2015届高考物理知识点总复习限时检测题22.doc
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4、力与带电粒子的运动方向有关,安培力与自由电荷定向移动的方向有关C两种力的方向均可用右手定则判断D安培力、洛伦兹力对电荷都不做功答案AB2如图8227所示,水平导线中有电流I通过,导线正下方的电子初速度的方向与电流I的方向相同,则电子将A沿路径a运动,轨迹是圆B沿路径a运动,轨迹半径越来越大C沿路径a运动,轨迹半径越来越小D沿路径b运动,轨迹半径越来越小 图8227解析离导线越远磁场越弱,由R和左手定则知,B对答案B3(2014宜昌统考)如图8228所示,在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,一质量为m、电荷量为e的电子,从a点沿垂直磁感线方向以初速度v开始运动,经一段时间t后经过b点
5、,ab连线与初速度的夹角为,则t为A. B. 图8228C. D.解析t时间电子转过的圆心角为2,则有tT.故B对答案B4如图8229所示,平面直角坐标系的第象限内有一匀强磁场垂直于纸面向里,磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v从O点沿着与y轴夹角为30的方向进入磁场,运动到A点时速度方向与x轴的正方向相同,不计粒子的重力,则图8229A该粒子带正电BA点与x轴的距离为C粒子由O到A经历时间tD运动过程中粒子的速度不变解析根据粒子的运动方向,由左手定则判断可知粒子带负电,A项错;运动过程中粒子做匀速圆周运动,速度大小不变,方向变化,D项错;粒子做圆周运动的半径R,周期T,从O点
6、到A点速度的偏向角为60,即运动了T,所以由几何知识求得点A与x轴的距离为,粒子由O到A经历时间t,B、C两项正确答案BC5(2013广东理综)如图8230,两个初速度大小相同的同种离子a和b,从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场,最后打到屏P上不计重力下列说法正确的有Aa、b均带正电Ba在磁场中飞行的时间比b的短Ca在磁场中飞行的路程比b的短 图8230Da在P上的落点与O点的距离比b的近解析因离子均向下偏转打到屏P上,根据左手定则可知a、b均带正电,A项正确又因a、b为同种离子,m、q均相同,由R,T,可知它们的轨道半径R与周期T也均相同而a离子的轨迹是一段优弧,b离子的轨迹是一个半圆a的路程
7、比b的路程长,飞行时间也比b的飞行时间长,故B、C项均错误b在P上的落点到O点的距离等于圆轨迹的直径,说明b的落点离O点最远,故D项正确答案AD6(2014安徽省师大摸底)如图8231所示,在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.在xOy平面内,从原点O处沿与x轴正方向成角(0)以速率v发射一个带正电的粒子(重力不计),则下列说法正确的是A若v一定,越大,则粒子在磁场中运动的时间越短B若v一定,越大,则粒子在离开磁场的位置距O点越远C若一定,v越大,则粒子在磁场中运动的角速度越大 图8231D若一定,v越大,则粒子在磁场中运动的时间越短解析由左手定则可知带正电的粒子向左偏转,若
8、v一定,越大,则粒子在磁场中运动的时间越短,选项A正确;若v一定,等于90时,粒子在离开磁场的位置距O点最远,选项B错误;若一定,粒子在磁场中运动的周期与v无关,粒子在磁场中运动的角速度与v无关,粒子在磁场中运动的时间与v无关,选项C、D错误答案A7(2014福建安溪一中、德化一中联考)质谱仪的两大重要组成部分是加速电场和偏转磁场,如图8232为质谱仪的原理图设想有一个静止的质量为m、带电荷量为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OPx,则下列图中能正确反映x与U之间的函数关系的是 图8232解析带电粒子先经加速电
9、场加速,故qUmv2,进入磁场后偏转,OPx2r,两式联立得OPx ,所以B正确答案B8如图8233甲所示是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,并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,若忽略带电粒子在电场中的加速时间,则下列判断中正确的是图8233A高频电源的变化周期应该等于tntn1B在Ekt图中应有t4t3t3t2t2t1C粒子加速次数越多,粒子获得的最大动能一定越大D不同粒子获得的最大动能都相同解析由图可知粒子在单个D形盒内运动的时间为tntn1,由于在磁场中粒子运动的周期与速度无关,B正确;交
