第一章 第3节带电粒子在匀强磁场中的运动（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第一章 第3节带电粒子在匀强磁场中的运动（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 390.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-20 11:29:28 | ||
图片预览
文档简介
2021-2022学年人教版（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
综合提升
一、单选题
1、
2、 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
3、 如图所示，有一圆形匀强磁场区域，O为圆的圆心，磁场方向垂直纸面向里。一个正电子和一个负电子（正负电子质量相等，电量大小相等，电性相反）以不同的速率沿着PO方向进入磁场，运动轨迹如图所示。不计电子之间的相互作用及重力。a与b比较，下列判断正确的是（ ）
A．a为正电子，b为负电子 B．b的速率较大
C．a在磁场中所受洛伦兹力较大 D．b在磁场中运动的时间较长
4、 一个质量为m、带电量为q的小球，从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中，其磁感应强度为B，如图所示．带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零．已知重力加速度为g．下面说法中正确的是
A．小球带负电
B．小球对斜面的作用力恰好为零时的速率为
C．小球在斜面上运动的加速度逐渐增大
D．小球在斜面上的运动是匀加速直线运动
5、 下列运动(电子只受电场力或磁场力的作用)不可能的是（ ）
A． B．
C． D．
6、 如图所示，在光滑绝缘水平面上由左到右沿一条直线等间距的静止排着多个形状相同的带正电的绝缘小球，依次编号为1、2、3…每个小球所带的电荷量都相等且均为q=3.75×10-3C，第一个小球的质量m=0.03kg，从第二个小球起往下的小球的质量依次为前一个小球1/3的，小球均位于垂直于小球所在直线的匀强磁场里，已知该磁场的磁感应强度B=0.5T．现给第一个小球一个水平速度v=8m/s，使第一个小球向前运动并且与后面的小球发生弹性正碰．若碰撞过程中电荷不转移（不计电荷之间的库仑力，取g=10m/s2），则第几个小球被碰后首先脱离地面（ ）
A．1 B．2 C．3 D．4
7、 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．
8、 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
9、 在高纬度地区的高空，大气稀薄，常出现五颜六色的弧状、带状或幕状的极其美丽壮观的发光现象，这就是我们常说的“极光”．“极光”是由太阳发射的高速带电粒子（重力不计）受地磁场的影响，进入两极附近时，撞击并激发高空中的空气分子和原子引起的．假如我们在南极地区忽然发现正上方的高空出现了射向地球的、沿顺时针方向生成的紫色弧状极光（显示带电粒子的运动轨迹），则关于弧状极光的弯曲程度下列说法正确的是（ ）
A．轨迹半径逐渐减小
B．轨迹半径先增大后减小
C．轨迹半径先减小后增大
D．轨迹半径逐渐增大
10、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
二、多选题
11、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
12、在一绝缘、粗糙且足够长的竖直管道中有一带电量为、质量为的带电球体，管道半径略大于球体半径。整个管道处于水平方向的匀强电场和匀强磁场中。现给带电球体一个向下的初速度，在以后的运动过程中，小球运动的速度图象可能是（ ）
A． B． C． D．
13、如图所示，分界线上下两侧有垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度分别为和，一质量为m，电荷量为q的带电粒子（电性未知，不计重力）从O点出发以一定的初速度沿纸面垂直向上射出，经时间t又回到出发点O，形成了图示心形图案，则（ ）
A．粒子一定带正电荷
B．上下两侧的磁场方向相反
C．上下两侧的磁感应强度的大小
D．时间
14、如图所示，空间中存在水平方向的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向左，磁场方向垂直纸面向里。一带电小球恰能以速度v0沿与水平方向成30°角斜向右下方做匀速直线运动，最后进入一轴线沿小球运动方向且固定摆放的一光滑绝缘管道（管道内径略大于小球直径），下列说法正确的是（ ）
A．小球带负电
B．磁场和电场的大小关系为
C．若小球刚进入管道时撤去磁场，小球仍做匀速直线运动
D．若小球刚进入管道时撤去电场，小球的机械能守恒
15、在匀强磁场中，一不计重力的带电粒子只在磁场力作用下做匀速圆周运动，如果突然将磁场的磁感强度减为原来的一半，则（ ）
A．粒子的运动速率不变，运动周期为原来的2倍
B．粒子的运动速率不变，轨道半径为原来的2倍
C．粒子的运动速率减半，轨道半径减为原来的
D．粒子的运动速率不变，运动周期减半
三、解答题
16、如图所示，虚线框内有匀强电场，AA'、BB'、CC'是该电场的三个等势面，相邻等势面间的距离为0. 5cm，其中BB'为零势面。一个质量为 m、电荷量为q的粒子沿AA'方向以初动能Ek自图中的P点进入电场，刚好从C'点离开电场。已知PA' =2cm，粒子的重力忽略不计。
（1）粒子到达C'点时的动能；
（2） 物体通过零势能面时的动能。
17、如图所示，在y>0的区域内有沿y轴正方向的匀强电场，在y<0的区域内有垂直坐标平面向里的匀强磁场。一电子（质量为m，电量为e）从y轴上A点以沿x轴正方向的初速度v0开始运动。当电子第一次穿越x轴时，恰好到达C点；当电子第二次穿越x轴时，恰好达到坐标原点O。已知A、C两点到坐标原点的距离分别为d、2d，不计电子的重力。求：
(1)电场强度E的大小；
(2)磁感应强度B的大小；
(3)画出电子从A运动到O的运动轨迹，并求出电子从A运动到O经历的时间t。
2021-2022学年人教版（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 C B D B C A C A B
