高中物理選修3-1第3章第6節(jié)時同步訓(xùn)練及解析

abaaaabaaababaaab高中品試題高中物理選3-1同步訓(xùn)(2012·鄭外語學(xué)校高二檢如果一帶電子勻速進(jìn)入一個磁場磁場力外不受其他任何力的作用，則帶電粒子在磁場中可能()A勻速運動C．加速直線運動

B平拋運動D．速線運動解析：選AD.如果粒子運動方向與磁場方向行，則它不會受到洛倫茲力，做勻速運動A正確．在其他情況下，洛倫茲力的方向總與速度方向垂直，速度大小不變，但方向變化，所以只能做變速曲線運動D正確粒的加速度方向時刻改變以不能做勻加速直線運動和平拋運動，故、均．1998年射的“月球勘探者號”空間探測器，運用最新科技手段對月球進(jìn)行近距離勘探，在研究月球磁場分布方面取得了新的成果球上的磁場極其微弱測器通過測量電子在月球磁場中的軌跡來推算磁場強弱的分布，圖－－17中探測器過月球A、、C、四個位置時，電子運動的軌跡照片電速率相同，且與磁場方向垂直中場最強的位置是)圖3－m解析：選A.由子軌道半徑公式r可，磁場越強的地方，電子運動的軌道半徑越?。畧D3－

如圖－6－18所，兩個相同的帶電粒子，不計重力，同時從孔AD向射入一正方形空腔中，空腔中有垂直紙面向里的勻強磁場，兩粒子的運動軌跡分別a和b則兩粒子的速率和在空腔中運動的時間的關(guān)系()A．＝，tC．v，t

Bv，tD．<，t＝t解析：選由圖可知，半徑＝，于帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑abm為R，兩個帶電粒子相同，所以v＝2帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動的周期Tπ＝則帶電粒子運動的周期相同周為T從孔射出的粒子運動的間＝，1

2r2rT從B孔出的粒子運動的時間T＝，所以t＝t.選項正確．b圖3－1930年倫斯制了世界上第一臺回旋加速器，其原理如圖－6所．這臺加速器由兩個銅質(zhì)D形D構(gòu)，間留有空隙，下列說法正確的()1A離子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器B離子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器C．子從磁場中獲得能量D．子電場中獲得能量解析選回加速器對離子加速時離子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器的故選項A正確，選項B錯誤；離子在磁場中運動時，洛倫茲力不做功，所以離子的能量不變，故選項錯D形DD之存在交變電場，當(dāng)離子通過交變電場時，電場力離子做1正功，離子的能量增加，所以離子的能量是從電場中獲得的，故選項D正確．圖3－

如圖－6所示，一束電子的電量為，以速度垂直射入磁感應(yīng)強為B、寬度為有界勻強磁場中穿過磁場時的速度向與原來電子的入射方向的夾角θ是30°電子的質(zhì)量是多少？電子穿過磁場的時間又是多少？解析電在勻強磁場中運動時只受洛倫茲力作用，故其軌道是圓弧的一部分洛茲力與速度垂故圓心應(yīng)在子穿入和穿出時洛倫茲力延長線的交點上圖可以看πd出，弧對的圓心角＝30＝，OB即為半徑r，幾何關(guān)系可得r＝＝.θm由牛頓第二定律得：v＝qBr2解得：＝＝.θ1πmπd帶電粒子通過AB弧所用的時間，即穿過磁場的時間為：tT＝×＝＝.6deBπd答案：32

一、單項選擇題

洛倫茲力使帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動列各圖中均標(biāo)有帶正電荷粒子的運動速度茲F及磁場的方向圓表示粒子的軌跡可能出現(xiàn)的情況()圖3－解析：選由手定則可判斷出A正，B選項中粒子應(yīng)向上做圓周運動C選中粒子受力向左，應(yīng)向左下方做圓周運動選中，粒應(yīng)向右下方做圓周運動，故本題選圖3－

如圖－6，水平導(dǎo)線中有電流I通，導(dǎo)線正下方的電子初速度的方向與電流I的向相同，則電子)A沿路徑運動，軌跡是圓B沿路徑運動，軌跡半徑越來越大C．路徑運動，軌跡半徑越來越小D．路b運，軌跡半徑越來越小m解析選B.由左手定則可判斷電子運動軌跡向下彎曲又由r知B減r越來越大，故電子的徑跡是a.B對AC、都．圖3－

如圖－－23是科學(xué)史上一張著名的實驗照片，顯示一個帶電粒子在云室中穿過某種金屬板運動的徑跡云室放置在勻磁場中磁場方向垂直照片向里云室中橫放的金屬板對粒子的運動起阻礙作用．分析此徑跡可知粒()A帶正電，由下往上運動B帶正電，由上往下運動C．負(fù)電，由上往下運動D．負(fù)，由下往上運動解析：選從照片上看，徑跡的軌道半徑是不同的，下部半徑，上部半徑小，根據(jù)半徑m公式R＝可，部速度大，上部速度小，這一定是粒子從下到上穿越了金屬板而失了動能，再根據(jù)左手定則，可知粒子帶正電，因此，正確的選項是3

1212222ab1212222abkakbk圖3－(2012·陜師附中高二檢)圖－6－所，有界勻強磁場邊界線SP∥MN，速率不同的同種帶電粒子從點沿方同時射入磁場中過的粒子速度與垂直；穿過點的粒子速度v與成°角，設(shè)粒子從到a所時間分別為和，則∶t為重力不)12A．1∶B．∶C．∶1．∶解析：選如所示，可求出從a點出的粒子對應(yīng)的圓心角為90從點射出的粒子對α應(yīng)的圓心角為60由t＝，可得：∶＝3，故D正確．二、雙項選擇題圖3－

