人教新课标物理高二上学期寒假作业6 带电粒子在复合场中的运动 (含答案).docx
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1、1CT 扫描是计算机 X 射线断层扫描技术的简称,CT 扫描机可用于对多种病情的探测。图 (a)是某种 CT 机主要部分的剖面图, 其中 X 射线产生部分的示意图如图(b)所示。 图(b)中 M、 N 之间有一电子束的加速电场,虚线框内有匀强偏转磁场;经调节后电子束从静止开始沿带 箭头的实线所示的方向前进,打到靶上,产生 X 射线(如图中带箭头的虚线所示) ;将电子 束打到靶上的点记为 P 点。则( ) AM 处的电势高于 N 处的电势 B增大 M、N 之间的加速电压可使 P 点左移 C偏转磁场的方向垂直于纸面向外 D增大偏转磁场磁感应强度的大小可使 P 点左移 【解析】由于电子带负电,要在
2、M、N 间加速则 M、N 间电场方向由 N 指向 M,根据沿着 电场线方向电势逐渐降低可知 M 的电势低于 N 的电势, 故 A 错误; 增大加速电压则根据 qU 1 2mv 2,可知会增大到达偏转磁场的速度;又根据在偏转磁场中洛伦兹力提供向心力有 qvB mv 2 R,可得 R mv qB,可知会增大在偏转磁场中的偏转半径,由于磁场宽度相同,故根据几 何关系可知会减小偏转的角度, 故 P 点会右移, 故 B 错误; 电子在偏转电场中做圆周运动, 向下偏转,根据左手定则可知磁场方向垂直纸面向里,故 C 错误;由 B 选项的分析可知, 当其他条件不变时,增大偏转磁场磁感应强度会减小半径,从而增大
3、偏转角度,使 P 点左 移,故 D 正确。 2如图,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上(与纸面平行),磁场方 向垂直于纸面向里。三个带正电的微粒 a、b、c 电荷量相等,质量分别为 ma、mb、mc。已 知在该区域内,a 在纸面内做匀速圆周运动,b 在纸面内向右做匀速直线运动,c 在纸面内 向左做匀速直线运动。下列选项正确的是( ) 作业作业6 6 带电粒子在复合场中的运动 Amambmc Bmbmamc Cmcmamb Dmcmbma 【答案】B 【解析】对微粒 a,洛伦兹力提供其做圆周运动所需向心力,且 magEq,对微粒 b,qvB Eqmbg,对微粒 c,qvBmcgE
4、q,联立三式可得 mbmamc,选项 B 正确。 1如图所示,两导体板水平放置,两板间电势差为 U,带电粒子以某一初速度 v0沿平行于 两板的方向从两板正中间射入, 穿过两板后又沿垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场, 则粒子射入磁场和射出磁场的 M、N 两点间的距离 d 随着 U 和 v0的变化情况为( ) Ad 随 v0增大而增大,d 与 U 无关 Bd 随 v0增大而增大,d 随 U 增大而增大 Cd 随 U 增大而增大,d 与 v0无关 Dd 随 v0增大而增大,d 随 U 增大而减小 2如图所示,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 U 加速 后垂直
5、进入磁感应强度为 B 的匀强磁场中,粒子最后落到 P 点,设 OPx,下列图线能够 正确反映 x 与 U 之间的函数关系的是( ) 3如图所示,电场强度为 E 的匀强电场方向竖直向下,磁感应强度为 B 的水平匀强磁场垂 直纸面向里,三个油滴 a、b、c 带有等量的同种电荷。已知 a 静止,b、c 在纸面内按图示 方向做匀速圆周运动(轨迹未画出)。忽略三个油滴间的静电力作用,比较三个油滴的质量及 b、c 的运动情况,以下说法中正确的是( ) A三个油滴的质量相等,b、c 都沿顺时针方向运动 Ba 的质量最大,c 的质量最小,b、c 都沿逆时针方向运动 Cb 的质量最大,a 的质量最小,b、c 都
