2018版 广东高二物理第3章 6 带电粒子在匀强磁场中的运动 学业分层测评.docVIP

PAGE 7/ NUMPAGES 9 学业分层测评(二十五) (建议用时：45分钟) [学业达标] 1．(多选)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．匀速直线运动 【解析】　若运动电荷平行磁场方向进入磁场，则电荷做匀速直线运动，若运动电荷垂直磁场方向进入磁场，则电荷做匀速圆周运动，A、D正确；由于电荷的质量不计，故电荷不可能做平抛运动或自由落体运动．B、C错误． 【答案】　AD 2．质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图3-6-13中虚线所示，下列表述正确的是(　　) 【导学号 图3-6-13 A．M带负电，N带正电 B．M的速率小于N的速率 C．洛伦兹力对M、N做正功 D．M的运行时间大于N的运行时间 【解析】　根据左手定则可知N带正电，M带负电，A正确；因为r＝eq \f(mv,Bq)，而M的半径大于N的半径，所以M的速率大于N的速率，B错误；洛伦兹力不做功，C错误；M和N的运行时间都为t＝eq \f(πm,Bq)，D错误．故选A. 【答案】　A 3．两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行．一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力)，从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的(　　) A．轨道半径减小，角速度增大 B．轨道半径减小，角速度减小 C．轨道半径增大，角速度增大 D．轨道半径增大，角速度减小 【解析】　分析轨道半径：带电粒子从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的速度v大小不变，磁感应强度B减小，由公式r＝eq \f(mv,qB)可知，轨道半径增大．分析角速度：由公式T＝eq \f(2πm,qB)可知，粒子在磁场中运动的周期增大，根据ω＝eq \f(2π,T)知角速度减小．选项D正确． 【答案】　D 4.(多选)1932年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图3-6-14所示，这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是(　　) 图3-6-14 A．离子由加速器的中心附近进入加速器 B．离子由加速器的边缘进入加速器 C．离子从磁场中获得能量 D．离子从电场中获得能量 【解析】　离子从加速器的中间位置进入加速器，最后由加速器边缘飞出，所以A对，B错．加速器中所加的磁场是使离子做匀速圆周运动，所加的电场由交流电提供，它用以加速离子．交流电的周期与离子做圆周运动的周期相同．故C错，D对． 【答案】　AD 5．不计重力的两个带电粒子M和N沿同一方向经小孔S垂直进入匀强磁场，在磁场中的径迹如图3-6-15.分别用vM与vN、tM与tN、eq \f(qM,mM)与eq \f(qN,mN)表示它们的速率、在磁场中运动的时间、荷质比，则(　　) 【导学号 图3-6-15 A．如果eq \f(qM,mM)＝eq \f(qN,mN)，则vM＞vN B．如果eq \f(qM,mM)＝eq \f(qN,mN)，则tM＜tN C．如果vM＝vN，则eq \f(qM,mM)＞eq \f(qN,mN) D．如果tM＝tN，则eq \f(qM,mM)＞eq \f(qN,mN) 【解析】　带电粒子在洛仑兹力的作用下做圆周运动：qvB＝meq \f(v2,r)，所以v＝eq \f(qBr,m)，同一磁场磁感强度B相同，如果eq \f(qM,mM)＝eq \f(qN,mN)，则v∝r.由图可知rM＞rN，所以vM＞vN，A正确；带电粒子在洛仑兹力的作用下做圆周运动：qvB＝meq \f(v2,r)，T＝eq \f(2πr,v)，t＝eq \f(T,2)，解得t＝eq \f(πm,qB)，由于同一磁场，比荷也相同，故tM＝tN，B错误；带电粒子在洛仑兹力的作用下做圆周运动：qvB＝meq \f(v2,r)，可得：eq \f(q,m)＝eq \f(v,Br)，同一磁场，速率相同，rM＞rN，所以eq \f(qM,mM)＜eq \f(qN,mN)，C错误；带电粒子在洛仑兹力的作用下做圆周运动：qvB＝meq \f(v2,r)，T＝eq \f(2πr,v)，t＝eq \f(T,2)，解得eq \f(q,m)＝eq \f(π,Bt)，由于同一磁场，时间相同，所以eq \f(qM,mM)＝eq \f(qN,mN)，D错误． 【答案】　A 6．如图3-6-16所示，重力不计、初速度为v的正电荷，从a点沿水平方向射入有明显左边界的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，若边界右侧的磁场范围足够大，该电荷进入磁场后(　　) 图3-6-16 A．动能发生改变 B．运动轨迹是一个完整的圆，正电荷始终在磁场中运动 C．运动轨迹是一个半圆，并从a点上方某处穿