高考物理复习同步练习：第八章 第2单元 课下综合提升 7页

‎1.如图1是科学史上一张著名的实验照片，显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹。云室放置在匀强磁场中，磁场方向垂直照片向里。云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用。分析此径迹可知粒子(　　)‎ 图1‎ A．带正电，由下往上运动 B．带正电，由上往下运动 C．带负电，由上往下运动 D．带负电，由下往上运动 解析：由题图可以看出，上方的轨迹半径小，说明粒子的速度小，所以粒子是从下方往上方运动，再根据左手定则，可以判定粒子带正电，故选A。‎ 答案：A ‎2.两个带电粒子以同一速度、同一位置进入匀强磁场，在磁场中它们的运动轨迹如图2所示。粒子a的运动轨迹半径为r1，粒子b的运动轨迹半径为r2，且r2＝2r1，q1、q2分别是粒子a、b所带的电荷量，则(　　)‎ 图2‎ A．a带负电、b带正电、比荷之比为∶＝2∶1‎ B．a带负电、b带正电、比荷之比为∶＝1∶2‎ C．a带正电、b带负电、比荷之比为∶＝2∶1‎ D．a带正电、b带负电、比荷之比为∶＝1∶1‎ 解析：根据磁场方向及两粒子在磁场中的偏转方向可判断出a、b分别带正、负电，根据半径之比可计算出比荷之比为2∶1。‎ 答案：C ‎3.质谱仪的两大重要组成部分是加速电场和偏转磁场，如图3为质谱仪的原理图。设想有一个静止的质量为m、 带电量为q的带电粒子(不计重力) ，经电压为U 的加速电场加速后垂直进入磁感应强度为B的偏转磁场中，带电粒子打到底片上的P点，设OP＝x，则在图4中能正确反映x与U之间的函数关系的是(　　)‎ 图3‎ 图4‎ 解析：带电粒子先经加速电场加速，故qU＝mv2，进入磁场后偏转，OP＝x＝2r＝，两式联立得OP＝x＝∝，所以B正确。‎ 答案：B ‎4.如图5所示，摆球带负电荷的单摆，在一匀强磁场中摆动，匀强磁场的方向垂直纸面向里，摆球在AB间摆动过程中，由A摆到最低点C时，摆线拉力的大小为F1，摆球加速度大小为a1；由B摆到最低点C时，摆线拉力的大小为F2，摆球加速度大小为a2，则(　　)‎ 图5‎ A．F1＞F2，a1＝a2‎ B．F1＜F2，a1＝a2‎ C．F1＞F2，a1＞a2‎ D．F1＜F2，a1＜a2‎ 解析：绳的拉力、洛伦兹力始终与单摆的运动方向垂直，不做功。只有重力做功，所以a1＝a2，当单摆由A摆到最低点C时，绳的拉力和洛伦兹力方向相同，由B摆到最低点C时，绳的拉力与洛伦兹力方向相反，故F1＜F2。‎ 答案：B ‎5.半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力)从A点以速度v0垂直于磁场方向射入磁场中，并从B点射出。∠AOB＝120°，如图6所示，则该带电粒子在磁场中运动的时间为(　　)‎ 图6‎ A. B. C. D. 解析：由∠AOB＝120°可知，弧AB所对圆心角θ＝60°，故t＝T＝，但题中已知条件不够，没有此项选择，另想办法找规律表示t。由匀速圆周运动t＝/v0，从图中分析有R＝r，则＝R·θ＝r×＝πr，‎ 则t＝/v0＝。D项正确。‎ 答案：D ‎6.如图7所示，在x>0、y>0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于Oxy平面向里，大小为B。现有一质量为m、电荷量为q的带电粒子，在x轴上到原点的距离为x0的P点，以平行于y轴的初速度射入此磁场，在磁场力作用下沿垂直于y轴的方向射出此磁场，不计重力的影响。由这些条件可知下列判断错误的是(　　)‎ 图7‎ A．