带电粒子在磁场中的运动专题训练(选择题)(17页).doc

-带电粒子在磁场中的运动专题训练(选择题)-第 17 页带电粒子在磁场中的运动专题训练选择题部分一、单项选择题1、如图所示，宇宙射线中存在高能带电粒子，假如大气层被破坏，这些粒子就会到达地球，从而给地球上的生命带来危害，根据地磁场的分布特点，判断下列说法中正确的是（ ）A地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在南北两极最强，赤道附近最弱B地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最强，南北两极最弱C地磁场对宇宙射线的阻挡作用在地球周围各处相同D地磁场对宇宙射线无阻挡作用2、许多科学家在物理学发展中做出了重要贡献，下列表述中正确的是（ ）A安培提出了磁场对运动电荷的作用力的公式B奥斯特总结并确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律C法拉第发现电磁感应现象D. 牛顿测出万有引力常量3、磁流体发电是一项新兴技术如图所示，平行金属板之间有一个很强的磁场，将一束含有大量正、负带电粒子的等离子体，沿图中所示方向喷入磁场图中虚线框部分相当于发电机把两个极板与用电器相连，则（ ）A用电器中的负电荷运动方向从A到BB用电器中的电流方向从B到AC若只减小喷入粒子的速度，发电机的电动势增大D若只增大磁场，发电机的电动势增大4、如图所示，边长为L的正方形区域ABCD内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，E点位于CD边上，且ED=L，三个完全相同的带电粒子1、2、3分别以大小不同的初速度、从A点沿AB方向射入该磁场区域，经磁场偏转后粒子1、2、3分别从C点、E点、D点射出若、分别表示粒子1、2、3在磁场中的运动时间则以下判断正确的是（ ）A=623B=432C=234D=3465、某空间存在着如图所示的水平方向的匀强磁场，A、B两个物块叠放在一起，并置于光滑的绝缘水平地面上，物块A带正电，物块B为不带电的绝缘块水平恒力F作用在物块B上，使A、B一起由静止开始向左运动，在A、B一起向左运动的过程中，以下关于A、B受力和运动的说法中正确的是（ ）AA对B的压力变小BB对A的摩擦力保持不变CA对B的摩擦力变大D两物体运动的加速度减小6、如图所示，质量为m，电荷量为+q的带电粒子，以不同的初速度两次从O点垂直于磁感线和磁场边界向上射入匀强磁场，在洛伦兹力作用下分别从M、N两点射出磁场，测得OM：ON=3：4，则下列说法中错误的是（）A两次带电粒子在磁场中经历的时间之比为1：1 B两次带电粒子在磁场中运动的路程长度之比为3：4 C两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小之比为3：4 D两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小之比为4：37、月球探测器在研究月球磁场分布时发现，月球上的磁场极其微弱探测器通过测量运动电子在月球磁场中的轨迹来推算磁场强弱的分布：下图是探测器在月球上A、B、C、D四个位置所探测到的电子运动轨迹的照片，设在各位置电子速率相同，且电子进入磁场时速度方向均与磁场方向垂直则由照片可判断这四个位置中磁场最弱的是（）ABCD8、如图所示，一个电子沿AO方向垂直射入匀强磁场中，磁场只限于半径为R的圆内。若电子速度为，质量为m，带电量为q，磁感应强度为B。 电子在磁场中偏转后从C点射出，AOC=120°，下面结论正确的是（）A电子经过磁场的时间为 B电子经过磁场的时间为C磁场半径R为 DAC间的距离为9、圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B 一带电粒子（不计重力）以某一初速度沿直径方向射入，穿过磁场的时间为t，速度方向偏转60°.如图所示，根据上述条件可求下列哪个物理量 （ ） A带电粒子在磁场中运动的半径 B带电粒子的初速度C带电粒子的荷质比 D带电粒子的质量10、质量和电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中虚线所示，下列表述正确的是（）AM带负电，N带正电 BM的速度率小于N的速率C洛伦兹力对M、N做正功 DM的运行时间大于N的运行时间11、如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对质量和电荷量均相等的正、负离子（不计重力）分别以相同速度沿与x轴成30°角从原点射入磁场，则正、负离子在磁场中（）A运动时间之比为1：2B运动时间之比为2：1C运动轨道半径不相等D重新回到边界的位置与O点的距离相等12、如图所示为圆柱形区域的横截面，在没有磁场的情况下，带电粒子（不计重力）以某一初速度沿截面直径方向入射，穿过此区域的时间为t，在该区域加沿轴线垂直纸面向外方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射并沿某一直径方向飞出此区域时，速度方向偏转角为60°，如图所示，根据上述条件可求下列哪几种物理量（）带电粒子的比荷带电粒子在磁场中运动的周期带电粒子在磁场中运动的半径带电粒子的初速度A B C D13、如图混合正离子束先后通过正交电场磁场区域和匀强磁场区域，如果这束正离子束在区域中不偏转，进入区域后偏转半径又相同，则说明这些正离子具有相同的（）A速度 B质量 C电荷 D比荷二、多项选择题14、图所示，O点有一粒子源，在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，它们的速度大小相等、速度方向均在xOy平面内。