2014届高考物理第二轮复习方案之电学(新课标版)9
1.一电子以垂直于匀强磁场的速度vA,从A处进入长为d宽为h的磁场区域如下图所示,发生偏移而从B处离开磁场,若电荷量为e,磁感应强度为B,圆弧AB的长为L,则( )
dA.电子在磁场中运动的时间为t=vA LB.电子在磁场中运动的时间为t=vA
C.洛仑兹力对电子做功是BevA·h D.电子在A、B两处的速度相同
d解析:电子在磁场中只受洛仑兹力的作用,做匀速圆周运动,认为运动时间为t=vA是L把电子作为类平抛运动了,圆周运动时可用t=vA来计算;洛仑兹力与电子的运动方向始终
垂直,故一定不做功;速度是矢量,电子在A、B两点速度的大小相等,而方向并不相同.
答案:B
2.一个质子和一个α粒子沿垂直于磁感线方向从同一点射入一个匀强磁场中,若它们在磁场中的运动轨迹是重合的,如下图所示,
则它们在磁场中( ) A.运动的时间相等 B.加速度的大小相等
C.速度的大小相等 D.动能的大小相等
πmmvv解析:因mα=4mH,qα=2qH,据T=2qB,知tα=2tH;据R=qB,知vH=2vα;据a=R,11
知aα=4aH; 据Ek=2mv2,知Ekα=EkH,只有D项正确.
答案:D
3.如图所示,在通电直导线下方,有一电子沿平行导线方向以速度v向左运动,则关于电子的运动轨迹和运动半径的判断正确的是( ) A.将沿轨迹Ⅰ运动,半径越来越小 B.将沿轨迹Ⅰ运动,半径越来越大 C.将沿轨迹Ⅱ运动,半径越来越小 D.将沿轨迹Ⅱ运动,半径越来越大
4.电荷量为+q的粒子在匀强磁场中运动,下面说法中正确的是( ) A.只要速度大小相同,所受洛伦兹力就相同
B.如果把+q改为-q,且速度反向、大小不变,则洛伦兹力的大小、方向均不变 C.洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直,磁场方向一定与电荷运动方向垂直 D.粒子只受到洛伦兹力作用时,运动的动能不变
5.如图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图,其核心部分是两个D形金属盒.在加速带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中,两盒分别与高频电源相连.带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示,忽略带电粒子在电场中的加速时间,则下列判断正确的是( )
2
A.在Ek-t图中应有t4-t3=t3-t2=t2-t1 B.高频电源的变化周期应该等于tn-tn-1 C.粒子加速次数越多,粒子最大动能一定越大 D.要想粒子获得的最大动能越大,可增加D形盒的面积
6. 1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖.若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列说法中正确的是( ) A.该束带电粒子带负电 B.速度选择器的P1极板带正电
C.在B2磁场中运动半径越大的粒子,质量越大 D.在B2磁场中运动半径越大的粒子,比荷q越小
m7.如下图所示,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( )
A.F1>F2,a1=a2 C.F1>F2,a1>a2
B.F1 解析:绳的拉力、洛仑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,绳的拉力和洛仑兹力方向相同,由B摆到最低点C时, 绳的拉力与洛仑兹力方向相反,故F1 答案:B Bql5Bql <v<4m4m8.如下图所示,直径为R的绝缘筒中为匀强磁场区域,磁感应强度为B、磁感线垂直纸面向里,一个质量为m、电荷量为q的正离子,以速度v从圆筒上C孔处沿直径方向射入筒内,如果离子与圆筒碰撞三次(碰撞时不损失能量,且时间不计),又从C孔飞出,则离子在磁场中运动的时间为( ) 2πRA.v 2πmC.qB πRB.v πmD.qB 1 解析:根据题意画出离子运动轨迹,由对称性可知离子运动的轨迹为四个4圆,半径等于圆筒的半径,总时间等于一个圆的周期,所以A、C正确. 答案:AC 9.电子质量为m,电荷量为q,以与x轴成θ角的速度v0射入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后从x轴上的P点射出,如右图所示,求: (1)OP的长度; (2)电子由O点射入到从P点射出所需的时间t. 解析:(1)过O点和P点做速度方向的垂线,两线交点即电子做圆周运动的圆心,由几何关系知 OP=2rsinθ① v0 2 又Bqv0=mr② 2mv0 由①②式解得OP=Bqsinθ. 2πr2πm(2)由T=v0=Bq得所需时间为 2θ2πm2θmt=2π·Bq=Bq. 2mv02θm答案:(1)Bqsinθ (2)Bq 10.如下图所示,一束电子(电荷量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B,宽度为d的匀强磁场中,穿过磁场的速度方向与电子原来的入射方向的夹角为30°,求: (1)电子的质量是多少? (2)穿过磁场的时间是多少? (3)若改变初速度大小,使电子刚好不能从A边射出,则此时速度v′是多少? 解析:(1)作出速度方向的垂线,如上图所示,设电子在磁场中运动轨道半径为r,电 d子的质量是m,由几何关系得r=sin30°=2d v2 电子在磁场中运动Bqv=mr, mv即r=Bq