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类型英中高二物理《带电粒子在磁场、复合场中的运动》同步练习.doc

  • 上传人:11xg27ws
  • 文档编号:6963993
  • 上传时间:2019-04-28
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    英中高二物理《带电粒子在磁场、复合场中的运动》同步练习.doc
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    1、1英中高二物理带电粒子在磁场、复合场中的运动同步练习1. 带电粒子进入云室会使云室中的气体电离,从而显示其运动轨迹。如图所示,是在有匀强磁场云室中观察到的粒子的轨迹,a 和 b 是轨迹上的两点,匀强磁场 B 垂直纸面向里。该粒子在运动时,其质量和电荷量不变,而动能逐渐减少,下列说法正确的是( )A. 粒子先经过 a 点,再经过 b 点B. 粒子先经过 b 点,再经过 a 点C. 粒子带负电荷D. 粒子带正电荷2. 质子(p)和 粒子以相同的速率在同一匀强磁场中做匀速圆周运动,轨道半径分别为 ,周期分别为 ,则下列选项正确Rp和 Tp和的是( )A. 2:1,:TRpB. pC. :,:pD.

    2、p3. 粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的 4 倍与 2 倍,两粒子均带正电,让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动。已知磁场方向垂直纸面向里,以下四个图中,能正确表示两粒子运动轨迹的是( )4. 如图所示,截面为正方形的容器处在匀强磁场中,一束电子从孔 a 垂直磁场射入容器中,其中一部分从 c 孔射出,一部分从 d 孔射出,则下列叙述中正确的是( )A. 从两孔射出的电子速率之比 1:2:dcvB. 从两孔射出的电子在容器中运动所用时间之比 2:1dctC. 从两孔射出的电子在容器中运动时的加速度大小之比 :caD. 从两孔射出的电子在容器中运动时的加速度大小之比 :d5

    3、. 如图所示,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( )A. ,正电荷 B. ,正电荷Bv23aBv2C. ,负电荷 D. ,负电荷a26. 为了测量某化工厂的污水排放量,技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计,该装置由绝缘材料制成,长、宽、高分别为 a、b、c,左右两端开口,在垂直于上下底面方向加磁感应强度为 B 的匀强磁场,在前后

    4、两个内侧固定有金属板作为电极,污水充满管口从左向右流经该装置时,电压表将显示两个电极间的电压 U。若用 Q 表示污水流量(单位时间内排出的污水体积) ,下列说法中正确的是( )A. 若污水口正离子较多,则前表面比后表面电势高B. 前表面的电势一定低于后表面的电势,与哪种离子多无关C. 污水中离子浓度越高,电压表的示数将越大D. 污水流量 Q 与 U 成正比,与 a、b 无关7. 如图所示,一带负电的质点在固定的正的点电荷作用下绕该正电荷做匀速圆周运动,周期为 ,轨道平面位于纸面内,质点的速度方向如图中箭头所示。现加一0T垂直于轨道平面的匀强磁场,已知轨道半径并不因此而改变,则( )A. 若磁场

    5、方向指向纸里,质点运动的周期将大于 0TB. 若磁场方向指向纸里,质点运动的周期将小于C. 若磁场方向指向纸外,质点运动的周期将大于D. 若磁场方向指向纸外,质点运动的周期将小于 08. 如图所示,边界是圆周的匀强磁场的直径为 d,磁感应强度为 B。若在圆心 O 处有一质量为 m、电荷量为 q 的粒子以初速度 垂直于磁场运动,则其v初速度 必须大于_才能穿出磁场边界,穿出边界前,在磁场中运动时间0v不会超过_。9. 如图所示,在宽度分别为 的两个相邻的条形区域中分别有匀强磁场21l和和匀强电场,磁场方向垂直于纸面向里,电场方向与电、磁场分界线平行向右。一带正电荷的粒子以速率 v 从磁场区域上边