在直线xa与x2a之间存在垂直于xOy平面向外的磁感应强度为B的匀强磁场，与y轴正方向成60°角发射的粒子恰好垂直于磁场右边界射出。不计粒子的重力和粒子间的相互作用力.关于这些粒子的运动，下列说法正确的是（ ）y轴正方向成120°角发射的粒子在磁场中运动的时间最长y轴正方向成90°角发射的粒子在磁场中运动的时间最长15、利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子图中板MN上方是磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上有两条宽度分别为2d和d的缝，两缝近端相距为L一群质量为m、电荷量为q，具有不同速度的粒子从宽度为2d的缝垂直于板MN进入磁场，对于能够从宽度d的缝射出的粒子，下列说法正确的是（ ） A 粒子带正电B 射出粒子的最大速度为C 保持d和L不变，增大B，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大D 保持d和B不变，增大L，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大16、如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点不计粒子重力下列说法正确的是（ ）A粒子一定带正电B加速电场的电压C直径D若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群离子具有相同的比荷17、如图, 一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场B和匀强电场E组成的速度选择器，然后粒子通过平板S上的狭缝P，进入另一匀强磁场B'，最终打在AlA2上下列表述正确的是（ ）A. 粒子带负电B. 所有打在AlA2上的粒子，在磁场B'中运动时间都相同C. 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于D. 粒子打在AlA2上的位置越靠近P，粒子的比荷越大18、回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用，其原理如图所示:D1和D2是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上位于D1圆心处的质子源A能不断产生质子（初速度可以忽略），它们在两盒之间被电场加速当质子被加速到最大动能Ek后，再将它们引出忽略质子在电场中的运动时间，则下列说法中正确的是（）A若只增大交变电压U，则质子的最大动能Ek会变大 B若只增大交变电压U，则质子在回旋加速器中运行时间会变短 C若只将交变电压的周期变为2T，仍可用此装置加速质子 D质子第n次被加速前后的轨道半径之比为： 19、某空间存在着如图所示的足够大的沿水平方向的匀强磁场在磁场中A、B两个物块叠放在一起，置于光滑水平面上，物块A带正电，物块B不带电且表面绝缘在t1=0时刻，水平恒力F作用在物块B上，物块A、B由静止开始做加速度相同的运动在A、B一起向左运动的过程中，以下说法正确的是A图乙可以反映A所受洛仑兹力大小随时间t变化的关系B图乙可以反映A对B的摩擦力大小随时间t变化的关系C图乙可以反映A对B的压力大小随时间t变化的关系D图乙可以反映B对地面压力大小随时间t变化的关系20、如图所示，圆形区域内有垂直纸面向内的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是（）A三个粒子都带正电荷 Bc粒子速率最小Cc粒子在磁场中运动时间最短 D它们做圆周运动的周期Ta=Tb=Tc21、磁流体发电机可以把气体的内能直接转化为电能，是一种低碳环保发电机，有着广泛的发展前景其发电原理示意图如图所示，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，整体上呈电中性）喷射入磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场区域有两块面积为S，相距为d的平行金属板与外电阻R相连构成一电路，设气流的速度为v，气体的电导率（电阻率的倒数）为g则（）A上板是电源的正极，下板是电源的负极 B两板间电势差为U=BdvC流经R的电流强度为D流经R的电流强度为 22、如图所示，一个带负电的油滴以水平向右的速度v进入一个方向垂直纸面向外的匀强磁场B后，保持原速度做匀速直线运动，如果使匀强磁场发生变化，则下列判断中正确的是()A磁场B减小，油滴动能增加B磁场B增大，油滴机械能不变C使磁场方向反向，油滴动能减小D使磁场方向反向后再减小，油滴重力势能减小23、如图所示，一个质量为m、电荷量为e的粒子从容器A下方的小孔S，无初速度地飘入电势差为U的加速电场，然后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打在照相底片M上下列说法正确的是（）A粒子进入磁场时的速率B粒子在磁场中运动的时间C粒子在磁场中运动的轨道半径D若容器A中的粒子有初速度，则粒子仍将打在照相底片上的同一位置24、如图所示为一个质量为m、带电荷量为+q的圆环，可在水平放置的粗糙细杆上自由滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，圆环以初速度v0向右运动直至处于平衡状态，则圆环克服摩擦力做的功可能为（）A0 B C D 25、在空间某一区域里，有竖直向下的匀强电场E和垂直纸面向里的匀强磁场B，且两者正交；有两个带电油滴，都能在竖直平面内做匀速圆周运动，如图所示，则两油滴一定相同的是（）A带电性质 B运动周期 C运动半径 D运动速率26、如图所示，一电子从a点以速度v垂直进入长为d、宽为h的矩形磁场区域，沿曲线ab运动，通过b点离开磁场.