1、 曲一线科学备考 第 1 页 / 共 160 页 精品题库试题 用户： paradox 生成时间： 2016.04.04 11:20:32 物理 1.(2015 四川理综 ,7,6 分 )(多选 )如图所示 ,S 处有一电子源 ,可向纸面内任意方向发射电子 ,平板 MN 垂直于纸面。在纸面内的长度 L=9.1 cm,中点 O 与 S 间的距离 d=4.55 cm,MN 与 SO直线的夹角为 ,板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场 ,磁感应强度 B=2.010-4 T。电子质量 m=9.110-31 kg,电量 e=-1.610-19 C,不计电子重力。电子源发射速度 v=
2、1.6106 m/s 的一个电子 ,该电子打在板上可能位置的区域的长度为 l,则 ( ) A.=90时 ,l=9.1 cmB.=60时 ,l=9.1 cm C.=45时 ,l=4.55 cmD.=30时 ,l=4.55 cm 答案 1.AD 解析 1.如图 ,S 到 MN 的距离 d0=d sin ,因电子在磁场中沿逆时针方向转动 ,则电子打在 MN上最上端的位置对应于电子运动轨迹与 MN的切点 ,电子打在 MN上最下端的位置对应于到 S的距离等于电子运动轨迹直径的点 (若 ,则最下端位置为 N)。因电子运动轨迹的半径r= =4.55 cm。由图中几何关系有 = , = 。当 =90时 , 取
3、得最小值 r,此时 = ,从而有 l= = + -d cos = + -d cos 。当 =90时 ,l=9.1 cm,当 =60时 ,l=6.78 cm,当 =45时 ,l=5.68 cm,当 =30时 ,l=4.55 cm。故可知 A、D 正确 ,B、 C 错误。 曲一线科学备考 第 2 页 / 共 160 页 2.(2015 北京理综 ,17,6 分 )实验观察到 ,静止在匀强磁场中 A 点的原子核发生 衰变 ,衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动 ,运动方向和轨迹示意如图。则 ( ) A.轨迹 1 是电子的 ,磁场方向垂直纸面向外 B.轨迹 2 是电子的 ,磁场方向垂直纸面向外
4、 C.轨迹 1 是新核的 ,磁场方向垂直纸面向里 D.轨迹 2 是新核的 ,磁场方向垂直纸面向里 答案 2.D 解析 2.由静止的原子核发生 衰变后产生的新核和电子做匀速圆周运动的方向相反及原子核衰变前后动量守恒得 meve-m 核 v 核 =0,粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径 r= ,因为qer 核 ,故轨迹 1 是电子的 ,轨迹 2 是新核的 ,根据左手定则可判定磁场方向垂直纸面向里 ,故 D 项正确。 3.(2015 课标 ,19,6分 )(多选 )有两个匀强磁场区域 和 , 中的磁感应强度是 中的 k倍。两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动。与 中运动的电子相比 , 中的电子
5、 ( ) A.运动轨迹的半径是 中的 k 倍 B.加速度的大小是 中的 k 倍 C.做圆周运动的周期是 中的 k 倍 D.做圆周运动的角速度与 中的相等 答案 3.AC 解析 3.由题意可知 ,v1=v2,B1=kB2。电子运动的轨迹半径 R= ,故 R2=kR1,A 正确。加速度大小 a= B,故 a2= ,B 错。周期 T= ,故 T2=kT1,C 正确。角速度 = = B,故 2=1/k,D 错。 4.(2015 课标 ,14,6 分 )两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行。一速度方曲一线科学备考 第 3 页 / 共 160 页 向与磁感应强度方向垂直的带电粒子 (不计重力