如圖3－25所，a和b帶荷量相同，以相同動能從點射入磁場，在勻強磁場中做圓周運動的半徑r＝2r，可重力不))abA兩粒子都帶正電B兩粒子都帶負(fù)電C．量比/m＝aD．量/＝1/4amrqB解析由于q＝E＝E能＝m和子偏轉(zhuǎn)半徑r＝得m，k可見m與徑r平方成正比，故m4∶，根據(jù)左手定則判知粒子應(yīng)帶負(fù)電，故abB、C確．

用回旋加速器來加速質(zhì)子，為了使質(zhì)子獲得的動能增加為原來的4倍，原則上可以采用下列哪幾種方)A將其磁感應(yīng)強度增大為原來的2倍B將其磁感應(yīng)強度增大為原來的4倍C．D形的半徑增大為原來的倍D．D形盒的半徑增大原來的4倍m解析：選AC.粒子在旋加速器中旋轉(zhuǎn)的最大半徑等于D形的半徑R由R＝得子4

222k0222k0Bq最大動能E＝m＝，欲使最大動能為原來的倍可將或R增大為原來的2倍故A、C確．圖3－(2012·成七高二檢如圖36所一帶電的粒子以速度v垂飛入B、

0

三者方向如圖所示知粒子在運動過程中所受的重力恰與電場力平衡帶粒子在運動過程中()A機械能守恒B動能守恒C．能與電勢能總和始終不變D．勢與機械能總和守恒解析：選BD.正電的粒子受力如圖所示，由題意知qE＝mg，所以粒子將在豎直面內(nèi)做勻速圓周運動能不變B對升時重力勢能增大降時重力勢能減少械能不守恒，A錯升時場力做正功電勢能減少下降時電勢增大能和電勢能之和不守恒，C，根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，電勢能與機械能總和守恒對圖3－

兩帶電油滴在豎直向上的勻強電場E和直紙面向里的勻強磁場B正的空間做豎平面內(nèi)的勻速圓周運動，如圖－6－27所，則兩油滴一定相同的()A帶電性質(zhì)C．動半徑

B運動周期D．動率π解析AB.由題意可知＝qE電力方向豎直向上以油滴帶正電于＝πEπEv＝＝，故兩油滴周期同，由于運動速率不能確定，由r＝得軌道半不能BBq確定，應(yīng)選A、5

2r3203322002r320332200圖3－

如圖3－28所示，在x上方存在著垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強度為B的強磁場，一個不計重力的帶電粒子從坐標(biāo)原點O處速度進(jìn)磁場，粒子進(jìn)入磁場時的速度方向垂直于磁場且與軸方向成°角．若粒子穿過軸軸后，在磁場中到軸最大距離為，則該粒子的比荷和所帶電荷的電性()C．電荷

aBD．電解析選因粒子進(jìn)入磁場后首先穿過y軸半軸，故粒子應(yīng)帶負(fù)電，作出粒子進(jìn)入磁場后的運動軌跡如圖所示，由圖可知＝＋rcos60°，所以r＝a根據(jù)牛頓運動定律可得＝m3所以r＝，解得＝，確選項AD.三、非選擇題圖3－(2012·廣執(zhí)信中學(xué)高二檢)如圖－－所示一根水平光的絕緣直槽軌連接一個豎直放置的半徑為R＝0.50m的緣光滑槽軌槽軌處在垂直紙面向外的強磁場中感應(yīng)強度B＝T有一個質(zhì)量g帶電荷量為＝＋×

C小球在水平軌道上向右運動．若小球恰好能通過最高點，重力加速度g＝10試：小球在最高點所受的洛倫茲力；小球的初速度.解析：(1)小球在最高點時，受重力和洛倫茲力m則mgq＝

2解得＝1所以＝＝×1×0.5N×N.由機械能守恒可知：1m＝2＋v

2解得＝216

322124mm12322124mm1233答案：(1)0.8×10N(2)m/s圖3－11.長為l的平極板間，有垂紙面向里的勻強磁場，如圖－6－30所，磁感應(yīng)強度為B，板間距離也為l板不帶電，現(xiàn)有質(zhì)量為、荷量為正電粒(不計重力，從左邊極板間中點處垂直磁感線以速度水平射入磁場，欲使粒子不打在極板上，求速度v的小應(yīng)滿足的條件．解析：依題意粒子打在板上的臨界狀態(tài)如圖，由圖可以看出當(dāng)半徑r＜r或r＞r時子不1能打在板上．由幾何關(guān)系有r＝l，14r2

＝l

l＋r－，r＝l.2mqBrqBl根據(jù)r＝，＝＝，＝＝.那么欲使粒子不打在極板上，可使粒子速度qBl5qBl＜或＞答案：見解析圖3－我國科學(xué)家研制的阿爾法磁譜儀曾由“發(fā)現(xiàn)號”航天飛機搭載升空，用于探索宇宙的反物質(zhì)(由“反粒子”構(gòu)成的物質(zhì))．反粒子”與其對應(yīng)的粒子具有相同的質(zhì)量和電荷量，但電荷符號相反如核H的粒子為磁譜儀核心部分的截面區(qū)域是半徑為r11的圓形磁場區(qū)域P為射窗口，各粒子從射入時的速度相同，且均為沿直徑方向、、、c、d、