已知电子质量为m，电量为e，磁场的磁感应强度为B，ab的弧长为s，则该电子在磁场中运动的时间为（ ）At =d/v Bt =s/v C D参考答案1、【答案】B【解析】考点：考查了洛伦兹力2、【答案】C【解析】洛伦兹提出了磁场对运动电荷的作用力公式，故A错误；库仑发现了点电荷的相互作用规律；故B错误；英国物理学家法拉第最早发现了电磁感应现象，故选项C正确；测出万有引力常量的科学家是卡文迪许，故选项D错误。考点：物理学史3、【答案】D考点：带电粒子在磁场中的运动4、【答案】D考点：带电粒子在匀强磁场中的运动5、【答案】B考点：牛顿第二定律；共点力平衡的条件及其应用；洛仑兹力6、【答案】D【解析】试题分析：粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：解得：，周期：；故运动时间；故A正确；由于轨道半径之比为3：4，故弧长之比为3：4，即路程之比为3：4，故B正确；由于，由于轨道半径之比为3：4，故速度之比为3：4；由于洛伦兹力F=qvBv，故洛伦兹力之比为3：4；故C正确，D错误；本题选错误的，故选D。考点：带电粒子在磁场中的运动7、【答案】D【解析】考点：带电粒子在磁场中的运动8、【答案】B【解析】试题分析：由，可得： 由图可知电子在磁场中转过的圆心角为60°，根据几何知识可知AC长等于半径；电子转动的时间；对AOC分析可知，半径，故B正确，ACD错误故选B. 考点：带电粒子在磁场中的运动9、【答案】C【解析】可算出带电粒子的荷质比但由于不知圆形磁场的半径，则无法求出轨道圆弧的半径，所以也不能算出粒子的初速度，故B错误；带电粒子沿半径方向入射，经过磁场偏转60°后又沿半径方向出射，从而画出圆弧对应的弦，确定圆弧的圆心，算出圆心角再根据运动的时间及周期公式可算出带电粒子的荷质比故C正确；带电粒子沿半径方向入射，经过磁场偏转60°后又沿半径方向出射，从而画出圆弧对应的弦，确定圆弧的圆心，算出圆心角再根据运动的时间及周期公式可算出带电粒子的荷质比由于不知带电粒子的电量，所以粒子的质量也无法知道故D错误；故选C. 考点：带电粒子在磁场中的运动10、【答案】A【解析】考点：带电粒子在磁场中的运动11、【答案】B【解析】考点：带电粒子在磁场中的运动12、【答案】A【解析】结合几何关系，有：r=Rtan60°=R 粒子做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有：   周期：    解得： 粒子的周期：因为初速度无法求出，则无法求出轨道半径，故正确，错误；故选A。考点：带电粒子在匀强磁场中的运动13、【答案】AD【解析】考点：带电粒子在复合场及磁场中的运动14、【答案】AC【解析】画出粒子的运动轨迹，如图考点：带电粒子在匀强磁场中的运动。15、【答案】BC【解析】考点：带电粒子在复合场中的运动16、【答案】ABD【解析】考点：带电粒子在复合场中的运动17、【答案】CD【解析】考点：带电粒子在复合场中的运动18、【答案】BD【解析】试题分析：根据，得则最大动能，与加速电压无关，故A错误；若只增大交变电压U，则质子在回旋加速器中加速次数会减小，导致运行时间变短，故B正确；若只将交变电压的周期变为2T，而质子在磁场中运动的周期不变，则两周期不同，所以不能始终处于加速状态，故C错误；根据洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，则有半径公式与nqU=mv2，所以质子第n次被加速前后的轨道半径之比为：，故D正确，故选BD. 考点：回旋加速器19、【答案】CD【解析】考点：牛顿第二定律；洛伦兹力20、【答案】ACD【解析】考点：带电粒子在磁场中的运动21、【答案】AD【解析】考点：左手定则，洛伦兹力22、【答案】ABD【解析】考点：带电粒子在复合场中的运动23、【答案】AC【解析】试题分析：带电粒子在加速电场中运动，由动能定理有：eUmv2，得粒子进入磁场时的速率为：故A正确粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有： 解得：所以周期，粒子在磁场中运动的时间故B错误、C正确若容器A中的粒子有初速度v0，则根据动能定理eUmv2-mv02，得粒子进入磁场时的速率粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有解得：即若容器A中的粒子有初速度，则粒子打在照相底片上的不同的位置故D错误故选AC。考点：带电粒子在电场及磁场中的运动24、【答案】ABD【解析】考点：洛伦兹力；动能定理25、【答案】AB【解析】考点：带电粒子在复合场中的运动26、【答案】BC【解析】试题分析: 画出运动轨迹，如图示：设，考点: 带电粒子在磁场中的运动。