    6、界的 P 点斜射入磁场,然后以垂直于电、磁场分界线的方向进入电场,最后从电场边界上的 Q 点射出。已知 PQ 垂直于电场方向,粒子轨迹与电、磁场分界线的交点到 PQ 的距离为d。不计重力,求电场强度与磁感应强度大小之比以及粒子在磁场与电场中运动时间之比。10. 如图所示,直角坐标系 xOy 位于竖直平面内,在水平的 x 轴下方存在匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度为 B,方向垂直 xOy 平面向里,电场线平行于 y 轴。一质量为 m、电荷量为 q的带正电的小球,从 y 轴上的 A 点水平向右抛出,经 x 轴上的 M 点进入电场和磁场,恰能做匀速圆周运动,从 x 轴上的 N 点第一次离开电场和

    7、磁场, MN 之间的距离为 L,小球过 M 点时的速度方向与 x 轴正方向夹角为 。不计空气阻力,重力加速度为 g,求:(1)电场强度 E 的大小和方向;(2)小球从 A 点抛出时初速度 的大小;0v(3)A 点到 x 轴的高度 h。31一个质量为 m,电量为 q 的负电荷在磁感应强度为 B 的匀强磁场中绕固定的正电荷做匀速圆周运动,磁场方向垂直于它的运动平面,作用在负电荷上的电场力恰好是磁场力的三倍,则负电荷做圆周运动的角速度可能是:( )A B C D 4q32qmq2如图 11-4-5 所示,足够长的光滑三角形绝缘槽,与水平面的夹角分别为 和 () ,加垂直于纸面向里的磁场分别将质量相等

    8、、带等量正、负电荷的小球 a、b 依次从两斜面的顶端由静止释放,关于两球在槽上运动的说法正确的是( )A在槽上,a 、 b 两球都做匀加速直线运动,且 aaa bB在槽上,a、b 两球都做变加速运动,但总有 aaa bCa、b 两球沿直线运动的最大位移是 sas bDa、b 两球沿槽运动的时间为 ta 和 tb,则 tat b3一带正电的小球沿光滑水平桌面向右运动,飞离桌面后进入匀强磁场,如图 11-4-6 所示,若飞行时间 t1 后落在地板上,水平射程为 s1,着地速度大小为 v1,撤去磁场,其他条件不变,小球飞行时间 t2,水平射程 s2,着地速度大小为 v2,则( )As 2s 1 Bt

    9、 1t 2 Cv 1v 2 Dv 1=v4用绝缘细线悬挂一个质量为 m、带电量为+ q 的小球,让它处于右图 11-4-7 所示的磁感应强度为B 的匀强磁场中由于磁场的运动,小球静止在如图位置,这时悬线与竖直方向夹角为 ,并被拉直,则磁场运动的速度和方向是( )Av=mg/Bq ,水平向右 Bv=mg /Bq,水平向左Cv=mgtan/Bq,竖直向上 Dv=mgtan /Bq,竖直向下5如图 11-4-8 所示,有一电量为 q,质量为 m 的小球,从两竖直的带等量 异种电荷的平行板上方高 h 处自由下落,两板间有匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,那么带电小球在通过正交电磁场时( )A一定做曲线运

    10、动 B不可能做曲线运动C可能做匀速直线运动 D可能做匀加速直线运动6如图 11-4-9 所示,带电平行板间匀强电场竖直向上,匀强磁场方向垂直纸面向里,某带电小球从光滑轨道上的 a 点自由下落,经轨道端点 P 进入板间后恰好沿水平方向做直线运动现使小球从稍低些的 b 点开始自由滑下,在经过 P 点进入板间后的运动过程中,以下分析中正确的是( )A其动能将会增大 B其电势能将会增大4C小球所受的洛伦兹力将会逐渐增大 D小球受到的电场力将会增大7如图 11-4-4-10 所示,在长方形 abcd 区域内有正交的电磁场,ab=bc/2= L,一带电粒子从 ad 的中点垂直于电场和磁场方向射入,恰沿直线