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 BD ABC CD CD AB
三、解答题
16、(1) ；(2)
17、(1)；(2) ；(3)轨迹图见解析，
PAGE
第 1 页，共 1 页
综合提升
一、单选题
1、
2、 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
3、 如图所示，有一圆形匀强磁场区域，O为圆的圆心，磁场方向垂直纸面向里。一个正电子和一个负电子（正负电子质量相等，电量大小相等，电性相反）以不同的速率沿着PO方向进入磁场，运动轨迹如图所示。不计电子之间的相互作用及重力。a与b比较，下列判断正确的是（ ）
A．a为正电子，b为负电子 B．b的速率较大
C．a在磁场中所受洛伦兹力较大 D．b在磁场中运动的时间较长
4、 一个质量为m、带电量为q的小球，从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中，其磁感应强度为B，如图所示．带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零．已知重力加速度为g．下面说法中正确的是
A．小球带负电
B．小球对斜面的作用力恰好为零时的速率为
C．小球在斜面上运动的加速度逐渐增大
D．小球在斜面上的运动是匀加速直线运动
5、 下列运动(电子只受电场力或磁场力的作用)不可能的是（ ）
A． B．
C． D．
6、 如图所示，在光滑绝缘水平面上由左到右沿一条直线等间距的静止排着多个形状相同的带正电的绝缘小球，依次编号为1、2、3…每个小球所带的电荷量都相等且均为q=3.75×10-3C，第一个小球的质量m=0.03kg，从第二个小球起往下的小球的质量依次为前一个小球1/3的，小球均位于垂直于小球所在直线的匀强磁场里，已知该磁场的磁感应强度B=0.5T．现给第一个小球一个水平速度v=8m/s，使第一个小球向前运动并且与后面的小球发生弹性正碰．若碰撞过程中电荷不转移（不计电荷之间的库仑力，取g=10m/s2），则第几个小球被碰后首先脱离地面（ ）
A．1 B．2 C．3 D．4
7、 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．
8、 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
9、 在高纬度地区的高空，大气稀薄，常出现五颜六色的弧状、带状或幕状的极其美丽壮观的发光现象，这就是我们常说的“极光”．“极光”是由太阳发射的高速带电粒子（重力不计）受地磁场的影响，进入两极附近时，撞击并激发高空中的空气分子和原子引起的．假如我们在南极地区忽然发现正上方的高空出现了射向地球的、沿顺时针方向生成的紫色弧状极光（显示带电粒子的运动轨迹），则关于弧状极光的弯曲程度下列说法正确的是（ ）
A．轨迹半径逐渐减小
B．轨迹半径先增大后减小
C．轨迹半径先减小后增大
D．轨迹半径逐渐增大
10、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
二、多选题
11、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
12、在一绝缘、粗糙且足够长的竖直管道中有一带电量为、质量为的带电球体，管道半径略大于球体半径。整个管道处于水平方向的匀强电场和匀强磁场中。现给带电球体一个向下的初速度，在以后的运动过程中，小球运动的速度图象可能是（ ）
A． B． C． D．
13、如图所示，分界线上下两侧有垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度分别为和，一质量为m，电荷量为q的带电粒子（电性未知，不计重力）从O点出发以一定的初速度沿纸面垂直向上射出，经时间t又回到出发点O，形成了图示心形图案，则（ ）
A．粒子一定带正电荷
B．上下两侧的磁场方向相反
C．上下两侧的磁感应强度的大小
D．时间
14、如图所示，空间中存在水平方向的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向左，磁场方向垂直纸面向里。一带电小球恰能以速度v0沿与水平方向成30°角斜向右下方做匀速直线运动，最后进入一轴线沿小球运动方向且固定摆放的一光滑绝缘管道（管道内径略大于小球直径），下列说法正确的是（ ）
A．小球带负电
B．磁场和电场的大小关系为
C．若小球刚进入管道时撤去磁场，小球仍做匀速直线运动
D．若小球刚进入管道时撤去电场，小球的机械能守恒
15、在匀强磁场中，一不计重力的带电粒子只在磁场力作用下做匀速圆周运动，如果突然将磁场的磁感强度减为原来的一半，则（ ）
A．粒子的运动速率不变，运动周期为原来的2倍
B．粒子的运动速率不变，轨道半径为原来的2倍
C．粒子的运动速率减半，轨道半径减为原来的
D．粒子的运动速率不变，运动周期减半
三、解答题
16、如图所示，虚线框内有匀强电场，AA'、BB'、CC'是该电场的三个等势面，相邻等势面间的距离为0. 5cm，其中BB'为零势面。一个质量为 m、电荷量为q的粒子沿AA'方向以初动能Ek自图中的P点进入电场，刚好从C'点离开电场。已知PA' =2cm，粒子的重力忽略不计。
（1）粒子到达C'点时的动能；
（2） 物体通过零势能面时的动能。
17、如图所示，在y>0的区域内有沿y轴正方向的匀强电场，在y<0的区域内有垂直坐标平面向里的匀强磁场。一电子（质量为m，电量为e）从y轴上A点以沿x轴正方向的初速度v0开始运动。当电子第一次穿越x轴时，恰好到达C点；当电子第二次穿越x轴时，恰好达到坐标原点O。已知A、C两点到坐标原点的距离分别为d、2d，不计电子的重力。求：
(1)电场强度E的大小；
(2)磁感应强度B的大小；
(3)画出电子从A运动到O的运动轨迹，并求出电子从A运动到O经历的时间t。
2021-2022学年人教版（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 C B D B C A C A B
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 BD ABC CD CD AB
三、解答题
16、(1) ；(2)
17、(1)；(2) ；(3)轨迹图见解析，
PAGE
第 1 页，共 1 页