2016年步步高全国专用第三轮增分练习11

2016年步步高全国专用第三轮增分练习11内容摘要：

1、高中物理资源下载平台 带电粒子在磁场中的运动题型 21带电粒子在磁场中的圆周运动1(多选) 如图 1，Q 是圆 O 的两条相互垂直的直径，圆内有垂直纸面向里的匀强磁场，荷质比相等的正、负离子分别从 M、N 以等大速率射向 出射，则( )图 1A负离子会从 Q 出射B负离子也从 P 出射C两离子在磁场中的运动时间相等D两离子在磁场中运动路程不相等答案据左手定则判断知，负离子进入磁场后所受的洛伦兹力向上，会顺时针旋转由半径公式 r 知，正、负离子的荷质比 相等，速率 v 相等，则轨迹半径相等，所以负离子也从射，故 A 错误，B 正确；由 T 知，荷质比相等，则它们的周期相等，两个离子轨迹20，在磁 2、场中运动时间都是 ，故 C 正确；两个离子在磁场中运动轨迹的长则它们运动的路程相等，故 D 错误图 2 所示，圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度的大小为 为磁场边界上的一点相同的带正电荷粒子，以相同的速率从 P 点射入磁场区域，速度方向沿位于纸面内的各个方向这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段弧上，这段圆弧的弧长是圆周长的 2，结果相应的弧长变为圆周长的 ，不计粒子的重力和粒子间13 14的相互影响，则 等于() 圆形区域的半径为 r，磁感应强度为 P 点射入的粒子与磁场边界的最远交点为 M，最远的点是轨迹上直径与磁场边界圆的交点，20 ，如图甲所示，所以粒子做圆周运动的半径 R 3、 为：0 ，解得：R 2时，从 P 点射入的粒子与磁2场边界的最远交点为 N，最远的点是轨迹上直径与磁场边界圆的交点， 0，如图乙所示，所以粒子做圆周运动的半径 R为：R ，v、m、q 相等，则得： R3222 623(多选) 如图 3 所示，垂直于纸面向里的匀强磁场分布在正方形 域内，O 点是 的中点，一个带正电的粒子从 O 点沿纸面以垂直于 的速度射入正方形内，仅在磁场力的作用下，经过时间 好从 c 点射出磁场现设法使该带电粒子从 O 点沿纸面内与 30角的方向，以大小不同的速率射入正方形内，下列说法中正确的是()图 3A若该带电粒子在磁场中经历的时间是 它一定从 射出磁场53B若该带电粒 4、子在磁场中经历的时间是 它一定从 射出磁场12C若该带电粒子在磁场中经历的时间是 它一定从 射出磁场14D若该带电粒子在磁场中经历的时间是 它一定从 射出磁场高中物理资源下载平台 子从 O 点垂直于 射出后从 c 点射出磁场的过程，其运动轨迹为半个圆周，由此可知粒子在该磁场中的运动周期为 T2t 射出磁场( 即粒子轨迹与 相切)，则粒子在磁场中运动速度偏转了 60角，对应的运动时间为 ，因此粒子若从 运动时间应小于 ，由此可知，选项 B 错误若粒子刚好能从 射出磁场粒子轨迹与 相切)，则粒子在磁场中运动速度偏转了 150角，对应的运动时间为T ，因此粒子若从 射出，其运动时间一定小于 ，因此选 5、项 C 错误若粒子刚512 5射出磁场( 即粒子轨迹与 相切)，则粒子在磁场中运动速度偏转了 240角，对应的运动时间为 T ；因此粒子若从 射出，其运动时间一定小于 ，但大于 ，23 4 正确若粒子能回到 ，其偏转角一定是 300角，对应的时间一定为 T56，因此选项 A 正确5多选) 如图 4 所示，在平面直角坐标系中有一个垂直于纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点 O 和 y 轴上的点 a(0，L)一质量为 m、电荷量为 e 的电子从 a 点以初速度 行于 从 x 轴上的 b 点射出磁场，此时速度方向与 x 轴正方向的夹角为 60)图 4A电子在磁场中运动的时间为子在磁场中运动的时间为2 