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1、12013-20142013-2014 学年湖南省长沙市长郡中学学年湖南省长沙市长郡中学高三（上）同步练习物理试卷高三（上）同步练习物理试卷一、选择题一、选择题1（3 分）（2011惠州三模）如图所示圆形区域内，有垂直于纸面方向的匀强磁场，一束质量和电荷量都相同的带电粒子，以不同的速率，沿着相同的方向，对准圆心 O 射入匀强磁场，又都从该磁场中射出，若带电粒子在磁场中只受磁场力的作用，则在磁场中运动时间越长的带电粒子（ ）A速率一定越小B速率一定越大C在磁场中通过的路程越长D在磁场中的周期一定越大2（3 分）（2014宿州模拟）如图，在一水平放置的平板 MN 的上方有匀强磁场，磁感应强度的大小
2、为 B，磁场方向垂直于纸面向里许多质量为 m 带电量为+q 的粒子，以相同的速率 v 沿位于纸面内的各个方向，由小孔 O 射入磁场区域不计重力，不计粒子间的相互影响下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域，其中 R=哪个图是正确的（ ）ABCD23（3 分）如右图所示，纸面内有宽为 L 水平向右飞行的带电粒子流，粒子质量为 m，电荷量为q，速率为 v0，不考虑粒子的重力及相互间的作用，要使粒子都汇聚到一点，可以在粒子流的右侧虚线框内设计一匀强磁场区域，则磁场区域的形状及对应的磁感应强度可以是（其中 B0=，A、C、D 选项中曲线均为半径是 L 的 圆弧，B 选项中曲线为半径是 的圆）（ ）A
3、BCD二、解答题二、解答题4如图所示，A、B 为水平放置的无限长平行板，板间距离为 d，A 板上有一电子源 P，Q点为 P 点正上方 B 板上的一点，在纸面内从 P 点向 Q 点发射速度大小不限的电子，若垂直纸面向里方向加一匀强磁场，磁场感应强度为 B，已知电子质量为 m，电量为 q，不计电子重力及电子间的相互作用力，且电子打到板上均被吸收，并转移到大地，求电子击在 A、B两板上的范围？5如图所示，等腰直角三角形 OPQ，直角边 OP、OQ 长度均为 L，直角平面内（包括边界）有一垂直平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 B在 PQ 边下方放置一带电粒子发射装置，它沿垂直 PQ 边的方向发射出
4、一束具有相同质量、电荷量和速度 v 的带正电粒子，已知带电粒子的比荷为： =（1）粒子在磁场中运动的半径；3（2）粒子从 OQ 边射出的区域长度6如图所示，在 0xa、0y 范围内有垂直于 xy 平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，坐标原点 O 处有一个粒子源，在某时刻发射大量质量为 m、电荷量为 q 的带正电粒子，它们的速度大小相同，速度方向均在 xy 平面内，与 y 轴正方向的夹角分布在090范围内，已知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于 到 a 之间，从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做圆周运动周期的四分之一，求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的速度的大小及方向
5、？7如图所示，在 xOy 平面内有许多电子（质量为 m，电量为 e），从坐标原点 O 不断的以相同大小的速度 v 沿不同方向射入 I 象限，现加一个垂直于 xOy 平面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场，要求这些电子穿过该磁场后都能平行于 x 轴向+x 方向运动，试求符合该条件的磁场的最小面积？三、解答题（共三、解答题（共 3 3 小题，满分小题，满分 0 0 分）分）8如图所示，在正方形 ABCD 的适当区域中有匀强磁场现有一放射源放置于正方形 ABCD顶点 A 处，可由 A 点向正方形区域内的各个方向放射质量为 m、速度为 v0、带电量为 e 的4电子若沿 AD 方向发射的电子经磁场偏转后恰