    11、从 bc 边的中点 P 射出,若撤去磁场,则粒子从 C点射出;若撤去电场,则粒子将(重力不计)( )A从 b 点射出 B从 b、P 间某点射出C从 a 点射出 D从 a、b 间某点射出8如图 11-4-11 所示,在真空中,匀强电场的方向竖直向下,匀强磁场的方向垂直纸面向里,三个油滴 a、b、c 带有等量同种电荷,已知 a 静止,b 向右匀速运动,c 向左匀速运动,比较它们的质量应有( )Aa 油滴质量最大 Bb 油滴质量最大Cc 油滴质量最大 Da、b、c 质量一样9如图 11-4-12 中所示虚线所围的区域内,存在电场强度为 E 的匀强电场和磁感应强度为 B 的匀强磁场,已知从左侧水平射入

    12、的电子,穿过这一区域时未发生偏转,设重力忽略不计,则在这个区域中的 E 和 B 的方向可能是( )AE 和 B 都沿水平方向,并与电子运动方向相同BE 和 B 都沿水平方向,并与电子运动方向相反CE 竖直向上,B 垂直于纸面向外 DE 竖直向上,B 垂直于纸面向里10设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向内的匀强磁场,如图 11-4-13 所示已知一离子在电场力和洛仑兹力的作用下,从静止开始自 A 点沿曲线 ACB 运动,到达 B 时速度为零C是曲线的最低点,不计重力以下说法正确的是( )A离子一定带正电 BA、B 两点位于同一高度C离子在 C 点速度最大 D离子到达 B 点后将沿曲线返回

    13、A 点11如图 11-4-14 所示,在真空中一个光滑的绝缘的水平面上,有直径相同的两个金属球A、C质量 mA=0.01 kg,m C=0.005 kg静止在磁感应强度 B=0.5 T 的匀强磁场中的 C 球带正电,电量 qC=110-2 C在磁场外的不带电的 A 球以速度 v0=20 m/s 进入磁场中与 C 球发生正碰后,C 球对水平面压力恰好为零,则碰后 A 球的速度为 ( )A10 m/s B5 m/s C15 m/s D-20 m/sa512三种粒子(均不计重力):质子、氘核和粒子由静止开始在同一匀强电场中加速后,从同一位置沿水平方向射入图 11-4-15 中虚线框内区域,虚线框内区

    14、域加有匀强电场或匀强磁场,以下对带电粒子进入框内区域后运动情况分析正确的是:( )A区域内加竖直向下方向的匀强电场时,三种带电粒子均可分离B区域内加竖直向上方向的匀强电场时,三种带电粒子不能分离C区域内加垂直纸面向里的匀强磁场时,三种带电粒子均可以分离D区域内加垂直纸面向里的匀强磁场时,三种带电粒子均不可以分离13在光滑绝缘水平面上,一轻绳拉着一个带电小球绕竖直方向的轴 O 在匀强磁场中做逆时针方向的水平匀速圆周运动,磁场方向竖直向下,其俯视图如图 11-4-16 所示,若小球运动到 A 点时,由于某种原因,绳子突然断开,关于小球在绳断开后可能的运动情况,以下说法正确的是( )A小球仍做逆时针

    15、匀速圆周运动,半径不变 B小球仍做逆时针匀速圆周运动,但半径减小C小球做顺时针匀速圆周运动,半径不变 D小球做顺时针匀速圆周运动,半径减小 14质量为 m,带正电为 q 的小物块放在斜 面上,斜面倾角为 ,物块与斜面间动摩擦因数为 ,整个斜面处在磁感应强度为 B 的匀强磁场中,如图 11-4-17 所示,物块由静止开始沿斜面下滑,设斜面足够长,物块在斜面上滑动能达到的最大速度为多大?若物块带负电量为 q,则物块在斜面上滑动能达到的最大速度又为多大?15如图 11-4-18 所示,套在很长的绝缘直棒上的小圆环,其质量为 m,带电量是+q,小圆环可在棒上滑动,将此棒竖直放在互相垂直,且沿水平方向的