6、沿顺时针方向运动 D三个油滴的质量相等,b 沿顺时针方向运动,c 沿逆时针方向运动 4如图所示,一平行板电容器,右极板接电源正极,板长为 2d,板间距离为 d。一带电荷 量为 q、质量为 m 的负离子(重力不计)以速度 v0贴近左极板沿极板方向射入,恰从右极板下 边缘射出。在右极板右侧空间存在垂直纸面方向的匀强磁场(未标出)。要使该负离子在磁场 中运动后,又恰能直接从右极板上边缘进入电场,则( ) A磁场方向垂直纸面向里 B磁场方向垂直纸面向外、向里都有可能 C磁感应强度大小为mv0 qd D在磁场中运动时间为3 2d 2v0 5如图所示,粗糙的足够长的竖直木杆上套有一个带电的小球,整个装置处
7、在由水平匀强 电场和垂直纸面向外的匀强磁场组成的足够大的复合场中, 小球由静止开始下滑, 在整个运 动过程中小球的 vt 图象如下图所示,其中正确的是( ) 6(多选)如图所示,a、b 是一对平行金属板,分别接到直流电源的两极上,使 a、b 两板间 产生匀强电场(场强大小为 E),右边有一块挡板,正中间开有一小孔 d,在较大空间范围内 存在着匀强磁场,磁感应强度大小为 B,方向垂直纸面向里。从两板左侧中点 c 处射入一束 正离子(不计重力),这些正离子都沿直线运动到右侧,从 d 孔射出后分成三束,则下列判断 正确的是( ) A这三束正离子的速度一定不相同 B这三束正离子的比荷一定不相同 Ca、
8、b 两板间的匀强电场方向一定由 a 指向 b D若这三束离子改为带负电而其他条件不变,则仍能从 d 孔射出 7(多选)如图所示,两竖直平行边界内,匀强电场方向竖直(平行纸面)向下,匀强磁场方向 垂直纸面向里。一带负电小球从 P 点以某一速度垂直边界进入,恰好沿水平方向做直线运 动。若增大小球从 P 点进入的速度但保持方向不变,则在小球进入的一小段时间内( ) A小球的动能减小 B小球的电势能减小 C小球的重力势能减小 D小球的机械能减小 8(多选)如图所示,平面直角坐标系的第二象限内存在着垂直纸面向外、磁感应强度大小 为 2B 的匀强磁场,第三象限内存在着垂直纸面向里、磁感应强度大小为 B 的
9、匀强磁场。一 带负电的粒子从原点 O 以某一速度沿与 y 轴成 30 角方向斜向上射入磁场, 且在第二象限运 动时的轨迹圆的半径为 R,已知带电粒子的质量为 m,所带电荷量为 q,且所受重力可以忽 略。则( ) A粒子在第二象限和第三象限两磁场中运动的轨迹圆半径之比为 12 B粒子完成一次周期性运动的时间为2m 3qB C粒子从 O 位置入射后第二次经过 x 轴时的位置到坐标原点的距离为 3 3R D若仅将粒子的入射速度大小变为原来的 2 倍,则粒子完成一次周期性运动的时间将减少 10如图所示,在第一象限内,存在垂直于 xOy 平面向外的匀强磁场,第二象限内存在 水平向右的匀强电场,第三、四象
10、限内存在垂直于 xOy 平面向外、磁感应强度大小为 B0的 匀强磁场。一质量为 m,电荷量为q 的粒子,从 x 轴上 M 点以某一初速度垂直于 x 轴进 入第四象限,在 xOy 平面内,以原点 O 为圆心做半径为 R0的圆周运动;随后进入电场运动 至 y 轴上的 N 点,沿与 y 轴正方向成 45 角离开电场;在磁场中运动一段时间后,再次垂 直于 x 轴进入第四象限。不计粒子重力。求: (1)带电粒子从 M 点进入第四象限时初速度的大小 v0; (2)电场强度的大小 E; (3)磁场的磁感应强度的大小 B1。 11如图所示,在竖直平面内,第二象限存在方向竖直向下的匀强电场(未画出),第一象限
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