能确定粒子通过y轴时的位置 B．能确定粒子速度的大小 C．能确定粒子在磁场中运动所经历的时间 D．以上三个判断都不对 解析：因粒子垂直于x轴射入磁场，又垂直于y轴射出磁场，可确定坐标原点O 为圆心，半径R＝x0。由x0＝可知，可求出v0＝，由t＝，T＝，可求出t＝，也能求出粒子射出磁场的位置，y＝x0。‎ 答案：D ‎7.如图8所示，一个质量为m、电荷量为＋q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处在磁感应强度为B的匀强磁场中(不计空气阻力)。现给圆环向右的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图像不可能是图9中的(　　)‎ 图8‎ 图9‎ 解析：圆环受到的洛伦兹力向上，若qvB＝mg，则弹力为零，摩擦力为零，圆环做匀速直线运动，选项A正确；若qvB>mg，则杆对圆环有弹力，摩擦力不为零，圆环做减速运动，当速度减小到使洛伦兹力与重力平衡时，将做匀速直线运动，选项D正确；若qvB0)‎ 速度大小 ‎1‎ m ‎2q v ‎2‎ ‎2m ‎2q ‎2v ‎3‎ ‎3m ‎－3q ‎3v ‎4‎ ‎2m ‎2q ‎3v ‎5‎ ‎2m ‎－q v 由以上信息可知，从图中a、b、c处进入的粒子对应表中的编号分别为(　　)‎ A．3、5、4　　　　　　　　　　 B．4、2、5‎ C．5、3、2 D．2、4、5‎ 解析：由带电粒子在匀强磁场中的运动轨迹并结合左手定则可知，a、b、c三个带电粒子分别带正、正、负电荷，而a、b、c三个带电粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为 r1∶r2∶r3＝2∶3∶2，由R＝可知五个带电粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为∶2∶3∶3∶2，所以a、b、c三个带电粒子分别是编号2、4、5三个，D正确。‎ 答案：D ‎10.如图12所示，ABC为与匀强磁场垂直的边长为a的等边三角形，磁场垂直于纸面向外，比荷为的电子以速度v0从A点沿AB方向射入，欲使电子能经过BC边，则磁感应强度B的取值应为(　　)‎ 图12‎ A．B> B．B< C．B< D．B> 解析：由题意，如图所示，电子正好经过C点，此时圆周运动的半径R＝＝，要想电子从BC边经过，圆周运动的半径要大于，由带电粒子在磁场中运动的公式r＝有<，即B<，C选项正确。‎ 答案：C ‎11.在研究性学习活动中，某同学设计了一个测定带电粒子比荷的实验，其实验装置如图13所示。abcd是一个边长为L的正方形盒子，在a处和cd边的中点e处各有一个小孔，e外有一能显示粒子从e孔射出的荧光屏M。盒子内有一方向垂直于abcd平面的匀强磁场，磁感应强度为B。粒子源不断地发射相同的带电粒子，粒子的初速度可忽略，先让粒子经过电压为U的电场加速，然后粒子立即由a孔射入盒内，粒子经磁场偏转后恰好从e孔射出。不计粒子的重力和粒子之间的相互作用力。问：你认为该同学的设计方案可行吗？若可行，求出带电粒子的比荷；若不可行，说明你的理由。‎ 图13‎ 解析：可行设粒子经电场加速后离开电场时速度为v，根据动能定理：qU＝mv2粒子进入磁场后做匀速圆周运动，轨迹如图所示，设圆周半径为R，由几何关系可得(L－R)2＋(L/2)2＝R2‎ qvB＝m 联立解得＝。‎ 答案：可行　＝ ‎12.如图14所示，在磁感应强度为B的水平匀强磁场中，有一足够长的绝缘细棒OO′在竖直面内垂直于磁场方向放置，细棒与水平面夹角为α。一质量为m、带电荷量为＋q的圆环A套在OO′棒上，圆环与棒间的动摩擦因数为μ，且μ