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1、青海省高考物理一輪基礎(chǔ)復(fù)習(xí): 專題37 洛倫茲力 帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)A卷
姓名:________ 班級(jí):________ 成績:________
一、 單選題 (共8題;共16分)
1. (2分) 關(guān)于地球的磁場,下面說法中正確的是
A . 地球磁場是勻強(qiáng)磁場
B . 地球磁場的南北極和地理的南北極是一致的
C . 赤道附近的地磁場方向與地面垂直
D . 北極附近的地磁場方向近似與地面垂直
2. (2分) (2017高二上如皋期末) 一根較容易形變的彈性導(dǎo)線,將上下兩端固定,當(dāng)沒有磁場時(shí),導(dǎo)線呈直線狀態(tài).現(xiàn)使導(dǎo)線通過電流
2、,方向自下而上(如圖中箭頭所示),分別加上方向豎直向上、水平向右、垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場時(shí),下列描述導(dǎo)線發(fā)生形變的四個(gè)圖示中正確的是( )
A .
B .
C .
D .
3. (2分) (2017高二上雙峰期末) 兩相鄰勻強(qiáng)磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不同,方向平行,一速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直的帶電粒子(不計(jì)重力),從較強(qiáng)磁場區(qū)域進(jìn)入到較弱磁場區(qū)域后,粒子的( )
A . 軌道半徑減少,角速度增大
B . 軌道半徑減少,角速度減少
C . 軌道半徑增大,角速度增大
D . 軌道半徑增大,角速度減少
4. (2分) 一勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于xOy平面
3、,在xOy平面上,磁場分布在以O(shè)為圓心的一個(gè)圓形區(qū)域內(nèi)。一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子,由原點(diǎn)O開始運(yùn)動(dòng),初速度為v,方向沿x軸正方向。后來,粒子經(jīng)過y軸上的P點(diǎn),如圖所示。不計(jì)重力的影響。粒子經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速度方向可能是圖中箭頭表示的 ( )
A . 只有箭頭a、b是可能的
B . 只有箭頭b、c是可能的
C . 只有箭頭c是可能的
D . 箭頭a、b、c、d都是可能的
5. (2分) (2017高二上薌城期末) 回旋加速器是加速帶電粒子的裝置,其核心部分是分別與高頻交流電源兩極相連接的兩個(gè)D形金屬盒,兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場,使粒子在通過狹縫時(shí)都能得到加速,
4、兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場中,如圖所示.設(shè)D形盒半徑為R.若用回旋加速器加速質(zhì)子時(shí),勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,高頻交流電頻率為f.則下列說法正確的是( )
A . 只要R足夠大,質(zhì)子的速度可以被加速到任意值
B . 質(zhì)子被加速后的最大速度可以超過2πtR
C . 質(zhì)子被加速后的最大速度與加速電場的電壓大小無關(guān)
D . 不改變B和f,該回旋加速器也能用于加速a粒子
6. (2分) 如圖所示,圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場,三個(gè)質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a、b、c,以不同的速率對(duì)準(zhǔn)圓心O沿著AO方向射入磁場,其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖。若帶電粒子只受磁場力的作用,則下列說法正確
5、的是( )
A . a粒子動(dòng)能最大
B . c粒子速率最大
C . b粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長
D . 它們做圓周運(yùn)動(dòng)的周期Ta
6、物塊對(duì)斜面壓力為零時(shí)的速率為
8. (2分) 在半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場,磁場方向如圖所示.一束速度不同的質(zhì)子從磁場邊緣的A點(diǎn)沿直徑方向飛入磁場后,經(jīng)不同路徑飛出磁場,其中有三個(gè)質(zhì)子分別到達(dá)磁場邊緣的a,b,c三點(diǎn).若不計(jì)質(zhì)子間的相互作用力,比較這三個(gè)質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)情況,下面說法正確的是( )
A . 到達(dá)c點(diǎn)的質(zhì)子,在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長
B . 到達(dá)a點(diǎn)的質(zhì)子,在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長
C . 到達(dá)b點(diǎn)的質(zhì)子,在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長
D . 這三個(gè)質(zhì)子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同
二、 多選題 (共4題;共12分)
9. (3分) (2017自貢模擬) 如圖所示,在0
7、≤x≤ a、0≤y≤a的長方形區(qū)域由垂直于xoy平面向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,坐標(biāo)原點(diǎn)O處由一粒子源,在某時(shí)刻發(fā)射大量質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子(重力不計(jì)),其速度方向均在xoy平面內(nèi)的第一象限,且與y軸正方向的夾角分布在0~90范圍內(nèi),速度大小不同,且滿足 ≤v≤ ,已知粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T,則下列說法正確的是( )
A . 最先從磁場上邊界飛出的粒子經(jīng)歷的時(shí)間為
B . 最先從磁場上邊界飛出的粒子經(jīng)歷的時(shí)間小于
C . 最后從磁場中飛出的粒子經(jīng)歷的時(shí)間為
D . 最后從磁場中飛出的粒子經(jīng)歷的時(shí)間小于
10. (3分) (2017
8、高二上長春期末) 一個(gè)帶電粒子以初速度v0垂直于電場方向向右射入勻強(qiáng)電場區(qū)域,穿出電場后接著又進(jìn)入勻強(qiáng)磁場區(qū)域.設(shè)電場和磁場區(qū)域有明確的分界線,且分界線與電場強(qiáng)度方向平行,如圖中的虛線所示.在圖所示的幾種情況中,可能出現(xiàn)的是( )
A .