    16、匀强电场和匀强磁场中,电场强度是E,磁感应强度是 B,小圆环与棒的动摩擦因数为 ,求小圆环由静止沿棒下落的最大加速度和最大速度616如图 11-4-19 所示,一带电液滴在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中运动,已知电场强度的大小为 E,方向竖直向下,磁感应强度为 B,方向垂直纸面向里若此液滴在垂直于磁感应强度的平面内做半径为 R 的匀速圆周运动,设液滴的质量为 m,求:(1)液滴的速度大小和绕行方向;(2)若液滴运行到轨迹最低点 A 时,分裂成大小相同的两滴,其中一个液滴仍在原来的平面内做半径为 3R 的圆周运动,绕行方向不变,且此圆周的最低点也是 A,另一滴将如何运动?17质量为 m,带电量为

    17、 q 的液滴以速度 v 沿与水平成 45角斜向上进入正交的匀强电场和匀强磁场叠加区域,电场强度方向水平向右,磁场方向垂直纸面向里,如图 11-4-20 所示液滴带正电荷,在重力、电场力及磁场力共同作用下在场区做匀速直线运动试求:(1)电场强度 E 和磁感应强度 B 各多大?(2)当液滴运动到某一点 A 时,电场方向突然变为竖直向上,大小不改变,不考虑因电场变化而产生的磁场的影响,此时液滴加速度多少?说明此后液滴的运动情况718如图 11-4-21 所示,匀强磁场垂直纸面向里,磁感应强度 B=1T,匀强电场水平向右,电场强度 E=10 N/C,有一带正电的微粒 m=2106 kg,电量 q=21

    18、06 C,在纸面内做匀速直线运3动g 取 10m/s2,问:(1)微粒的运动方向和速率如何?(2)若微粒运动到 P 电时突然撤去磁场,经过时间 t 后运动到 Q 点,P、 Q 连线与电场线平行,那么 t 为多少?19如图 11-4-22 所示,一质量为 m,带电量为+q 的粒子以速度 v0 从 O 点沿 y 轴正方向射入磁感应强度为 B 的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,粒子飞出磁场区域后,从点 b 处穿过 x 轴,速度方向与 x 轴正方向的夹角为 30,同时进入场强为 E、方向沿与 x 轴负方向成60角斜向下的匀强电场中,通过了 b 点正下方的 c 点,如图 15-76 所示粒子的重

    19、力不计,试求:(1)圆形匀强磁场区域的最小面积;(2)c 点到 b 点的距离 s20如图 11-4-24 所示,在空间有水平方向的匀强磁场,磁感应强度为 B,方向垂直于纸面向里,在磁场中有一长为 L、内壁光滑且绝缘的细筒 MN 竖直放置,筒的底部有一质量为 m、带电荷量为+q 的小球,现使细筒 MN 沿垂直磁场的方向水平向右匀速运动,设小球带电荷量不变(1)若使小球能沿筒壁上升,则细筒运动速度 v 应满足什么条件?(2)当细筒运动速度为 v0(v 0v)时,试求小球在沿细筒上升高度 h 时小球的速度大小21如图 11-4-25 所示,一质量为 0.4kg 的足够长且粗细均匀的绝缘的细管置于水平

    20、地面上,细管内表面粗糙,外表面光滑;有一质量为 0.1kg,电量为 0.1C 的带正电小球沿管的水平向右的速度进入管内,细管内径略大于小球直径,已知细管所在处有沿水平方向且与细管相垂直的匀8强磁场,磁感应强度为 1T,g 取 10m/s2(1)当细管被固定时,小球在管内运动的末速度的可能值为多少?(2)若细管未被固定时,带电小球以 20m/s 的初速度进入管内,且整个运动过程中细管没有离开水平地面,则系统最终产生的内能是多少?22如图 11-4-26 所示,水平方向的匀强电场的场强为 E(场区宽度为 L,竖直方向足够长) ,紧挨着电场的是垂直纸面向外的两个匀强磁场区,其磁感应强度分别为 B 和

