人教版高中物理选修3-1高二周练三试卷.docx

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张甸中学高二物理周练试卷三
《带电粒子在磁场中的运动》
命题人：秦桂宝 2008.9.19
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。

每小题只有一个选项符合题意。

1. 关于带负电的粒子（重力可忽略不计），下面说法中正确的是
① 沿电场线方向飞入匀强电场，电场力做功，动能增加
② 垂直电场线方向飞入匀强电场，电场力做功，动能增加
③ 垂直磁感线方向飞入匀强磁场，磁场力不做功，动能不变
④ 沿磁感线方向飞入匀强磁场，磁场力做功，动能增加
A. ①②
B. ②③
C. ③④
D. ①④
2、处在匀强磁场内部的两个电子A 和B ，分别以ｖ和2v 的速率垂直射入匀强磁场中，经磁场偏转后，哪个电子先回到原来的出发点
A ．条件不够无法比较
B ．A 先到达
C ．B 先到达
D ．同时到达
3、有三束粒子，分别是质子（p ），氚核（H 31
）和α粒子，如果它们以相同的速度沿垂直于磁场方向射入匀强磁场，（磁场方向垂直于纸面向里）则在下面四图中，哪个图正确地表示出这三束粒子的运动轨迹？
A ．
B ．
C ．
D ．
4、有一匀强磁场被约束在一个长方形范围内，截面如图中abcd ，一束荷质比
相同的离子沿着图中ａ到ｂ的方向垂直磁场射入，形成图中甲、乙所示两种轨迹，则
A．甲、乙离子具有相同的运动速率
B．甲、乙离子在磁场区运动的时间相同
C．甲离子的动能肯定要大一些
D．乙离子在此磁场中运动的时间肯定长些
5、如下图所示，在充电的平行金属板间有匀强电场和方向垂直纸面向里
的匀强磁场。

一带电粒子以速度v从左侧射入，方向垂直于电场方向和磁
场方向，当它从右侧射出场区时，动能比射入时小，若要使带电粒子从射
入到射出动能是增加的，可采取的措施有（不计重力）
A．可使电场强度增强 B．可使磁感应强度增强
C．可使粒子带电性质改变（如正变负） D．可使粒子射入时的动能增大
6、如图所示，竖直向下的匀强磁场穿过光滑的绝缘水平面，在平面上的O点处固定一带电荷量为+Q的小球M，带电荷量为－q的小球m以半径为R，线速度为v，绕着O点做匀速圆周运动．若某时刻突然将小球M除去，则小球m可能出现以下哪些运动形式
A．仍以O点为圆心，半径为R，线速度为v，沿逆时针方向做匀速圆周运动
B．以另一点为圆心，半径为R，线速度为v，沿顺时针方向做匀速圆周运动
C．以另一点为圆心，半径小于R，线速度小于v，沿顺时针方向做匀速圆周
运动
D．沿原线速度方向做匀速直线运动
二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。

每小题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。

7、在匀强磁场中，一个带电粒子作匀速圆周运动，如果又顺利进入另一个磁感强度是原来磁感强度２倍的匀强磁场，则
A．粒子的速率加倍，周期减半
B．粒子的速率不变，轨道半径减半
C．粒子的速率减半，轨道半径变为原来的1/4
D．粒子速率不变，周期减半
8、在某一区域，如图所示，存在着电场强度为E的匀强电场和磁感强度为 B的匀强磁场，一束电子沿 Ox方向运动，在这个区域始终没有发生偏转，在这个区域内E和B的方向可能是
A．E和 B都是沿 ox的正方向
B．E和 B都是沿 ox的反方向
C．E沿oz的正方向，B沿 oy的反方向
D．E沿 oy的正方向，B沿 oz的反方向
9、回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相
连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在
B
通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图
所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是
A．增大磁场的磁感应强度 B．增大匀强电场间的加速电压
C．增大D形金属盒的半径 D．减小狭缝间的距离
10、设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，已知一离子在电场力和洛仑兹力作用下，从静止开始自A沿曲线ACB运动，到达B点时，速度为零，C点为最低点，不计重力，以下说法正确的是
A．离子必带正电荷
B．A点和B点位于同一高度
C．离子在C点时速度最大
D．离子到B点后，将沿曲线返回A点
11、如图所示，虚线所示的区域内，有方向垂直于画面向里的匀强磁场，从边缘A处有一束速度各不相同的质子沿半径方向射入磁场，这些质子在磁场区运动过程中
A．运动时间越长，其轨迹越长
B．运动时间越长，其轨迹对应的圆心角越大
C．运动时间越长，射出的速率越大
D．运动时间越长，射出磁场时速度方向偏转角越大
三、计算题：本题共5小题，共76分，解答时请写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

12、（14分）如图所示，在相互垂直的匀强磁场和匀强电场中放一光滑的足够长的斜面，倾斜角为30°，并固定在水平面上，电场强度为E，磁感应强度为B，质量为m，电量为+q的小球，静止在斜面的顶端，这时小球对斜面的正压力为零，若迅速地把电场方向改变为竖直向下，则小球能在斜面上滑多远？
13、（15分）一个质量为m带电量为+q的小球以水平初速度v0自离地面h高度处做平抛运动。

不计空气阻力。

重力加速度为g。

试回答下列问题：
（1）小球自抛出到第一次落地至点P的过程中发生的位移s大小是多少？
（2）若在空间加一个竖直方向的匀强电场，发现小球水平抛出后做匀速直线运动，则匀强电场强度E是多大？
（3）若在空间再加一个垂直纸面向外的匀强磁场，发现小球第一
次落地点仍然是P。

试问磁感应强度B是多大？
14、（15分）用一根长L=0.8m的轻绳，吊一质量为m=1.0g的带电小球，放在磁感应强度B=0.1T，方向如图所示的匀强磁场中，把小球拉到悬点的右端，轻绳刚好水平拉直，将小球由静止释放，小球便在垂直于磁场的竖直平面内摆动，当小球第一次摆到低点时，悬线的拉力恰好为零(重力加速度g取10m/s2).试问：
(1)小球带何种电荷？电量为多少？
(2)当小球第二次经过最低点时，悬线对小球的拉力多大？
15、(16分)如图所示，某一空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。

左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右，电场宽度为L；中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。

右侧区域匀强磁场的磁感应强度大小也为B，方向垂直纸面向里，其右边界可向右边无限延伸。

一个质量为m、电量为q、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O点由静止开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，又回到O点，然后重复上述运动过程。

求：（1）带电粒子在磁场中的轨道半径
（2）中间磁场区域的宽度d；
（3）带电粒子从O点开始运动到第一次回到O点所用时间t。

16、（16分）如图所示为一种获得高能粒子的装置，环形区域内存在着垂直纸面向外、大小可调节的均匀磁场。

质量为m、电量为+q的粒子在环中做半径为R的圆周运动。

A、B为两块中心开有小孔的极板，原来电势都为零，每当粒子飞经A板时，A板电势升高为+v，B板电势仍保持为零，粒子在两板间得到加速，每当粒子离开B板时，A板电势又降为零，粒子在电场中一次次加速下动
能不断增大，而绕行半径不变。

（1）设t=0时粒子静止在A板小孔处，在电场作用下加速，并绕行第一圈，求粒子绕行n圈回到A板时获得的总动能E kn。

（2）为使粒子始终保持在半径为R的圆轨道上运动，磁场必须周期性递增，求粒子绕行第n圈时的磁感强度B n。

（3）求粒子绕行n圈所需的总时间t n（设极板间距远小于R）。