【詳解】12-13全程學習方略課后鞏固作業(yè)：3

第頁（40分鐘50分）一、選擇題（本題包括5小題，每小題6分，共30分.每小題至少一個選項正確）1.（2019·長春高二檢測）運動電荷進入磁場（無其他場）中，可能做的運動是()A．勻速圓周運動B．平拋運動C．自由落體運動D．勻速直線運動2.如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖.帶電粒子被加速電場加速后，進入速度選擇器.速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強磁場和勻強電場的強度分別為B和E.平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2.平板S下方有磁感應(yīng)強度為B0A.質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具B.速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向外C.能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于E/BD.粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的荷質(zhì)比越小3.（2019·臨汾高二檢測）極光是由來自宇宙空間的高能帶電粒子流進入地極附近的大氣層后，由于地磁場的作用而產(chǎn)生的.如圖所示，科學家發(fā)現(xiàn)并證實，這些高能帶電粒子流向兩極做螺旋運動，旋轉(zhuǎn)半徑不斷減小.此運動形成的原因是()A.可能是洛倫茲力對粒子做負功，使其動能減小B.可能是介質(zhì)阻力對粒子做負功，使其動能減小C.可能是粒子所帶電荷量減小D.南北兩極的磁感應(yīng)強度較大4.回旋加速器是用來加速帶電粒子的裝置，如圖所示它的核心部分是兩個D形金屬盒，兩盒相距很近，分別和高頻交流電源相連接，兩盒間的窄縫中形成勻強電場，使帶電粒子每次通過窄縫都得到加速.兩盒放在勻強磁場中，磁場方向垂直于盒底面，帶電粒子在磁場中做圓周運動，通過兩盒間的窄縫時反復被加速，直到達到最大圓周半徑時通過特殊裝置被引出.如果用同一回旋加速器分別加速氚核和α粒子，比較它們所加的高頻交流電源的周期和獲得的最大動能的大小，有()A．加速氚核的交流電源的周期較大，氚核獲得的最大動能也較大B．加速氚核的交流電源的周期較大，氚核獲得的最大動能較小C．加速氚核的交流電源的周期較小，氚核獲得的最大動能較大D．加速氚核的交流電源的周期較小，氚核獲得的最大動能較小5.（2019·孝感高二檢測）如圖所示，在x>0,y>0的空間有恒定的勻強磁場，磁感應(yīng)強度的方向垂直于xOy平面向里，大小為B,現(xiàn)有四個質(zhì)量及電荷量均相同的帶電粒子，由x軸上的P點以不同的初速度平行于y軸射入此磁場，其出射方向如圖所示，不計重力的影響，則()A.初速度最大的粒子是沿①方向射出的粒子B.初速度最大的粒子是沿②方向射出的粒子C.在磁場中運動時間最長的是沿③方向射出的粒子D.在磁場中運動時間最長的是沿④方向射出的粒子二、非選擇題（本題包括2小題，共20分，要有必要的文字敘述）6.（10分）一個質(zhì)量為m，電荷量為-q，不計重力的帶電粒子從x軸上的P（a，0）點以速度v，沿與x軸正方向成60°的方向射入第一象限內(nèi)的勻強磁場中，并恰好垂直于y軸射出第一象限.求：（1）勻強磁場的磁感應(yīng)強度B；（2）穿過第一象限的時間.7.（2019·黃岡高二檢測）(10分)如圖所示，在地面附近有一個范圍足夠大的相互正交的勻強電場和勻強磁場.勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向水平并垂直紙面向外，一質(zhì)量為m、帶電量為-q的帶電微粒在此區(qū)域恰好做速度大小為v的勻速圓周運動.（重力加速度為g）（1）求此區(qū)域內(nèi)電場強度的大小和方向；（2）若某時刻微粒運動到場中距地面高度為H的P點，速度與水平方向成45°的角，如圖所示.則該微粒至少需要經(jīng)過多長時間運動到距地面最高點?最高點距地面多高?答案解析1.【解析】選A、D．若運動電荷平行磁場方向進入磁場，則電荷做勻速直線運動，若運動電荷垂直磁場方向進入磁場，則電荷做勻速圓周運動，A、D正確．由于電荷的質(zhì)量不計，故電荷不可能做平拋運動或自由落體運動.B、C錯誤.2.【解析】選A、B、C.質(zhì)譜儀是測量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具，A對.速度選擇器中電場力與洛倫茲力是一對平衡力，即qvB=qE，故v=.據(jù)左手定則可以確定，速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向外，B、C對.粒子在勻強磁場中運動的半徑r=，即粒子的荷質(zhì)比，由此看出粒子運動的半徑越小，粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的荷質(zhì)比越大，D錯.3.【解析】選B、D.洛倫茲力永遠不做功，A錯；由帶電粒子旋轉(zhuǎn)半徑R=知，半徑減小，可能是粒子速度v減小、電荷量增大或磁感應(yīng)強度變大，故B、D正確，C錯.4.【解析】選B．交流電源的周期等于粒子在D形盒中做勻速圓周運動的周期T=，由于氚核比荷小所以加速氚核的交流電源的周期較大．粒子在回旋加速器中獲得的最大動能，而氚核小，所以氚核獲得的最大動能較?。蔅正確,A、C、D錯誤.5.【解析】選A、D.顯然圖中四條圓弧中①對應(yīng)的半徑最大，由半徑公式R=可知，質(zhì)量和電荷量相同的帶電粒子在同一個磁場中做勻速圓周運動的速度越大，半徑越大，A對B錯；根據(jù)周期公式T=知，當圓弧對應(yīng)的圓心角為θ時，帶電粒子在磁場中運動的時間為t=，圓心角越大則運動時間越長，圓心均在x軸上，由半徑大小關(guān)系可知④的圓心角為π，且最大，故在磁場中運動時間最長的是沿④方向射出的粒子，D對C錯.6.【解析】（1）作出帶電粒子做圓周運動的圓心和軌跡，由圖中幾何關(guān)系知：Rcos30°=a，得：R=Bqv=得：B=（2）運動時間：t=答案：（1）（2）7.【解析】(1)要滿足微粒做勻速圓周運動，則：qE=mg得E=mg/q方向豎直向下(2)如圖所示當微粒第一次運動到最高點時，α=135°，則T=2πm/qB所以：t=H1=R+Rsin45°+H=H+答案:（1）mg/q方向豎直向下（2）【方法技巧】復合場分析應(yīng)注意的問題(1)首先要弄清是一個怎樣的復合場，是磁場與電場的復合，還是磁場與重力場的復合，還是磁場、電場、重力場的復合；其次，要正確地對帶電粒子進行受力分析和運動過程分析．在進行受力分析時要注意洛倫茲力方向的判定方法——左手定則．在運動過程分析時，要特別注意洛倫茲力特點——始終和運動方向垂直，不做功；最后，選擇合適的動力學方程進行求解．(2)帶電粒子在復合場中的運動問題是電磁學知識和力學知識的結(jié)合，分析方法和力學問題的分析方法基本相同，不同之處是多了電場力和洛倫茲力．因此，帶電粒子在復合場中的運動