2018-2019学年高二物理（人教版）选修3-1同步练习卷：带电粒子在组合场和叠加场中的运动
文档属性
| 名称 | 2018-2019学年高二物理（人教版）选修3-1同步练习卷：带电粒子在组合场和叠加场中的运动 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 205.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-01-23 08:35:27 | ||
图片预览
文档简介
带电粒子在组合场和叠加场中的运动
1．运动电荷进入磁场(无其他场)中，可能做的运动是( )
A．匀速圆周运动 B．平抛运动
C．自由落体运动 D．匀加速直线运动
答案 A
2.如图所示圆形区域内，有垂直于纸面方向的匀强磁场，一束质量和电荷量都相同的带电粒子，以不同的速率，沿着相同的方向，对准圆心O射入匀强磁场，又都从该磁场中射出，这些粒子在磁场中的运动时间有的较长，有的较短，若带电粒子在磁场中只受磁场力的作用，则在磁场中运动时间越长的带电粒子( )
A．速率一定越小
B．速率一定越大
C．在磁场中通过的路程越长
D．在磁场中的周期一定越大
答案 A
3．如图所示，有一混合正离子束先后通过正交电磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子束在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径R相同，则它们具有相同的( )
A．电荷量 B．质量
C．速度 D．重力加速度
答案 C
4．如图所示，正方形容器处于匀强磁场中，一束电子从孔a垂直于磁场沿ab方向射入容器中，一部分从c孔射出，一部分从d孔射出，容器处于真空中，则下列结论中正确的是( )
A．从两孔射出的电子速率之比vc∶vd＝1∶2
B．从两孔射出的电子在容器中运动的时间之比tc∶td＝1∶2
C．从两孔射出的电子在容器中运动的加速度大小之比ac∶ad＝∶1
D．从两孔射出的电子在容器中运动的角速度之比ωc∶ωd＝2∶1
答案 B
5．如图所示，带负电的粒子以速度v从粒子源P处射出，若图中匀强磁场范围足够大(方向垂直纸面向里)，则带电粒子的可能轨迹是( )
A．a B．b
C．c D．d
答案 D
6．如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，匀强电场的方向竖直向下，有一正离子恰能以速率v沿直线从左向右水平飞越此区域。下列说法正确的是( )
A．若一电子以速率v从右向左飞入，则该电子将沿直线运动
B．若一电子以速率v从右向左飞入，则该电子将向下偏转
C．若一电子以速率v从左向右飞入，则该电子将向下偏转
D．若一电子以速率v从左向右飞入，则该电子将沿直线运动
答案 D
7．如图所示是粒子速度选择器的原理图，如果粒子所具有的速率v＝E/B，那么( )
A．带负电粒子沿ab方向从左侧进入场区，将向上偏转
B．带负电粒子必须沿ba方向从右侧进入场区，才能沿直线通过
C．不论粒子电性如何，沿ab方向从左侧进入场区，都能沿直线通过
D．不论粒子电性如何，沿ba方向从右侧进入场区，都能沿直线通过
答案 C
8．半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力)从A点以速度v0垂直磁场方向射入磁场中，并从B点射出，∠AOB＝120°，如图所示，则该带电粒子在磁场中运动的时间为 ( )
A. B.
C. D.
答案 D
9．(2017·浙江桐乡模拟)一质量为m，带电量为q的粒子由静止开始经过一电场加速后，再沿磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场。已知加速电压为U，则下列说法正确的是( )
A．粒子进入磁场的速率与加速电压成正比
B．粒子一定沿着电场线的方向做匀加速直线运动
C．粒子在磁场中受到洛伦兹力为qB
D．粒子从电场出来时动能为qU
答案 D
10．如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图。若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是( )
A．a粒子动能最大
B．b粒子速率最大
C．c粒子在磁场中运动时间最长
D．它们在磁场中运动的时间ta>tb>tc
答案 D
11．如图所示，在真空中匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场方向垂直于纸面向里，3个油滴a、b、c带有等量同种电荷，其中a静止，b向右匀速运动，c向左匀速运动。比较它们重力的关系，正确的是( )
A．Ga最大 B．Gb最小
C．Gc最小 D．Gb最大
答案 B
12.带电粒子以初速度v0从a点进入匀强磁场，如图所示，运动中经过b点，Oa＝Ob。若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，带电粒子仍以速度v0从a点进入电场，仍能通过b点，则电场强度E和磁感应强度B的比值为( )
A．v0 B.
C．2v0 D.
