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高考物理第二轮复习第26讲磁场2017新题赏析课后练习含答案
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这是一份高考物理第二轮复习第26讲磁场2017新题赏析课后练习含答案,共8页。试卷主要包含了0×105 m/s m等内容,欢迎下载使用。
A.大小为Bv
B.大小为B/v
C.粒子带负电时,电场竖直向上
D.粒子带负电时,电场竖直向下
题二:如图所示,匀强电场E竖直向下,磁场B垂直纸面向里。现有三个带有等量同种电荷的油滴a、b、c,若将它们分别以一定的初速度射入该复合场中,油滴a做匀速圆周运动,油滴b向左水平匀速运动,油滴c向右水平匀速运动,则( )
A.三个油滴都带正电
B.油滴a一定是做顺时针方向的圆周运动
C.三个油滴中b的质量最大
D.三个油滴中c的质量最大
故B正确;a球有Ga=qE; b球受力平衡,有Gb=qE+qvB,c球受力平衡,有Gc+qvB=qE,解得Gb>Ga>Gc,故C正确,D错误。
题三:如图所示,下端封闭、上端开口、内壁光滑的细玻璃管竖直放置,管底有一带正电的小球,整个装置以水平向右的速度匀速运动,垂直于磁场方向进入方向水平的匀强磁场。由于外力作用,玻璃管在磁场中的速度保持不变,最终小球从上端开口飞出,小球的电荷量始终保持不变,则从玻璃管进入磁场到小球运动到上端开口的过程中( )
A.洛伦兹力对小球做正功
B.洛伦兹力对小球不做功
C.小球运动的轨迹是抛物线
D.小球运动的轨迹是直线
题四:如图所示,斜面顶端在同一位置的三个光滑斜面AB、AC、AD,均处于水平方向的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里。一个带负电的绝缘物块,分别从三个斜面的顶端A点由静止释放,设滑到底端的时间分别为tAB、tAC、tAD,则( )
A.tAB=tAC=tAD
B.tAB>tAC>tAD
C.tAB<tAC<tAD
D.无法比较
题五:1930年,劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,并因此获得了1939年度诺贝尔物理学奖,关于回旋加速器,下列说法错误的是( )
A.离子从电场中获得能量
B.增大加速器的加速电压,则粒子离开加速器时的动能将变大
C.离子由加速器的中心附近进入加速器
D.将D形盒的半径加倍,离子获得的动能将增加为原来的4倍
题六:回旋加速器是用来加速带电粒子的,其核心部分是两个D形金属盒,两盒分别和一高频交流电源两极相接,两盒间有一定的电势差U,使粒子每次穿过狭缝都被加速,两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面向里,粒子源置于盒的圆心附近,若粒子源射出的粒子带电荷量为q、质量为m,盒间的窄缝宽度为d,粒子最大回旋半径为Rm,其运动轨迹如图所示。下列说法正确的是( )
A.D形金属盒的作用是屏蔽外电场的作用,使盒内无电场
B.忽略粒子在电场中运动时间,则高频交流电源的频率为
C.粒子离开加速器时速度为
D.考虑粒子在电场中的运动时间,则把静止粒子加速到最大动能所需时间为
题七:如图所示,在足够大的屏MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,P为屏上一小孔,PC与MN垂直。一束质量为m、电荷量为-q的粒子(不计重力)以相同的速率v从P处射入磁场区域,粒子入射方向在与磁场垂直的平面里,且分散在与PC夹角为θ的范围内,则在屏MN上被粒子打中区域的长度为( )
A. B.
C. D.
题八:如图所示,在竖直放置的金属板M上放一个放射源C,可向纸面内各个方向射出速率均为v的α粒子,P是与金属板M 平行的足够大的荧光屏,到M的距离为d。现在 P与金属板M间加上垂直纸面的匀强磁场,调整磁感应强度的大小,恰使沿M板向上射出的α粒子刚好垂直打在荧光屏上。若α粒子的质量为m,电荷量为2e。则( )
A.磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度B的大小为
B.磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度B的大小为
C.在荧光屏上能观察到的亮斑区的长度为2d
D.在荧光屏上能观察到的亮斑区的长度为3d
题九:如图所示,M、N为中心开有小孔的平行板电容器的两极板,相距为D,其右侧有一边长为2a的正三角形区域,A、B、C为其顶点,其中AB边平行N极板,区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,在极板M、N之间加上电压U后,M板电势高于N板电势。现有一带正电的粒子,质量为m,电荷量为q,其重力和初速度均忽略不计,粒子从极板M的中央小孔s1处射入电容器,穿过小孔s2后从距三角形A点a的P处垂直AB方向进入磁场。
(1)求粒子到达小孔s2时的速度大小;
(2)若粒子从P点进入磁场后经时间t从AP间离开磁场,求粒子的轨道半径和磁感应强度的大小;
(3)若粒子能从AC间离开磁场,求磁感应强度大小应满足的条件。
题十:如图所示的平行板间存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度B1=0.40 T,方向垂直纸面向里,电场强度E=2.0×105 V/m,PQ为板间中线。紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内,有垂直纸面的正三角形匀强磁场区域,磁感应强度B2=0.25 T。一束带电量q=8.0×10-19 C,质量m=8.0×10-26 kg的正离子从P点射入平行板间,不计重力,沿中线PQ做直线运动,穿出平行板后从y轴上坐标为(0,0.2 m)的Q点垂直y轴射向三角形磁场区,离子通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角为60°。则:
(1)离子运动的速度为多大?
