课时跟踪检测(二十四)带电粒子在匀强磁场中的运动..docVIP

课时跟踪检测(二十四)　带电粒子在匀强磁场中的运动 姓名：________班级：________学号：________ 1．(多选)一个带电粒子以某一初速度射入匀强磁场中，不考虑其他力的作用，粒子在磁场中不可能做(　　) A．匀速直线运动　　　 B．匀变速直线运动 C．匀变速曲线运动 D．匀速圆周运动 2.如图1所示，匀强电场E方向竖直向下，水平匀强磁场B垂直纸面向里，三滴油滴a、b、c带有等量同种电荷。已知a静止，b、c在纸面内均做匀速圆周运动(轨迹未画出)，以下说法正确的是(　　) 图 1 A．a的质量最大，c的质量最小，b、c都沿逆时针方向运动 B．b的质量最大，a的质量最小，b、c都沿顺时针方向运动 C．三滴油滴质量相等，b沿顺时针方向运动，c沿逆时针方向运动 D．三滴油滴质量相等，b、c都沿顺时针方向运动 3. (多选)如图2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，其中一部分从c孔射出，一部分从d孔射出，容器处于真空中。则下列结论正确的是(　　) 图2 A．从两孔射出的电子速率之比vcvd＝2∶1 B．从两孔射出的电子在容器中运动的时间之比tctd＝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acad＝∶1 D．从两孔射出的电子在容器中运动的角速度之比ωcωd＝2∶1 4.如图3所示，在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120°角。若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a，则该粒子的比荷和所带电荷的正负是(　　) 图3 A.，正电荷　　　　　　B.，正电荷 C.，负电荷 D.，负电荷 5．(多选)用回旋加速器来加速质子，为了使质子获得的动能增加为原来的4倍，原则上可以采用下列哪几种方法？(　　) A．将其磁感应强度增大为原来的2倍 B．将其磁感应强度增大为原来的4倍 C．将D形盒的半径增大为原来的2倍 D．将D形盒的半径增大为原来的4倍 6．(多选) (全国卷)图4为某磁谱仪部分构件的示意图。图中，永磁铁提供匀强磁场，硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹。宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子。当这些粒子从上部垂直进入磁场时，下列说法正确的是(　　) 图 4 A．电子与正电子的偏转方向一定不同 B．电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同 C．仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子 D．粒子的动能越大，它在磁场中运动轨迹的半径越小 7. (多选)如图5所示，一束正离子先后通过正交电场磁场区域和匀强磁场区域，如果这束正离子流在区域中不偏转，进入区域后偏转半径又相同，那么说明这些正离子具有相同的(　　) 图5 A．电荷　　　　　　　　 B．质量 C．速度 D．比荷 8.在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成θ＝60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图6所示。不计粒子重力，求： 图6 (1)M、N两点间的电势差UMN。 (2)粒子在磁场中运动的轨道半径r。 (3)粒子从M点运动到P点的总时间t。 1．选BC　粒子进入磁场，若受F洛，则一定是变加速运动，B、C不可能，D可能；或者v与B平行不受力，A可能。 2．选D　三个油滴带等量同种电荷，由a静止可知带负电，电场力等于重力，b、c做圆周运动，电场力也等于重力，故三者质量相等；由左手定则可知b、c都沿顺时针方向运动。 3．选AB　本题考查粒子做圆周运动的速率、时间、加速度和角速度，带电粒子在磁场中做圆周运动，求时间时要考虑时间与周期的关系，求加速度为向心加速度，需考虑洛伦兹力，求速率也要考虑洛伦兹力，因为Bqv＝，从a孔射入，经c、d两孔射出的粒子轨道半径分别为正方形边长和边长，所以＝＝，A正确；粒子在同一匀强磁场中运动周期T＝相同，因为tc＝，td＝，所以＝，B正确；因为a＝，所以＝＝，C错误；因为ω＝，所以ω相同，D错误，故正确答案为A、B。 4.选C　粒子能穿过y轴的正半轴，所以该粒子带负电荷，其运动轨迹如图所示，A点到x轴的距离最大，为R＋R＝a，R＝， 得＝，故C正确。 5．选AC　粒子在回旋加速器中旋转的最大半径等于D形盒的半径R，由R＝得粒子最大动能Ek＝mv2＝，欲使最大动能为原来的4倍，可将B或R增大为原来的2倍，故A、C正确。 6．选AC　根据洛伦兹力提供向心力，利用左手定则解题。根据左手定则，电子、正电子进入磁场后所受洛伦兹力