B .
C .
D .
11. (3分) (2017高三上濠江期末) 如圖所示,光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m和2m的四個(gè)木塊,其中兩個(gè)質(zhì)量為m的木塊間用一不可伸長的輕繩相連,木塊間的最大靜摩擦力是fm . 現(xiàn)用水平拉力F拉其中一個(gè)質(zhì)量為2m的木塊,使四個(gè)木塊以同一加速度運(yùn)動(dòng),則輕繩的拉力可能為( )
A . fm
B .
9、 fm
C . fm
D . fm
12. (3分) (2017高二上全椒期末) 質(zhì)量為m,電量為q的帶正電小物塊在磁感強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中,沿動(dòng)摩擦因數(shù)為μ的絕緣水平面以初速度v0開始向左運(yùn)動(dòng),如圖所示.物塊經(jīng)時(shí)間t移動(dòng)距離S后停了下來,設(shè)此過程中,q不變,則( )
A . S>
B . S<
C . t>
D . t<
三、 綜合題 (共4題;共55分)
13. (15分) (2017高二上呼圖壁期末) 如圖所示,水平放置的兩塊長直平行金屬板a、b相距d=0.10m,a、b間的電場強(qiáng)度為E=5.0105N/C,b板下方整個(gè)空間存在著磁感
10、應(yīng)強(qiáng)度大小為B=6.0T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場.今有一質(zhì)量為m=4.810﹣25kg、電荷量為q=1.610﹣18C的帶正電的粒子(不計(jì)重力),從貼近a板的左端以v0=1.0106m/s的初速度水平射入勻強(qiáng)電場,剛好從狹縫P處穿過b板而垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場,最后粒子回到b板的Q處(圖中未畫出).求:
(1)
P、Q之間的距離L;
(2)
粒子從P運(yùn)動(dòng)到Q的時(shí)間.
14. (10分) (2015高二上溫州期中) 如圖所示,直線MN上方存在著垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,質(zhì)量為m、電荷量為﹣q(q>0)的粒子1在紙面內(nèi)以速度v1=v0從O點(diǎn)射入磁場,其方向與MN的夾角
11、α=30;質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子2在紙面內(nèi)以速度v2= v0也從O點(diǎn)射入磁場,其方向與MN的夾角β=60角.已知粒子1、2同時(shí)到達(dá)磁場邊界的A , B兩點(diǎn)(圖中未畫出),不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用.
(1)
求兩粒子在磁場邊界上的穿出點(diǎn)A,B之間的距離d;
(2)
求兩粒子進(jìn)入磁場的時(shí)間間△t;
(3)
若MN下方有平行于紙面的勻強(qiáng)電場,且兩粒子在電場中相遇,其中的粒子1做直線運(yùn)動(dòng).求電場強(qiáng)度E的大小和方向.
15. (15分) (2017高二上張家口期末) 質(zhì)譜儀原理如圖所示,a為粒子加速器,電壓為U1;b為速度選擇器,磁場與電場正交,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1
12、, 板間距離為d;c為偏轉(zhuǎn)分離器,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2 . 今有一質(zhì)量為m、電荷量為+e的正電子(不計(jì)重力),經(jīng)加速后,該粒子恰能通過速度選擇器,粒子進(jìn)入分離器后做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng).求:
(1)
粒子射出加速器時(shí)的速度v為多少?
(2)
速度選擇器的電壓U2為多少?
(3)
粒子在B2磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R為多大?
16. (15分) (2018天津) 真空管道超高速列車的動(dòng)力系統(tǒng)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成平動(dòng)動(dòng)能的裝置。圖1是某種動(dòng)力系統(tǒng)的簡化模型,圖中粗實(shí)線表示固定在水平面上間距為l的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌,電阻忽略不計(jì),ab和cd是兩根與導(dǎo)軌垂直,長度均為l ,
13、 電阻均為R的金屬棒,通過絕緣材料固定在列車底部,并與導(dǎo)軌良好接觸,其間距也為l , 列車的總質(zhì)量為m。列車啟動(dòng)前,ab、cd處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下,如圖1所示,為使列車啟動(dòng),需在M、N間連接電動(dòng)勢為E的直流電源,電源內(nèi)阻及導(dǎo)線電阻忽略不計(jì),列車啟動(dòng)后電源自動(dòng)關(guān)閉。
(1) 要使列車向右運(yùn)行,啟動(dòng)時(shí)圖1中M、N哪個(gè)接電源正極,并簡要說明理由;
(2) 求剛接通電源時(shí)列車加速度a的大小;
(3) 列車減速時(shí),需在前方設(shè)置如圖2所示的一系列磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場寬度和相鄰磁場間距均大于l。若某時(shí)刻列車的速度為 ,此時(shí)ab、cd均在無磁場區(qū)域,試討論:要使列車停下來,前方至少需要多少塊這樣的有界磁場?
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參考答案
一、 單選題 (共8題;共16分)
1-1、
2-1、
3-1、
4-1、
5-1、
6-1、
7-1、
8-1、
二、 多選題 (共4題;共12分)
9-1、
10-1、
11-1、
12-1、
三、 綜合題 (共4題;共55分)
13-1、
13-2、
14-1、
14-2、
14-3、
15-1、
15-2、
15-3、
16-1、
16-2、
16-3、