6、好可由 C 点射出要使放射源由 A 放射的所有电子穿出匀强磁场时，都只能垂直于 BC 向右射出，试求匀强磁场区域分布的最小面积S（粒子重力忽略不计）9（2011 秋乌兰浩特市校级期末）一带电质点，质量为 m，电荷量为 q，以平行于 x 轴的速度 v 从 y 轴上的 a 点射入如图所示的第一象限所示的区域、为了使该质点能从 x 轴上的 b 点以垂直于 x 轴的速度 v 射出，可在适当地方加一个垂直于 xOy 平面磁感应强度为 B的匀强磁场若此磁场仅分布在一个圆形区域内，试求这个圆形磁场区域的最小半径，重力忽略不计10如图所示，一质量为 m、带电量为 q 的粒子以速度 v0从 A 点沿等边三角形
7、ABC 的 AB 方向射入磁感应强度为 B方向垂直于纸面的圆形匀强磁场区域中，要使该粒子飞出磁场后沿 BC 方向，求圆形磁场区域的最小面积（粒子重力忽略不计）52013-20142013-2014 学年湖南省长沙市长郡中学学年湖南省长沙市长郡中学高三（上）同步练习物理试卷高三（上）同步练习物理试卷参考答案与试题解析参考答案与试题解析一、选择题一、选择题1（3 分）（2011惠州三模）如图所示圆形区域内，有垂直于纸面方向的匀强磁场，一束质量和电荷量都相同的带电粒子，以不同的速率，沿着相同的方向，对准圆心 O 射入匀强磁场，又都从该磁场中射出，若带电粒子在磁场中只受磁场力的作用，则在磁场中运动时间
8、越长的带电粒子（ ）A速率一定越小B速率一定越大C在磁场中通过的路程越长D在磁场中的周期一定越大考点： 带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力专题： 带电粒子在磁场中的运动专题分析： 三个质量和电荷量都相同的带电粒子，以不同的速率垂直进入匀强磁场中，则运动半径的不同，导致运动轨迹也不同因此运动轨迹对应的半径越大，则粒子的速率也越大而运动周期它们均一样，但运动时间却由圆弧对应的圆心角决定解答：解：由周期公式得：T=由于带电粒子们的 B、q、m 均相同，所以 T 相同，故 D错误根据 t=可知，在磁场中运动时间越长的带电粒子，圆心角越大，半径越小，由 r=知速率一定越小，A 正确，B 错
9、误通过的路程即圆弧的长度 l=r，与半径 r 和圆心角 有关，故 C 错误6故选 A点评： 带电粒子在磁场、质量及电量相同情况下，运动的半径与速率成正比，从而根据运动圆弧来确定速率的大小；运动的周期均相同的情况下，可根据圆弧的对应圆心角来确定运动的时间的长短2（3 分）（2014宿州模拟）如图，在一水平放置的平板 MN 的上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为 B，磁场方向垂直于纸面向里许多质量为 m 带电量为+q 的粒子，以相同的速率 v 沿位于纸面内的各个方向，由小孔 O 射入磁场区域不计重力，不计粒子间的相互影响下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域，其中 R=哪个图是正确的（ ）ABC
10、D考点： 带电粒子在匀强磁场中的运动专题： 带电粒子在磁场中的运动专题分析： 相同速率的粒子在磁场中圆周运动的半径相同，根据带电粒子的进入磁场的方向可确定出圆心的位置，则可得出所有粒子能到达的最远位置，即可确定出粒子的范7围解答：解：据题：所有粒子的速率相等，由 r=可知所有粒子在磁场中圆周运动半径相同，由图可知，由 O 点射入水平向右的粒子恰好应为最右端边界，MO=2r=2R；随着粒子的速度方向偏转，粒子转动的轨迹圆可认为是以 O 点为圆心以 2R 为半径转动；则可得出符合题意的范围应为 A；故 A 正确故选：A点评： 确定带电粒子轨迹的范围一般应用画图的方法找出，结合几何知识进行分析，可以
11、用最快的速度求出结论3（3 分）如右图所示，纸面内有宽为 L 水平向右飞行的带电粒子流，粒子质量为 m，电荷量为q，速率为 v0，不考虑粒子的重力及相互间的作用，要使粒子都汇聚到一点，可以在粒子流的右侧虚线框内设计一匀强磁场区域，则磁场区域的形状及对应的磁感应强度可以是（其中 B0=，A、C、D 选项中曲线均为半径是 L 的 圆弧，B 选项中曲线为半径是 的圆）（ ）8ABCD考点： 带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动专题： 带电粒子在复合场中的运动专题分析： 带电粒子流水平向右飞入匀强磁场做匀速圆周运动，由于不同的位置，但速度大小方向均相同，则它们的运动轨迹的半径相同而它
