高二下学期物理人教版 选择性必修二1.3带电粒子在匀强磁场中的运动同步练习.docx

《高二下学期物理人教版 选择性必修二1.3带电粒子在匀强磁场中的运动同步练习.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高二下学期物理人教版 选择性必修二1.3带电粒子在匀强磁场中的运动同步练习.docx（9页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、带电粒子在匀强磁场中的运动一、选择题1如图所示，一粒子以水平向右的速度进入垂直纸面向里的匀强磁场，重力忽略不计，当粒子刚进入磁场中时（）A若粒子向上偏转，则它一定带正电B若粒子向上偏转，则它一定带负电C若粒子向下偏转，则它一定带正电D若粒子向下偏转，则它可能不带电2如图所示，在MNQP中有一垂直纸面向里匀强磁场质量和电荷量都相等的带电粒子a、b、c以不同的速率从O点沿垂直于PQ的方向射入磁场，图中实线是它们的轨迹已知O是PQ的中点，不计粒子重力下列说法中正确的是（）A粒子a带负电，粒子b、c带正电B粒子c在磁场中运动的时间最长C粒子a在磁场中运动的周期最小D射入磁场时粒子a的速率最小3如图所示

2、为一个边界为等边三角形abc的磁场区域，该区域内存在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场，三角形abc的边长为L。在c处一个电荷量为+q、质量为m的带电粒子（重力不计），沿垂直于ab的方向射入磁场，下列说法中正确的是（）A若该带电粒子从ac边上离开磁场，在磁场中运动的时间为B若该带电粒子从ac边上离开磁场，在磁场中运动的时间为C若该粒子恰能从距a点处的O点射出，入射速度为D若该粒子恰能从距a点处的O点射出，入射速度为4如图所示，圆形区域的圆心为O，区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，MN为圆的直径从圆上的A点沿AO方向，以相同的速度先后射入甲、乙两个粒子，甲粒子从M点离开磁场，乙粒子从

3、N点离开磁场已知AON=60，不计粒子受到的重力，下列说法正确的是（）A乙粒子带正电荷B乙粒子与甲粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为3：1C乙粒子与甲粒子的比荷之比为3：1D乙粒子与甲粒子在磁场中运动的时间之比为3：15如图所示，以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，A=60，AO=a。在O点放置一个粒子源，可以向各个方向发射某种带负电的粒子，粒子的比荷为，发射速度大小都为v0，且满足v0=，发射方向由图中的角度表示。对于粒子进入磁场后的运动（不计重力作用），下列说法正确的是（）A粒子不可能打到A点B以=60飞入的粒子在磁场中运动时间最短C以30飞入的粒子在磁场中运动

4、的时间都相等D在AC边界上只有一半区域有粒子射出6如图所示，在一个正三角形区域有方向垂直纸面向里的匀强磁场，速度大小均为v的粒子从BC边的中点O处沿各个方向射入磁场，若已知粒子的质量为m，电荷量为q，正三角形边长为L，粒子运动的轨道半径为，不计粒子的重力及带电粒子之间的相互作用，则（）A该磁场的磁感应强度为B该磁场的磁感应强度为C粒子在磁场中运动的最长时间为D粒子在磁场中运动的最长时间为7如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同方向射入磁场若粒子射入速率为v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布在四分之一圆周上

5、；若粒子射入速率为v2，相应的出射点分布在三分之一圆周上不计重力及带电粒子之间的相互作用，则v1：v2为（）A B C D8如图所示，在直线AB上方存在着范围足够大、方向垂直纸面向里的匀强磁场。一重力不计的负电荷从O点以速度v0垂直AB进入磁场，经过时间t运动到磁场中的C点。已知OC连线与初速度v0的夹角为，下列说法正确的是（）A该电荷从O点运动至C点的过程中，速度偏转角是B该电荷在磁场中运动的时间是C该电荷在磁场中运动的半径是D若仅减小该电荷的入射速度的大小，经过时间t该电荷的速度偏转角一定小于9如图所示，正方形PNMQ的边长为L，圆心在M，半径也为L的圆形区域MQN内有垂直于圆面向里、磁感