答案 C
13．如图所示，质量为m，带电荷量q的小球从P点静止释放，下落一段距离后进入正交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，则小球在通过正交的电场和磁场区域时的运动情况是( )
A．一定做曲线运动 B．轨迹一定是抛物线
C．可能做匀速直线运动 D．可能做匀加速直线运动
答案 A
14．如图所示，空间存在水平向里、磁感应强度的大小为B的匀强磁场，磁场内有一绝缘的足够长的直杆，它与水平面的倾角为θ，一带电荷量为－q、质量为m的带电小球套在直杆上，从A点由静止沿杆下滑，小球与杆之间的动摩擦因数为μ
答案 C
15．如图所示，长方体玻璃水槽中盛有NaCl的水溶液，在水槽左、右侧壁内侧各装一导体片，使溶液中通入沿x轴正向的电流I，沿y轴正向加恒定的匀强磁场B。图中a、b是垂直于z轴方向上水槽的前后两内侧面，则( )
A．a处电势高于b处电势
B．a处离子浓度大于b处离子浓度
C．溶液的上表面电势高于下表面的电势
D．溶液的上表面处的离子浓度大于下表面处的离子浓度
答案 B
16．(2018·绍兴适应性考试)为研究某种材料的荧光特性，兴趣小组的同学设计了图示装置：让质子经过MN两金属板之间的电场加速后，进入有界匀强磁场，磁场的宽度L＝0.25 m，磁感应强度大小B＝0.01 T，以出射小孔O为原点，水平向右建立x轴，在0.4 m≤x≤0.6 m区域的荧光屏上涂有荧光材料，(已知质子的质量m＝1.6×10－27 kg，电量q＝1.6×10－19 C，进入电场时的初速度可略)
(1)要使质子能打在荧光屏上，加速电压的最小值是多少？
(2)当质子打中荧光屏时的动能超过288 eV，可使荧光材料发光。对于不同的加速电压，荧光屏上能够发光的区域长度是多少？
答案 (1)200 V (2)0.02 m
17．(2018·3月温州选考模拟)如图为某种质谱议结构的截面示意图。该种质谱仪由加速电场、静电分析器、磁分析器及收集器组成。静电分析器中存在着径向的电场，其中圆弧A上每个点的电势都相等。磁分析器中存在一个边长为d正方形区域匀强磁场。离子源不断地发出电荷量为q、质量为m、初速度不计的离子，离子经电压为U的电场加速后，从狭缝S1沿垂直于MS1的方向进入静电分析器，沿圆弧A运动并从狭缝S2射出静电分析器，而且垂直于MS2的方向进入磁场中，最后进入收集器。已知圆弧A的半径为，磁场的磁感应强度B＝，忽略离子的重力、离子之间的相互作用力、离子对场的影响和场的边缘效应。求：
(1)离子到达狭缝S1的速度大小；
(2)静电分析器中等势线A上各点的电场强度E的大小；
(3)离子离开磁场的位置。
答案 (1) (2)
(3)由qvB＝，得r′＝d
轨迹如右图所示，根据勾股定理：
(r′)2＝2＋x2，解得x＝，所以离子从MN边距M点的位置离开
1．运动电荷进入磁场(无其他场)中，可能做的运动是( )
A．匀速圆周运动 B．平抛运动
C．自由落体运动 D．匀加速直线运动
答案 A
2.如图所示圆形区域内，有垂直于纸面方向的匀强磁场，一束质量和电荷量都相同的带电粒子，以不同的速率，沿着相同的方向，对准圆心O射入匀强磁场，又都从该磁场中射出，这些粒子在磁场中的运动时间有的较长，有的较短，若带电粒子在磁场中只受磁场力的作用，则在磁场中运动时间越长的带电粒子( )
A．速率一定越小
B．速率一定越大
C．在磁场中通过的路程越长
D．在磁场中的周期一定越大
答案 A
3．如图所示，有一混合正离子束先后通过正交电磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子束在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径R相同，则它们具有相同的( )
A．电荷量 B．质量
C．速度 D．重力加速度
答案 C
4．如图所示，正方形容器处于匀强磁场中，一束电子从孔a垂直于磁场沿ab方向射入容器中，一部分从c孔射出，一部分从d孔射出，容器处于真空中，则下列结论中正确的是( )
A．从两孔射出的电子速率之比vc∶vd＝1∶2
B．从两孔射出的电子在容器中运动的时间之比tc∶td＝1∶2
C．从两孔射出的电子在容器中运动的加速度大小之比ac∶ad＝∶1
D．从两孔射出的电子在容器中运动的角速度之比ωc∶ωd＝2∶1
答案 B
5．如图所示，带负电的粒子以速度v从粒子源P处射出，若图中匀强磁场范围足够大(方向垂直纸面向里)，则带电粒子的可能轨迹是( )
A．a B．b
C．c D．d
答案 D
6．如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，匀强电场的方向竖直向下，有一正离子恰能以速率v沿直线从左向右水平飞越此区域。下列说法正确的是( )
A．若一电子以速率v从右向左飞入，则该电子将沿直线运动
B．若一电子以速率v从右向左飞入，则该电子将向下偏转
C．若一电子以速率v从左向右飞入，则该电子将向下偏转
D．若一电子以速率v从左向右飞入，则该电子将沿直线运动
答案 D
7．如图所示是粒子速度选择器的原理图，如果粒子所具有的速率v＝E/B，那么( )
A．带负电粒子沿ab方向从左侧进入场区，将向上偏转
B．带负电粒子必须沿ba方向从右侧进入场区，才能沿直线通过
C．不论粒子电性如何，沿ab方向从左侧进入场区，都能沿直线通过
D．不论粒子电性如何，沿ba方向从右侧进入场区，都能沿直线通过
答案 C
8．半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力)从A点以速度v0垂直磁场方向射入磁场中，并从B点射出，∠AOB＝120°，如图所示，则该带电粒子在磁场中运动的时间为 ( )