12、们的圆弧长度不一，则飞行时间则不同解答： 解：由于带电粒子流的速度均相同，则当飞入 A、B、C 这三个选项中的磁场时，它们的轨迹对应的半径均相同唯有 D 选项因为磁场是 2B0，它的半径是之前半径的 2倍然而当粒子射入 B、C 两选项时，均不可能汇聚于同一点而 D 选项粒子是向上偏转，但仍不能汇聚一点所以只有 A 选项，能汇聚于一点故选：A点评： 带电粒子以相同的速度方向，沿不同位置进入匀强磁场时，轨迹的圆弧长度不同，则运动的时间不同，但半径仍相同二、解答题二、解答题4如图所示，A、B 为水平放置的无限长平行板，板间距离为 d，A 板上有一电子源 P，Q点为 P 点正上方 B 板上的一点，在纸
13、面内从 P 点向 Q 点发射速度大小不限的电子，若垂直纸面向里方向加一匀强磁场，磁场感应强度为 B，已知电子质量为 m，电量为 q，不计电子重力及电子间的相互作用力，且电子打到板上均被吸收，并转移到大地，求电子击在 A、B两板上的范围？9考点： 带电粒子在匀强磁场中的运动专题： 带电粒子在磁场中的运动专题分析： 电子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律求出电子的轨道半径，然后求出电子的临界速度，最后确定电子打击的范围解答： 解：电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，电子恰好与 B 板相切时，电子轨道半径 r0=d，由牛顿第二定律得：qv0B=m，解得：v0=，当电子速度：vv0=时
14、电子打在 B 板上，距 Q 点的距离为：大于等于 d，当电子速度：vv0=时，电子打在 A 板上，到 P 点的距离小于等于：2d；答：电子击在 A 板上的范围是：在 P 点右侧距 P 点的最大距离为 2d 的范围内；电子打在 B 两板上的范围是：距 Q 点距离为 d 的右侧范围内点评： 本题考查了求电子打在板上的范围，分析清楚电子的运动过程，求出电子的临界速度 即可正确解题5如图所示，等腰直角三角形 OPQ，直角边 OP、OQ 长度均为 L，直角平面内（包括边界）有一垂直平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 B在 PQ 边下方放置一带电粒子发射装置，它沿垂直 PQ 边的方向发射出一束具有相同质
15、量、电荷量和速度 v 的带正电粒子，已知带电粒子的比荷为： =（1）粒子在磁场中运动的半径；（2）粒子从 OQ 边射出的区域长度10考点： 带电粒子在匀强磁场中的运动专题： 带电粒子在磁场中的运动专题分析： （1）带电粒子垂直进入磁场中，由洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律可求出粒子在磁场中运动的半径；（2）粒子在磁场中运动时轨迹对应的圆心角越大，运动时间越长，运用作图法得到粒子从 OQ 边射出的区域，由几何知识求出长度解答： 解：（1）带电粒子垂直进入磁场中，由洛伦兹力提供向心力，设其运动半径为 r，根据牛顿第二定律得：qvB=m，将 =代入解得：r= ；（2）由上知：r= ，而 PQ=L
16、，则由粒子运动轨迹和几何关系可知，粒子在磁场中最大能做半圆弧运动，通过作图（如图）分析可知，粒子从 OQ 边射出的区域为 aQ，如图所示，由几何知识得：aQ=L答：（1）粒子在磁场中运动的半径是 ；（2）粒子从 OQ 边射出的区域长度是L点评： 本题的解题关键是画出粒子运动的轨迹，运用几何知识确定轨迹半径和粒子从 OQ 边射出的区域长度6如图所示，在 0xa、0y 范围内有垂直于 xy 平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，坐标原点 O 处有一个粒子源，在某时刻发射大量质量为 m、电荷量为 q 的带正电11粒子，它们的速度大小相同，速度方向均在 xy 平面内，与 y 轴正方向的夹角分布在090范围内，已知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于 到 a 之间，从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做圆周运动周期的四分之一
