2016届一轮复习人教版磁场对运动电荷的作用单元测试.doc

磁场对运动电荷的作用 一、选择题 1. 如图是一个从O点同时发出的正、负电子的运动轨迹，匀强磁场方向垂直纸面向里，可以判定(　　) A．a、b是正电子，c是负电子，a、b、c同时回到O点 B．a、b是负电子，c是正电子，a首先回到O点 C．a、b是负电子，c是正电子，b首先回到O点 D．a、b是负电子，c是正电子，a、b、c同时回到O点 解析　电子所受洛伦兹力的方向指向运动轨迹的凹侧，速度方向沿曲线的切线方向，由左手定则可知，a、b为负电子、c为正电子；电子做圆周运动的周期T＝，与电子电性无关，故a、b、c同时回到O点，选项D正确． 答案　D 2. (多选)回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是(　　) A．增大匀强电场间的加速电压 B．增大磁场的磁感应强度 C．减小狭缝间的距离 D．增大D形金属盒的半径 解析　粒子离开回旋加速器时有：qBv＝m，动能E＝q2B2R2/(2m)，可以看出要增大粒子射出时的动能就要增大磁场的磁感应强度、增大D形金属盒的半径，B、D正确；而增大匀强电场间的加速电压、减小狭缝间的距离不会改变粒子飞出时的动能，只是改变了每次加速的动能和粒子加速的总时间，A、C错误． 答案　BD 3. 美国物理学家劳伦斯于1932年发明的回旋加速器，应用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点，能使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量，使人类在获得较高能量的带电粒子方面前进了一步。如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限制在A、C板间，带电粒子从P0处静止释放，并沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，对于这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是(　　) A．带电粒子每运动一周被加速一次 B．P1P2＝P2P3 C．加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸无关 D．加速电场方向需要做周期性的变化 解析　带电粒子每运动一周加速一次，加速电场方向不需要做周期性的变化，A对，D错．由动能定理得：nqU＝mv2，qBv＝m得R＝ ，R与加速次数不成正比，故B错．最大动能为Ek＝，可知C错． 答案　A 4. 质量为m、带电荷量为q的小球，从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中，其磁感应强度为B，如图所示．若带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法中正确的是(　　) A．小球带负电 B．小球在斜面上运动时做匀加速直线运动 C．小球在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动 D．小球在斜面上下滑过程中，小球对斜面压力为零时的速率为 解析　根据小球的运动方向和磁场方向，小球受到的洛伦兹力方向垂直于斜面，由于某时刻小球对斜面的作用力为零，说明沦伦兹力方向垂直于斜面向上，结合左手定则，小球带正电，选项A错误；对小球受力分析可得，小球受到的洛伦兹力和斜面弹力方向垂直于小球运动方向，小球沿斜面方向受到的合力mgsinθ＝ma，因而小球运动时的加速度a＝gsinθ是恒定的，小球在斜面上做匀加速直线运动，选项B正确，选项C错误；根据垂直于斜面方向，小球受到的合力为零，可得mgcosθ＝qvB，解得v＝，选项D正确． 答案　BD 5. 如图所示，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O为半圆弧的圆心，在O点存在垂直纸面向里运动的匀速电子束．MOP＝60°，在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O点的电子受到的洛伦兹力大小为F1.若将M处长直导线移至P处，则O点的电子受到的洛伦兹力大小为F2.那么F2与F1之比为(　　) A.1 B.2 C．11 D．12 解析　长直导线在M、N、P处时在O点产生的磁感应强度B大小相等，M、N处的导线在O点产生的磁感应强度方向都向下，合磁感应强度大小为B1＝2B，P、N处的导线在O点产生的磁感应强度夹角为60°，合磁感应强度大小为B2＝B，可得，B2B1＝2，又因为F洛＝qvB，所以F2F1＝2，选项B正确． 答案　B 6.带电粒子a、b在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，它们的动量大小相等，a运动的半径大于b运动的半径．若a、b的电荷量分别为qa、qb，质量分别为ma、mb，周期分别为Ta、Tb.则一定有(　　) A．qaqb B．mamb C．TaTb D. 解析　带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其半径r＝＝，已知两粒子动量相等，且rarb，故一定有qaqb，故A正确；仅由动量、半径的关系不能