6、应强度大小为B的匀强磁场，G是QM边的中点。一群质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力），以相同的速度v=沿既垂直于QM也垂直于磁场的方向从QM边射入磁场，下列说法正确的是（）A没有粒子到达P点B粒子在磁场中运动的最长时间为C从G、M之间射入的粒子皆可到达PN边D所有粒子将从磁场边界上同一点射出磁场10如图所示，半径为R、圆心为O的圆形区域内有方向垂直于纸面向外的匀强磁场（图中未画出）。两个质量、电荷量都相同的带正电粒子，以不同的速率从a点先后沿直径ac和弦ab方向射入磁场区域，ab和ac的夹角为30，已知沿ac方向射入的粒子刚好从b点射出，沿ab方向射入的粒子刚好从O点正下方射出，不计粒

7、子重力，则（）A沿ac方向射入的粒子在磁场中运动轨迹半径为RB沿ab方向射入的粒子在磁场中运动轨迹半径为C沿ac方向射入的粒子与沿ab方向射入的粒子在磁场中运动的时间之比为2：1D沿ac方向射入的粒子与沿ab方向射入的粒子在磁场中运动的周期之比为1：2二、计算题11如图所示，某矩形区域abcd，ab边长为2L，bc边长为L，以对角线ac为边界分为上、下两个区域，对角线上方区域存在竖直向下的匀强电场，对角线下方区域存在垂直纸面向外的匀强磁场。质量为m、电荷量为+q的粒子以速度v0从a点沿边界ab进入电场，恰好从对角线ac的中点O进入磁场，并恰好未从边界cd射出。粒子重力不计，求：（1）电场强度E

8、的大小；（2）磁感应强度B的大小。12平面直角坐标系xOy中，第象限存在垂直于平面向外的匀强磁场，第象限存在沿y轴正方向的匀强电场，如图所示。一带正电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动，粒子从坐标原点O离开电场进入磁场，最终从x轴上的P点射出磁场，此时速度方向与x轴正方向成45角，已知P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等。不计粒子重力，求：（1）粒子在电场和磁场中运动的时间之比；（2）电场强度和磁感应强度的大小之比。13如图所示，在xOy平面的第一象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场，匀强磁场的大小为B，在第四象限内存在沿x轴负方向的匀强电场，匀强电场的电场强度为E一质量为m、电荷量

9、为+q的粒子从y轴上的P点以速率v0沿与y轴正方向成37角的方向射入磁场中，离开磁场时从x轴上M点（图中未画出）垂直于x轴进入电场，最后从y轴上的N点（图中未画出）离开电场，粒子的重力忽略不计，sin37=0.6，cos37=0.8求：（1）P点的纵坐标y；（2）粒子离开电场时的动能；（3）粒子从P点运动到N点的总时间。14质谱仪是一种分离和检测同位素的重要工具，其结构原理如图所示。区域为粒子加速器，加速电压为U1；区域为速度选择器，磁感应强度大小为B1，方向垂直纸面向里，电场方向水平向左，板间距离为d；区域为偏转分离器，磁感应强度大小为B2，方向垂直纸面向里。一质量为m，电荷量为+q的粒子，

10、初速度为零，经粒子加速器加速后，恰能沿直线通过速度选择器，由O点沿垂直于边界MN的方向进入分离器后打在MN上的P点。空气阻力、粒子重力及粒子间相互作用力均忽略不计。（1）求粒子进入速度选择器时的速度大小v；（2）求速度选择器两极板间的电压U2；（3）19世纪末，阿斯顿设计的质谱仪只由区域粒子加速器和区域偏转分离器构成，在实验中发现了氖22和氖20两种同位素粒子（两种粒子电荷量相同、质量不同），他们分别打在MN上相距为L的两点。为便于观测，L的数值大一些为宜。不计粒子从区域的上极板飘入时的初速度，请通过计算分析为了便于观测应采取哪些措施。15如图所示，在xOy平面内的第二、三象限内存在着沿y轴负方向的匀强电场；第一、四象限内存在以坐标原点O为圆心的半圆形匀强磁场区域，其磁感应强度大小为B、方向垂直坐标平面向里。一质量为m、电荷量为q的带电粒子自坐标为(l，l)的P点射出，射出时的速度大小为v0，方向沿x轴正方向，经过一段时间恰好从坐标原点O进入y轴右侧的匀强磁场，并恰好不从磁场的圆弧边界射出，不计粒子受到的重力，取cos15=0.97。（1）求匀强电场的电场强度大小；（2）求粒子在磁场中运动的时间和粒子离开磁场时的位置坐标；（3）若仅改变匀强磁场的磁感应强度的大小，使粒子射出磁场的方向与y轴平行，求此时匀强磁场的磁感应强度大小。9