6、),从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后 ,粒子的 ( ) A.轨道半径减小 ,角速度增大 B.轨道半径减小 ,角速度减小 C.轨道半径增大 ,角速度增大 D.轨道半径增大 ,角速度减小 答案 4.D 解析 4.因洛伦兹力不做功 ,故带电粒子从较强磁场区域进入到较弱的磁场区域后 ,其速度大小不变 ,由 r= 知 ,轨道半径增大 ;由角速度 = 知 ,角速度减小 ,选项 D 正确。 5.(2015 广东理综 ,16,4 分 )在同一匀强磁场中 , 粒子 He)和质子 H)做匀速圆周运动 ,若它们的动量大小相等 ,则 粒子和质子 ( ) A.运动半径之比是 21 B.运动周期之比是 21 C.运动速
7、度大小之比是 41 D.受到的洛伦兹力之比是 21 答案 5.B 解析 5.设质子与 粒子的质量、电荷量分别为 m、 e 与 4m、 2e,则由 r= = ,可知 = ,A错误 ;由 T= ,知 = ,B 正确 ;由 p=mv,知 = ,C 错误 ;由 f=Bqv,知 = ,D 错误。 6.(2015 海南单科 ,1,3 分 )如图 ,a 是竖直平面 P 上的一点。 P 前有一条形磁铁垂直于 P,且 S极朝向 a 点。 P 后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下 ,在水平面内向右弯曲经过 a 点。在电子经过 a 点的瞬间 ,条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向 ( ) 曲一线科学备考
8、第 4 页 / 共 160 页 A.向上 B.向下 C.向左 D.向右 答案 6.A 解析 6.P 前有一条形磁铁垂直于 P,且 S 极朝向 a 点 ,条形磁铁在 a 点的磁场垂直于竖直平面向外 ,在电子经过 a 点的瞬间 ,由左手定则可知该电子所受洛伦兹力方向向上 ,A 对 ,B、 C、 D 错。 7.(2014 安徽， 18， 6 分 ) “人造小太阳 ”托卡马克装置使用强磁场约束高温等离子体 ,使其中的带电粒子被尽可能限制在装置内部 ,而不与装置器壁碰撞。已知等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度 T 成正比 ,为约束更高温度的等离子体 ,则需要更强的磁场 ,以使带电粒子在磁场中的
9、运动半径不变。由此可判断所需的磁感应强度 B 正比于 ( ) A. B.T C. D.T2 答案 7.A 解析 7.等离子体在磁场中受到的洛伦兹力提供向心力 ,有 :qvB= ,得 v= 动能 Ek= mv2= 由题意得 Ek=kT 故有 :kT= 得 B= 即 B ,选项 A 正确。 8.(2014 北京， 16， 6 分 )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.qaRb,pa=pb,Ba=Bb,故 q
10、aqb,故只有选 项 A 正确。 9.(2014 课标全国卷 ， 20， 6 分 )图为某磁谱仪部分构件的示意图。图中 ,永磁铁提供匀强磁场 ,硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹。宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子。当这些粒子从上部垂直进入磁场时 ,下列说法正确的是 ( ) 永磁铁 硅微条径迹探测器 永磁铁 A.电子与正电子的偏转方向一定不同 B.电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同 C.仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子 D.粒子的动能越大 ,它在磁场中运动轨迹的半径越小 答案 9.AC 解析 9.在同一 匀强磁场中 ,各粒子进入磁场时速度方向相同 ,但速度大