6、场区域的圆心坐标( ， )32D电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为(0，2L)答案子的轨迹半径为 R，由几何知识，0RL，得 R ，而 T ，得：t ，故 A 错误，B 正确；设磁场区域的圆心x，y) ，其中 x 0 L，y ，所以磁场圆心坐标为( L， )，故 C 正确；根12 32 2 子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为(0，L)，故 D 错误5如图 5 所示，边长 l 的正方形 域(含边界)内，存在着垂直于区域表面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B，带电平行金属板 Q 间形成了匀强电场( 不考虑金属板在其他区域形成的电场)在 上，两板左端 M、P 恰在 上，金属板长度、板间距长度均为 ，S 7、为中点，O 为 中点，一带负电的离子(质量为 m，电荷量的绝对值为 q)从 S 点开始运动，刚好沿着直线 动，然后打在 的中点(不计离子的重力) 求：图 5(1)离子的速度 2)电场强度 E 的大小；(3)如果另一个质量为 m，电荷量为 q 的带正电离子某一时刻从 c 点沿 向射入，在带负电的离子打到 点之前与之相向正碰，求该正离子入射的速率 1) (2) (3)31)(2)能穿过速度选择器的离子受到的洛伦兹力与电场力相等，高中物理资源下载平台 ：B解得：v 0伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得： r l，38解得：E ，v 0 )离子发生正碰，两离子轨迹将内切，如图所示：设从 c 进入磁场的 8、正离子轨道半径为 r，速率为 v，由几何知识得：(rr) 2r 2(r )2，rl，由牛顿第二定律得：m ，v2r代入数据解得：v 2带电粒子运动的临界、极值问题1如图 1 所示，两个同心圆，半径分别为 r 和 2r，在两圆之间的环形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 处有一放射源，放出粒子的质量为 m，带电荷量为 q，假设粒子速度方向都和纸面平行， 不计粒子重力图 1(1)图中箭头表示某一粒子初速度的方向，初速度方向夹角为 60，要想使该粒子经过磁场第一次通过 A 点，则初速度的大小是多少。 (2)要使粒子不穿出环形区域，则粒子的初速度不能超过多少。 高中物理资源下载平台 (1) ( 9、2)31)如图所示，设粒子在磁场中的轨道半径为 由几何关系得 ，由 )设粒子在磁场中的轨道半径为 由几何关系(2r R 2 ，由 图 2 所示，在 面内，三个半径为 a 的四分之一圆形有界区域、内有垂直纸面向外、磁感应强度为 B 的匀强磁场(含边界上)一群质量为 m、电荷量为 q 的带正电的粒子同时从坐标原点 O 以相同的速率、不同的方向射入第一象限内( 含沿 x 轴、y 轴方向)，它们在磁场中运动的轨道半径也为 a，在 ya 的区域，存在场强为 E、沿x 方向的匀强电场整个装置在真空中，不计粒子的重力及粒子之间的相互作用求：图 2(1)粒子从 O 点射入磁场时的速率 2)这群粒子从 O 点射 10、入磁场至运动到 x 轴的最长时间；(3)这群粒子到达 y 轴上的区域范围答案(1) (2)aya1)由 m 得，v 0 )这群粒子中，从 O 沿y 轴方向射入磁场的粒子，耗时最长，由 t 得，t )这群粒子经过区域偏转后方向都变成与x 轴平行，接着匀速直线进入 区域，经过区高中物理资源下载平台 从 C 点进入区域，经过区域偏转，离开区域时，所有粒子都变成与y 轴平行( 即垂直进入电场)，对于从 x2a 进入电场的粒子，在x 方向的分运动有：2a t ，解得 y 轴上的坐标为：y 1av 0a1 4x3a 进入电场的粒子，在x 方向的分运动有：3a t ，解得 6y 轴上的坐标为：av 0a6y 轴上的区间为：ay a6图 3 是某屏蔽高能粒子辐射的装置，铅盒左侧面中心。