10、流电源的周期为2(tntn1),A错误;由r知当粒子的运动半径等于D形盒半径时加速过程就结束了,粒子的动能Ek,即粒子的动能与加速次数无关,C错误;粒子的最大动能还与粒子的质量和电荷量有关,D错误答案B9显像管原理的示意图如图8234所示,当没有磁场时,电子束将打在荧光屏正中的O点,安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场,使电子束发生偏转,设垂直纸面向里的磁场方向为正方向,若使高速电子流打在荧光屏上的位置由a点逐渐移动到b点,下列变化的磁场能够使电子发生上述偏转的是 图8234答案A10(2014东北师大附中第四次摸底)如图8235所示,MN是一荧光屏,当带电粒子打到荧光屏上时,荧光屏能够发光MN
11、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为屏上的一小孔,PQ与MN垂直一群质量为m、带电荷量为q的正、负两种粒子(不计重力),以相同的速率v,从小孔 图8235P处沿垂直于磁场且与PQ夹角为的范围内向各个方向射入磁场区域,不计粒子间的相互作用则以下说法正确的是A在荧光屏上P点两侧将出现两个相等长度条形亮线,其长度为(1cos )B在荧光屏上P点两侧将出现两个相等长度条形亮线,其长度为(1sin )C在荧光屏上将出现一个圆形亮斑,其半径为D在荧光屏上将出现一个圆形亮环,其外半径为,内半径为cos 解析沿PA方向射入的负粒子打在屏上的C点(离P最近的点),沿PB方向射入的负粒子打在
12、屏上的D点(离P最远的点)PD2RPC2Rcos cos 所以CDPDPC(1cos )同样带正电的粒子在P点左侧打中屏的长度也为(1cos ),选项A正确,B、C、D错误答案A二、计算题(共40分)11(20分)(2014四川省名校模拟)如图8236甲所示,为质谱仪的原理示意图质量为m的带正电粒子从静止开始经过电势差为U的电场加速后,从G点沿纸面垂直于直线MN进入偏转磁场该偏转磁场是一个以直线MN为上边界、方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场,带电粒子经偏转磁场后,最终打在照相底片上的H点测得G、H间的距离为d,粒子的重力忽略不计求:图8236(1)粒子的电荷量;(2)若偏转磁场为半
13、径r的圆形磁场,磁场方面垂直于纸面向外,磁场边界与直线MN相切于G点,如图乙所示,当粒子进入磁场时的速度不变时,要使粒子仍能打到H点,那么,圆形区域内匀强磁场的磁感应强度B应为多大解析(1)设粒子经过电场加速后的速度为v,由动能定理得:qUmv2进入磁场后作匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力得:qvB由几何知识得:R由以上几式解得:q(2)设圆形磁场的圆心O与H的连线与MN的夹角为则:tan 所以30设粒子在圆形磁场中作圆周运动的轨道半径为R,由几何知识得:Rrtan 30,由洛伦兹力提供向心力得:qvB由以上式子解得:B.答案(1)(2)12(20分)(2014衡水模拟)如图8237所示,在
14、空间有一直角坐标系xOy,直线OP与x轴正方向的夹角为30,第一象限内有两个方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域和,直线OP是它们的理想边界,OP上方区域中磁场的磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的质子(不计重力,不计质子对磁场的影响)以速度v从O点沿与OP成30角的方向垂直磁场进入区域,质子先后通过磁场区域和后,恰好垂直打在x轴上的Q点(图中未画出),试求:(1)区域中磁场的磁感应强度大小; 图8237(2)Q点到O点的距离解析(1)设质子在匀强磁场区域和中做匀速圆周运动的轨道半径分别为r1和r2,区域中磁感应强度为B,由牛顿第二定律得qvBmqvBm质子在两区域运动的轨迹如图所示,由几何关
15、系可知,质子从A点出匀强磁场区域时的速度方向与OP的夹角为30,故质子在匀强磁场区域中运动轨迹对应的圆心角为60则O1OA为等边三角形,即OAr1r2OAsin 30r1解得区域中磁感应强度为B2B(2)Q点到O点的距离为xOAcos 30r2.答案(1)2B(2)限时训练二限时45分钟,满分100分一、选择题(每小题6分,共60分)1(2013安徽理综)图8238中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线,其横截面位于正方形的四个顶点上,导线中通有大小相同的电流,方向如图所示一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动,它所受洛伦兹力的方向是 图8238A向上 B向下C向左 D向
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