《物理优化探究选修3-1-8-3作业及答案概要》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理优化探究选修3-1-8-3作业及答案概要（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、精选优质文档-倾情为你奉上1(2013年东莞调研)一个电子穿过某一空间而未发生偏转，则()A此空间一定不存在磁场B此空间一定不存在电场C此空间可能只有匀强磁场，方向与电子速度垂直D此空间可能同时有电场和磁场解析：当空间只有匀强磁场，且电子的运动方向与磁场方向垂直时，受洛伦兹力作用，会发生偏转，C不正确当空间既有电场又有磁场，且两种场力相互平衡时，电子不会发生偏转，A、B不正确，D正确答案：D2如图所示，一束质量、速度和电荷量不全相等的离子，经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择器后，进入另一个匀强磁场中并分裂为A、B束，下列说法中正确的是()A组成A、B束的离子都带正电B组成A、B束的离
2、子质量一定不同C速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外DA束离子的比荷()大于B束离子的比荷解析：A与B两束离子由速度选择器进入磁场后，由左手定则可判断出A、B两束离子均带正电；离子在速度选择器中做匀速直线运动，两离子带正电，所受静电力与场强方向一致，水平向右，洛伦兹力必水平向左，且与静电力等大：BqvqEv，由左手定则可得速度选择器中的磁场方向应垂直于纸面向里；两离子进入磁场后做匀速圆周运动，观察可得圆周运动半径不同，依据r可得两离子的比荷不等，A束离子的圆周运动的半径较小，则比荷大于B束离子答案：AD3(2013年石家庄检测)劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示置于高真空中的
3、D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U.若A处粒子源产生的质子质量为m、电荷量为q，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响则下列说法正确的是()A质子被加速后的最大速度不可能超过2RfB质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比C质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为1D不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器的最大动能不变解析：粒子被加速后的最大速度受到D形盒半径R的制约，因v2Rf，A正确；粒子离开回旋加速器的最大动能Ekmmv2m42R2f22m2R2
4、f2，与加速电压U无关，B错误；根据R，Uqmv，2Uqmv，得质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为1，C错误；因回旋加速器的最大动能Ekm2m2R2f2与m、R、f均有关，D错误答案：A4(2013年保定质检)在平面直角坐标系xOy中，第象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成60角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示不计粒子重力，求(1)M、N两点间的电势差UMN；(2)粒子在磁场中运动的
5、轨道半径r；(3)粒子从M点运动到P点的总时间t.解析：(1)设粒子过N点时的速度为v，有cos v2v0粒子从M点运动到N点的过程，有qUMNmv2mvUMN(2)粒子在磁场中以O为圆心做匀速圆周运动，半径为ON，有qvBr(3)由几何关系得ONrsin 设粒子在电场中运动的时间为t1，有ONv0t1t1粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T设粒子在磁场中运动的时间为t2，有t2Tt2tt1t2t答案：(1)(2)(3)命题报告教师用书独具知识点题号带电粒子在复合场中受力及运动轨迹问题2、7、8、10回旋加速器、质谱仪及磁流体发电机原理1、3、5复合场中功能关系的应用4、6、9带电粒子在复合场中
6、两类偏转问题11、12一、选择题(本题共10小题，每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1关于回旋加速器加速带电粒子所获得的能量，下列结论中正确的是()A只与加速器的半径有关，半径越大，能量越大B与加速器的磁场和半径均有关，磁场越强、半径越大，能量越大C只与加速器的电场有关，电场越强，能量越大D与带电粒子的质量和电荷量均有关，质量和电荷量越大，能量越大解析：回旋加速器中的带电粒子旋转半径与能量有关，速度越大，半径越大达到最大速度v时，半径增大到最大R，能量最大粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，满足qvB，则v，故Ekmv2.R越大，能量越大；B越大，能量越大，A错误、
7、B正确；Ek与加速器的电场无关，C错误；质量m变大时，Ek变小，D错误答案：B2(2013年杭州月考)有一个带电荷量为q、重力为G的小球，从两竖直的带电平行板上方h处自由落下，两极板间另有匀强磁场，磁感应强度为B，方向如图所示，则带电小球通过有电场和磁场的空间时，下列说法正确的是()A一定做曲线运动B不可能做曲线运动C有可能做匀加速运动D有可能做匀速运动解析：由于小球在下落过程中速度变化，洛伦兹力会变化，小球所受合力变化，故小球不可能做匀速或匀加速运动，B、C、D错，A正确答案：A3(2013年常州模拟)1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖若一束粒子
