不经碰撞而直接从出射孔射出的离子的速度 大小是（ ）
A．2×105m/s B．2×106m/s
C．4×105m/s D．4×106m/s
6、 如图所示，有一挡板M，中间有小孔，挡板右侧有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为。为磁场边界上的一绝缘板，它与M板的夹角，，现有大量质量均为，速度均为，带负电但电荷量不同的粒子（不计重力），自点沿水平方向进入匀强磁场中，则能击中绝缘板的粒子中，所带电荷量的最大值为（ ）
A． B．
C． D．
7、 如图，半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面)，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外．一电荷量为q(q>0)、质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域，射入点与ab的距离为.已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°，则粒子的速率为(不计重力)（ ）
A． B． C． D．
8、 如图所示，半径为R的圆形区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，P为磁场边界上的一点．大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子，在纸面内沿各个方向以相同速率v从P点射入磁场．这些粒子射出磁场时的位置均位于PQ圆弧上，PQ圆弧长等于磁场边界周长的．不计粒子重力和粒子间的相互作用，则该匀强磁场的磁感应强度大小为( )
A．
B．
C．
D．
9、 如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点，大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同方向射入磁场。若粒子射入速率为v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为v2，相应的出射点分布在三分之一圆周上。不计重力及带电粒子之间的相互作用。则v2∶v1为（ ）
A． ∶2 B． ∶1 C． ∶1 D．3∶
10、质子和粒子由静止出发经过同一加速电场加速后，沿垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，则它们在磁场中的各运动量间的关系正确的是（ ）
A．速率之比为
B．周期之比为
C．半径之比为∶
D．角速度之比为
二、多选题
11、极光是由来自宇宙空间的高能带电粒子流进入地球大气层后，由于地磁场的作用而产生的.如图所示，科学家发现并证实，这些高能带电粒子流向两极时做螺旋运动，旋转半径不断减小.此运动形成的原因可能是（ ）
A．洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小
B．介质阻力对粒子做负功，使其动能减小
C．粒子的带电荷量减小
D．南北两极附近的磁感应强度较强
12、如图所示，和为平行线，上方和下方都是垂直纸面向里的磁感应强度相同的匀强磁场，AB两点都在上，带电粒子从A点以初速度v与成30°斜向上射出，经过偏转后正好过B点，经过B点时速度方向也斜向上，不计重力，下列说法中正确的是
A．带电粒子一定带正电
B．带电粒子经过B点时的速度一定跟在A点的速度相同
C．若带电粒子在A点时的初速度变大（方向不变），该粒子将不能经过B点
D．若只将将带电粒子在A点的初速度方向改为与成60°角斜向上，它一定不经过B点
13、质量为m电量为q的微粒以速度v与水平方向成θ角从O点进入方向如图所示的正交的匀强电场和匀强磁场组成的混合场区，该微粒在电场力、磁场力和重力的共同作用下，恰好沿直线运动到A，下列说法中正确的是（ ）
A．该微粒可能带正电荷也可能带负电荷
B．微粒从O到A的运动一定是匀加速直线运动
C．该磁场的磁感应强度大小为
D．该电场的场强为
14、如图所示，三个相同带电粒子以大小不同的速度，沿同一方向从图中长方形区域的匀强磁场上边缘射入，当它们从下边缘飞出时相对入射方向的偏角分别为、、，则它们在磁场中运动的（ ）
A．时间之比为1：2：3 B．时间之比为3：2：1
C．速度之比为1：2：（4+） D．速度之比为1：：
15、长方形区域内存在有正交的匀强电场和匀强磁场，其方向如图所示，一个质量为m且带电荷量为q的小球以初速度v0竖直向下进入该区域。若小球恰好沿直线下降，则下列判断正确的是（ ）
A．小球带正电 B．电场强度E＝
C．小球做匀速直线运动 D．磁感应强度B＝
16、一带电粒子以一定速度垂直射入匀强磁场中，则受磁场影响的物理量是（ ）
A．速度 B．加速度 C．位移 D．动能
三、解答题
17、如图所示是一个示波管工作原理图，电子经电压U1=4.5×103V加速后以速度v0垂直等间距的进入电压U2=180V，间距为d=1.0cm，板长 =5.0cm的平行金属板组成的偏转电场，离开电场后打在距离偏转电场s=10.0cm的屏幕上的P点，（e=1.6×10-19C，m=9.0×10-31kg）求：
（1）射出偏转电场时速度的偏角tanθ=？
（2）打在屏幕上的侧移位移OP=？
18、如图所示，一个电子由静止开始经加速电场加速后，又沿偏转电场极板间的中心轴线从O点垂直射入偏转电场，并从另一侧射出打到荧光屏上的P点，O′点为荧光屏的中心。已知电子质量m=9.0×10－31kg，电荷量e=1.6×10－19C，加速电场电压U0=4500V，偏转电场电压U=200V，极板的长度L1=6.0cm，板间距离d=2.0cm，极板的末端到荧光屏的距离L2=3.0cm，电子所受重力不计。求：
（1）电子射入偏转电场时的初速度；
（2）电子打在荧光屏上的P点到O′点的距离h；
（3）电子经过偏转电场过程中电场力对它做的功W。
2021-2022学年春季学期人教版（2019）选择性必修第二册第一章第3节带电粒子在匀强磁场中的运动（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C B C A D A B D C B
二、多选题
题号 11 12 13 14 15 16
答案 BD BD CD BC CD ABC
三、解答题
17、(1)0.1 (2)1.25cm
18、（1）4.0×107m/s；（2）0.4cm；（3）
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