11、小关系未知。由左手定则可知电子与正电子进入磁场时所受洛伦兹力方向相反、偏转方向必相反 ,故 A 正确。因r= ,各粒子虽 q 相同、但 v 关系未知 ,故 m 相同、 v 不同时轨迹半径不同 ,而当 r 相同时只能表明 mv 相同 ,不能确定 m 的关系 ,故 B 错误、 C 正确。由 Ek= mv2 有 r= ,可见当 Ek 越大时确定的粒子其轨迹半径越大 ,故 D 错误。 曲一线科学备考 第 6 页 / 共 160 页 10.(2014 课标全国卷 ， 16， 6 分 )如图 ,MN 为铝质薄平板 ,铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场 (未画出 )。一带电粒子从紧贴铝板上表面的 P
12、 点垂直于铝板向上射出 ,从 Q点穿越铝板后到达 PQ 的中点 O,已知粒子穿越铝板时 ,其动能损失一半 ,速度方向和电荷量不变 ,不计重力。铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为 ( ) A.2B. C.1 D. 答案 10.D 解析 10.由题图可知 ,带电粒子在铝板上方的轨迹半径为下方轨迹半径的 2倍 ;由洛伦兹力提供向心力 :qvB= 得 v= ;其动能 Ek= mv2= ,故磁感应强度B= , = = ,选项 D 正确。 11.（ 2014 山东青岛高三第一次模拟考试理综物理， 20）如图所示，在边长为 L 的正方形 区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，有一带正电的电荷，从 D 点以 v
13、0 的速度沿 DB 方向射入磁场，恰好从 A 点射出，已知电荷的质量为 m，带电量为 q，不计电荷的重力，则下列说法正确的是（ ） A匀强磁场的磁感应强度为 B电荷在磁场中运动的时间为 C若电荷从 CD 边界射出，随着入射速度的减小， 电荷在磁场中运动的时间会减小 曲一线科学备考 第 7 页 / 共 160 页 D若电荷的入射速度变为 2v0，则粒子会从 AB 中点射出 答案 11.20. A 解析 11.： A、由图可以看出粒子圆周运动的半径 R=L，根据牛顿第二定律： qv0B= ，得 ： B= ， A 正确； T= ，转过的圆心角为 90，则 t= = ，故 B 错误；若电荷从 CD 边
14、界射出，则转过的圆心角均为 180，入射速度减小， ，周期与速度无关，故电荷在磁场中运动的时间不变， C 错误；若电荷的入射速度变为 2v0，则半径变为 2L，轨迹如图，设 DF 为 h，由几何知识：（ 2L-h） 2+L2=（ 2L） 2，得： h=（ 2- ）L L，可见 E 不是 AB 的中点，即粒子不会从 AB 中点射出， D 错误。 12.（ 2014 吉林实验中学高三年级第一次模拟， 20）某空间存在着如图（甲）所示的足够大的，沿水平方向的匀强磁场 。在磁场中 A、 B 两个物块叠放在一起，置于光滑绝缘水平地面上，物块 A 带正电，物块 B 不带电且表面绝缘。在 t1=0 时刻，水
15、平恒力 F 作用在物块 B上，使 A， B 由静止开始做加速度相同的运动。在 A、 B 一起向左运动的过程中，以下说法中正确的是（ ） A图（乙）可以反映 A 所受洛伦兹力大小随时间 t 变化的关系，图中 y 表示洛伦兹力大小 B图（乙）可以反映 A 对 B 的摩擦力大小随时间 t 变化的关系，图中 y 表示摩擦力大小 C图（乙）可以反映 A 对 B 的压力大小随时间 t 变化的关系，图中 y 表示压力大小 曲一线科学备考 第 8 页 / 共 160 页 D图（乙）可以反映 B 对地面的压力 大小随时间 t 变化的关系，图中 y 表示压力大小 答案 12.20 CD 解析 12.：由于 A，
16、B 由静止开始运动，因此当 t=0 时，速度为零，洛伦兹力为零，故 A错误； 由于 A、 B 是一起匀加速运动的，且 A 所受洛伦兹力竖直向下，因此对于 A 来说是由静摩擦力提供其加速度，故其所受摩擦力不变，故 B 错误；设水平方向匀加速为 a，由于竖直方向合外力为零，因此 A 对 B 的压力大小为： FN=mAg+qBat，压力为时间 t 的一次函数，故C 正确；同理 B 对地面的压力为： FN=（ mA+mB） g+qBat，也是关于 t 的一次函数，故 D正确。 13.(2014 年安徽省江南十校高三联考 ) 如图所示，半径为 R 的半圆形区域内分布着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为