A. B.
C. D.
答案 D
9．(2017·浙江桐乡模拟)一质量为m，带电量为q的粒子由静止开始经过一电场加速后，再沿磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场。已知加速电压为U，则下列说法正确的是( )
A．粒子进入磁场的速率与加速电压成正比
B．粒子一定沿着电场线的方向做匀加速直线运动
C．粒子在磁场中受到洛伦兹力为qB
D．粒子从电场出来时动能为qU
答案 D
10．如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图。若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是( )
A．a粒子动能最大
B．b粒子速率最大
C．c粒子在磁场中运动时间最长
D．它们在磁场中运动的时间ta>tb>tc
答案 D
11．如图所示，在真空中匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场方向垂直于纸面向里，3个油滴a、b、c带有等量同种电荷，其中a静止，b向右匀速运动，c向左匀速运动。比较它们重力的关系，正确的是( )
A．Ga最大 B．Gb最小
C．Gc最小 D．Gb最大
答案 B
12.带电粒子以初速度v0从a点进入匀强磁场，如图所示，运动中经过b点，Oa＝Ob。若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，带电粒子仍以速度v0从a点进入电场，仍能通过b点，则电场强度E和磁感应强度B的比值为( )
A．v0 B.
C．2v0 D.
答案 C
13．如图所示，质量为m，带电荷量q的小球从P点静止释放，下落一段距离后进入正交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，则小球在通过正交的电场和磁场区域时的运动情况是( )
A．一定做曲线运动 B．轨迹一定是抛物线
C．可能做匀速直线运动 D．可能做匀加速直线运动
答案 A
14．如图所示，空间存在水平向里、磁感应强度的大小为B的匀强磁场，磁场内有一绝缘的足够长的直杆，它与水平面的倾角为θ，一带电荷量为－q、质量为m的带电小球套在直杆上，从A点由静止沿杆下滑，小球与杆之间的动摩擦因数为μ
答案 C
15．如图所示，长方体玻璃水槽中盛有NaCl的水溶液，在水槽左、右侧壁内侧各装一导体片，使溶液中通入沿x轴正向的电流I，沿y轴正向加恒定的匀强磁场B。图中a、b是垂直于z轴方向上水槽的前后两内侧面，则( )
A．a处电势高于b处电势
B．a处离子浓度大于b处离子浓度
C．溶液的上表面电势高于下表面的电势
D．溶液的上表面处的离子浓度大于下表面处的离子浓度
答案 B
16．(2018·绍兴适应性考试)为研究某种材料的荧光特性，兴趣小组的同学设计了图示装置：让质子经过MN两金属板之间的电场加速后，进入有界匀强磁场，磁场的宽度L＝0.25 m，磁感应强度大小B＝0.01 T，以出射小孔O为原点，水平向右建立x轴，在0.4 m≤x≤0.6 m区域的荧光屏上涂有荧光材料，(已知质子的质量m＝1.6×10－27 kg，电量q＝1.6×10－19 C，进入电场时的初速度可略)
(1)要使质子能打在荧光屏上，加速电压的最小值是多少？
(2)当质子打中荧光屏时的动能超过288 eV，可使荧光材料发光。对于不同的加速电压，荧光屏上能够发光的区域长度是多少？
答案 (1)200 V (2)0.02 m
17．(2018·3月温州选考模拟)如图为某种质谱议结构的截面示意图。该种质谱仪由加速电场、静电分析器、磁分析器及收集器组成。静电分析器中存在着径向的电场，其中圆弧A上每个点的电势都相等。磁分析器中存在一个边长为d正方形区域匀强磁场。离子源不断地发出电荷量为q、质量为m、初速度不计的离子，离子经电压为U的电场加速后，从狭缝S1沿垂直于MS1的方向进入静电分析器，沿圆弧A运动并从狭缝S2射出静电分析器，而且垂直于MS2的方向进入磁场中，最后进入收集器。已知圆弧A的半径为，磁场的磁感应强度B＝，忽略离子的重力、离子之间的相互作用力、离子对场的影响和场的边缘效应。求：
(1)离子到达狭缝S1的速度大小；
(2)静电分析器中等势线A上各点的电场强度E的大小；
(3)离子离开磁场的位置。
答案 (1) (2)
(3)由qvB＝，得r′＝d
轨迹如右图所示，根据勾股定理：
(r′)2＝2＋x2，解得x＝，所以离子从MN边距M点的位置离开