8、由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列说法中正确的是()A该束带电粒子带负电B速度选择器的P1极板带正电C在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大D在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小解析：根据左手定则可确定粒子带正电，A错误；由速度选择器中静电力和洛伦兹力方向相反知，P1板带正电，B正确；根据qvB，r，故可以确定C错误、D正确答案：BD4.如图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场一带电粒子a(不计重力)以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O点(图中未标出)穿出若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b(
9、不计重力)仍以相同初速度由O点射入，从区域右边界穿出，则粒子b()A穿出位置一定在O点下方B穿出位置一定在O点上方C运动时，在电场中的电势能一定减小D在电场中运动时，动能一定减小解析：带电粒子的电性可正也可负，当只有电场作用时，粒子穿出位置可能在O点上方，也可能在O点下方电场力一定对粒子做正功，粒子的电势能减小，动能一定增加答案：C5如图所示为磁流体发电机的原理图：将一束等离子体喷射入磁场，在场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷 ，产生电压如果射入的等离子体的初速度为v，两金属板的板长(沿初速度方向)为L，板间距离为d，金属板的正对面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于离子
10、初速度方向，负载电阻为R，电离气体充满两板间的空间当发电机稳定发电时，电流表的示数为I.那么板间电离气体的电阻率为()A.(R)B.(R)C.(R) D.(R)解析：当发电机稳定时，等离子体做匀速直线运动，所以qvBqEq，即UBdv，由I和r得(R)，故A正确答案：A6(2013年吉林实验中学一模)如图所示，一带电塑料小球质量为m，用丝线悬挂于O点，并在竖直平面内摆动，最大摆角为60，水平磁场垂直于小球摆动的平面当小球自左方摆到最低点时，悬线上的张力恰为零，则小球自右方最大摆角处摆到最低点时悬线上的张力为()A0 B2mgC4mg D6mg解析：设小球自左方摆到最低点时速度为v，则mv2mg
11、L(1cos 60)，此时qvBmgm，当小球自右方摆到最低点时，v大小不变，洛伦兹力方向发生变化，FTmgqvBm，得FT4mg，故C正确答案：C7(2013年厦门检测)如图所示，一束粒子(不计重力，初速度可忽略)缓慢通过小孔O1进入极板间电压为U的水平加速电场区域，再通过小孔O2射入相互正交的恒定匀强电场、磁场区域，其中磁场的方向如图所示，磁感应强度大小可根据实际要求调节，收集室的小孔O3与O1、O2在同一条水平线上则收集室收集到的是()A具有特定质量的粒子B具有特定比荷的粒子C具有特定速度的粒子 D具有特定动能的粒子解析：粒子在加速电场中由动能定理可得：qUmv2v ，粒子沿直线O1O2
12、O3运动，则在相互正交的恒定匀强电场、磁场区域中必定受力平衡，可得：qEBqvv为某一定值故选项B、C正确答案：BC8(2013年黄冈模拟)如图所示，空间存在正交的匀强电场和匀强磁场，匀强电场方向竖直向上，匀强磁场的方向垂直纸面向里有一内壁光滑、底部有带正电小球的试管在水平拉力F作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口处飞出已知小球质量为m，带电量为q，场强大小为E.关于带电小球及其在离开试管前的运动，下列说法中正确的是()A洛伦兹力对小球不做功B洛伦兹力对小球做正功C小球的运动轨迹是一条抛物线D维持试管匀速运动的拉力F应逐渐增大解析： 洛伦兹力总是与带电粒子速度的方向垂直，所以不做功，A
13、正确、B错；小球在竖直方向上的电场力和向下的重力，二者大小相等试管向右匀速运动，小球的水平速度不变，则竖直向上的洛伦兹力分量大小不变，小球竖直向上做加速运动，即小球做类平抛运动，故C正确；小球在竖直方向上的速度增大，水平向左的洛伦兹力分量增大，而试管又向右做匀速运动，所以F要逐渐增大，故D正确答案：ACD9. (2013年烟台模拟) 如图甲、乙、丙所示，三个完全相同的半圆形光滑绝缘轨道置于竖直平面内，左右两端点等高，其中乙轨道处在垂直纸面向外的匀强磁场中，丙轨道处在竖直向下的匀强电场中，三个相同的带正电小球同时从轨道左端最高点处由静止释放则三个小球通过圆轨道最低点时()A速度相同B所用时间相同
14、C对轨道的压力相同D均能到达轨道右端最高点处解析： 图甲、乙中只有重力做功，图丙除重力做功外，还有电场力做功，所以三个小球到最低点时，速度不同，时间不同，结合牛顿第二定律可判断，三个小球对轨道的压力不同，A、B、C错误；根据能量守恒可知，三个小球均能到达轨道右端最高点处，D正确答案：D10.如图所示为一个质量为m、电荷量为q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，不计空气阻力，现给圆环向右的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图像可能是下图中的()解析：由左手定则可判断洛伦兹力方向向上，圆环受到竖直向下的重力、垂直杆的弹力及向左的摩擦力，当洛伦兹力初始时刻小于重力时，弹力方向竖直向上，圆环向右减速运动，随着速度减小，洛伦兹力减小，弹力越来越大，摩擦力越来越大，故做加速度增大的减速运动，直到速度为零而处于静止状态，选项中没有对应图像；当洛伦兹力初始时刻等于重力时，弹力为零，摩擦力为零，故圆环做匀速直线运动，A正确；当洛伦兹力初始时刻大于重力时，弹力方向竖直向下，圆环做减速运动，速度减小，洛伦兹力减小，弹力减小，在弹力减小到零的过程中，摩擦力逐渐减小到零，故做加速度逐渐减小的减速运动，摩擦力为零时，开始做匀速直线运动，D正确答案：AD二、非选择题(本题共2小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演