(2)若正三角形区域内的匀强磁场方向垂直纸面向外,离子在磁场中运动的时间是多少?
(3)若正三角形区域内的匀强磁场方向垂直纸面向里,正三角形磁场区域的最小边长为多少?
磁场2017新题赏析
题一:AC
详解:根据题意,若粒子流经磁场时不偏转,有qvB=qE,可得电场场强大小为E=Bv,选项A正确、B错误;粒子带负电时,根据左手定则,洛伦兹力方向向上,则电场力方向向下,电场方向竖直向上,选项C正确、D错误。综上本题选AC。
题二:BC
详解:三个带有等量同种电荷的油滴,由于油滴a做匀速圆周运动,则电场力与重力平衡,由洛伦兹力提供向心力,因此受到电场力向上,而电场强度方向向下,那么三个油滴都带负电,故A错误;根据左手定则,由于油滴带负电,且磁场垂直向里,那么油滴a一定是做顺时针方向的圆周运动,
题三:BC
详解:洛伦兹力与小球的运动方向始终垂直,所以洛伦兹力对小球不做功,选项A错误,B正确;小球水平向右的分速度不变,因此小球受到的洛伦兹力竖直方向上的分力不变,所以小球竖直方向上做初速度为零的匀加速运动,故小球运动的轨迹是抛物线,选项C正确,D错误。
题四:C
详解:当物块下滑时,对物块受力分析,物块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下,设斜面倾角为θ,根据牛顿第二定律可得mgsin θ=ma,a=gsin θ,根据匀变速直线运动位移时间公式可得L=gsin θt2,解得,则tAB<tAC<tAD,选项C正确。
题五:B
详解:粒子在磁场中偏转,洛伦兹力不做功,在电场中加速,电场力做正功,离子在电场中获得能量,在磁场中能量不变,故A正确;根据得,,则粒子的最大动能,与加速的电压无关,故B错误;被加速离子由加速器的中心附近进入加速器,从边缘离开加速器,C正确;根据得,,则粒子的最大动能,D形盒的半径加倍,离子获得的动能将增加为原来的4倍,故D正确。故选B。
题六:AC
详解:根据静电屏蔽的相关知识可知,D形金属盒的作用是屏蔽外电场的作用,使盒内无电场,选项A正确。粒子在电场中运动时间极短,因此高频交流电源频率等于粒子回旋频率,由,得回旋频率即高频交流电源频率,为,选项B错误。粒子旋转半径最大时,由牛顿第二定律得,解得,选项C正确。粒子最大动能,粒子在电场中做匀加速直线运动,粒子每旋转一周能量增加 2qU,粒子的能量提高到Ekm,则旋转周数,粒子在磁场中运动的时间,在电场中运动距离为2nd,由,解得,把静止粒子加速到最大动能所需时间为,选项D错误。
题七:D
详解:如图所示,ST之间的距离为在屏MN上被粒子打中区域的长度。粒子在磁场中运动的轨道半径,则PS=2Rcs θ=,PT=2R=,所以ST=。
题八:BC
详解:α粒子带正电,由左手定则可知,磁场方向垂直纸面向外,α粒子的轨道半径为d,由,得,故A错误,B正确;亮斑区的上边界是沿M板向上射出的α粒子,经圆弧到达的a点;亮斑区的下边界是垂直M板射出的α 粒子,经圆弧轨迹与屏相切的b点,如图所示,所以亮斑区的长度为2d,故C正确,D错误。
故选BC。
题九:(1) (2), (3)
详解:(1)带电粒子在电场中运动时,由动能定理得qU=mv2,解得粒子到达小孔s2时的速度大小为。
(2)粒子运动的轨迹图如图甲所示,粒子从进入磁场到从AP间离开磁场,由牛顿第二定律可得,粒子在磁场中运动的时间为,联立解得轨道半径,磁感应强度大小为。
(3)粒子从进入磁场到从AC间离开,若粒子恰能到达BC边界,如图乙所示,设此时的磁感应强度大小为B1,轨迹圆的圆心为O1,且其刚好与A重合。根据几何关系,此时粒子的轨道半径为R1=2asin 60°=a,由牛顿第二定律可得,解得。
粒子从进入磁场到从AC间离开,若粒子恰能到达AC边界,如图丙所示,设此时的磁感应强度大小为B2,根据几何关系有R2=(a-R2)sin 60°,由牛顿第二定律可得,解得。
综上所述,要使粒子能从AC间离开磁场,磁感应强度大小应满足
。
题十:(1)8.0×105 m/s (2)s (3)()m
详解:(1)粒子沿中线做直线运动,知粒子受电场力和洛伦兹力平衡,有Eq=qvB,解得
。
(2)离子在匀强磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得,解得R=0.2 m,
周期为,因为离子偏离原来的方向的夹角为60度,则离子在磁场中做匀速圆周运动的圆心角为60度,则离子在磁场中运动的时间为。
(3)根据,解得R=0.2 m,若磁场方向垂直纸面向里,作出粒子的运动轨迹图如图所示,由几何关系得。
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