    21、 2B一个质量为 m、电量为 q 的带正电粒子(不计重力) ,从电场的边界 MN 上的 a 点由静止释放,经电场加速后进入磁场,经过 时间穿过中间磁场,进入右边磁场后能按某一路径再返回到电场的qBm6边界 上的某一点 b(虚线为场区的分界面) 求:(1)中间磁场的宽度 d;(2)粒子从 a 点到 b 点共经历的时间 tab;(3)当粒子第 n 次到达电场的边界 时与出发点 a 之间的距离 Sn24汤姆生用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图 11-4-27 所示真空管内的阴极 K 发出的电子(不计初速、重力和电子间的相互作用)经加速电压加速后,穿过中心的小孔沿中心轴 O1O

    22、 的方向进入到两块水平正对放置的平行金属极板 P 和 间的区A 域当极板间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心 O 点处,形成了一个亮点;加上偏转电压 U 后,亮点偏离到 点, 与 O 点的竖直间距为 d,水平间距可以忽略不计此时,在 P 点和 间的区域,再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为 B 时,亮点重新回到 O 点已知极板水平方向的长度为 L1,极板间距为b,极板右端到荧光屏的距离为 L2(如图所示) (1)求打在荧光屏 O 点的电子速度的大小 (2)推导出电子比荷的表达式925如图 11-4-28 所示,在直角坐标 xoy 的第一象限中分布着指向

    23、-y 轴方向的匀强电场,在第四象限中分布着垂直纸面向里方向的匀强磁场,一个质量为 m、带电+q 的粒子(不计重力)在 A点(0,3)以初速 v0120m/s 平行 x 轴射入电场区域,然后从电场区域进入磁场,又从磁场进入电场,并且只通过 x 轴上的 P 点(6,0)和 Q 点(8 ,0)各一次,已知该粒子的荷质比为 q/m=108C/kg(1)画出带电粒子在电场和磁场中的运动轨迹 (2)求磁感强度 B 的大小 26如图 11-4-29 所示,oxyz 坐标系的 y 轴竖直向上,在坐标系所在的空间存在匀强电场和匀强磁场,电场方向与 x 轴平行从 y 轴上的 M 点(0 , H, 0)无初速释放一

    24、个质量为 m、电荷量为q 的带负电的小球,它落在 xz 平面上的 N(c , 0, b)点(c0,b0) 若撤去磁场则小球落在 xy 平面的 P(l,0,0)点( l0) 已知重力加速度为 (1)已知匀强磁场方向与某个坐标轴平行,试判断其可能的具体方向;(2)求电场强度 E 的大小;(3)求小球落至 N 点时的速率 v10【参考答案】1AC 2ACD 3BD 4BC 5A 6ABC 7C 8C 9ABC 10ABC 11A 12B 13ACD 14 , 15g; 16 (1)qB)cos(sinmgqcsmgqBE+m,顺时针方向;(2)顺时针方向,R=R 17 (1) ;(2) ,E v=,

    25、/E2ag, 18 (1)v=20m/s,=60;(2)t =2 s 19 (1)22vag=g2=RT 3;(2) 20 (1)7.5m/s 和 8.25m/s;(2)24.84J 21v ;v=0qB4m3Eqm2034 Bqmg22 (1)v 010m/s 时,v=10m/s , v010m/s 时,v=0;(2)Q=13.75J 200+)gv(h23d= ,t ab=2 + ,s n= 24 , =qmLB1qELB3q2mEL)34( BbUme25 (1)略;(2)1.210 10T 26 (1)磁场方向为 x 方向或 y 方向;)/+(bU121(2) ;(3) qHgl=E2Hcvg+=10

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