17、 B，半圆的左边垂直 x 轴放置一粒子发射装置，在 -RyR的区间内各处均沿 x 轴正方向同时发射出一个带正电粒子，粒子质量均为 m、电荷量均为 q初速度均为 v，重力及粒子间的相互作用均忽略不计，所有粒子都能到达 y 轴，其中最后到达 y 轴的粒子比最先到达 y 轴的粒子晚 t 时间，则 A粒子到达 y 轴的位置一定各不相同 B、磁场区域半径 R 应满足 C ，其中角度口的弧度值满足 D从 x 轴入射的粒子最先到达 y 轴 答案 13.15 C 解析 13.粒子射入磁场后做匀速圆周运动，其运动轨迹如图所示。 y=R 的粒子直接沿直线做匀速运动到达 y 轴，其它粒子在磁场中发生偏转，由图可知，
18、发生偏转的粒子也有可能打在 y=R 的位置上，所以粒子到达 y 轴的位置不是各不相同的，故 A 错误；以沿 x 轴射入的粒子为例，若 r= R，则粒子不能达到 y 轴就偏向上离开磁场区域，所以要求 R ，曲一线科学备考 第 9 页 / 共 160 页 所有粒子才能穿过磁场到达 y 轴，故 B 错；从 x 轴入射的粒子在磁场中对应的弧长最长，所以该粒子最后到达 y 轴，而 y=R 的粒子直接沿直线做匀速运动到达 y 轴，时 间最短，故 D 错误；从 x 轴入射的粒子运动时间为： t1= ， y=R 的粒子直接沿直线做匀速运动到达 y 轴，时间最短，则 t2= 所以 t= ，其中角度 为从 x 轴
19、入射的粒子运动的圆心角，根据几何关系有： =，则 sin=sin= =sin ，故 C 正确。 14.(山东省德州市 2014 届高三上学期期末考试 ) 如图所示，速度不同的同种带电粒子 (重力不计 ) a、 b 沿半径 AO 方向进入一圆形匀强磁场区域， a, b 两粒子的运动轨迹分别为 AB 和AC，则下列说法中正确的是 A a、 b 两粒子均带正电 B a 粒子的速度比 b 粒子的速度大 C a 粒子在磁场中的运动时间比 b 粒子长 D两粒子离开磁场时的速度反向延长线一定都过圆心 O 答案 14.3 CD 解析 14.根据左手定则可知 a、 b 两粒子均带负电， A 项错；由运动轨迹可知
20、， a 的半径小曲一线科学备考 第 10 页 / 共 160 页 于 b 的半径，粒子在磁场中洛伦兹力提供向心力，做匀速圆周运动则有 Bqv 得： v ，由于带电粒子们的 B、 q、 m 均相同，所以 v 与 R 成正比，可知 a 粒子的速度比 b粒子速度小，故 B 错误；由周期公式得 ，由于带电粒子们的 B、 q、 m 均相同，所以 T 均相同，由于 a 的圆心角大，故 a 在磁场中的运动时间长，故 C 正确；进入磁场区域时，速度方向指向圆心 O，根据圆的对称性可以知道，离开磁场时，速度一定背离圆心，故D 正确。 15.(2014 年沈阳市高中三年级教学质量监测 (一 ) 如图所示，圆形区域
21、内有垂直纸面的匀强磁场，两个质量和电荷量都相同的带电粒子 a、 b，以不同的速率沿着 A0 方向对准圆心O 射入磁场，其运动轨迹如图。若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是 A、 a 粒子速率较大 B b 粒子速率较大 C b 粒子在磁场中运动时间较长 D a、 b 粒子在磁场中运动时间一样长 答案 15.3 B 解析 15.A、 B、粒子在磁场中洛伦兹力提供向心力，做匀速圆周运动则有 Bqv=m 得： r= 由于带电粒子们的 B、 q、 m 均相同，所以 r 与 v 成正比，因此运动圆弧半径越大，则运动速率越大，故 b 粒子速率最大，故 A 错误， B 正确；由周期公式得 T= ，由于带电粒子们的 B、 q、 m 均相同，所以 T 均相同，由运动圆弧对应的圆心角越大，则运动时间越长，故 a 粒子在磁场中运动的时间最长故 C、 D 两项均错误 16.(湖北省黄冈中学 2014 届高三上学期期末考试 ) 如图所示，在圆形区域内存在垂直纸面向外的匀 强磁场， ab 是圆的直径。一带电粒子从 a 点射入磁场，速度大小为 v、方向与 ab成 30角时，恰好从 b 点飞出磁场，且粒子在磁场中运动的时间为 t；若同一带电粒子从 a
