1、课后作业(二十四)(时间45分钟，满分100分)一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分)1.图8216如图8216所示，在通电直导线下方，有一电子沿平行导线方向以速度v向左运动，则关于电子的运动轨迹和运动半径的判断正确的是()A将沿轨迹运动，半径越来越小B将沿轨迹运动，半径越来越大C将沿轨迹运动，半径越来越小D将沿轨迹运动，半径越来越大2垂直纸面的匀强磁场区域里，一离子从原点O沿纸面向x轴正方向飞出，其运动轨迹可能是图8217中的()图8217ABC D3如图821
2、8所示，一个带负电的物体从绝缘粗糙斜面顶端滑到底端时的速度为v，若加上一个垂直纸面向外的磁场，则滑到底端时()图8218Av变大 Bv变小Cv不变 D不能确定v的变化中教网4.图8219(2012渭南质检)如图8219所示，在半径为R的圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场， MN是一竖直放置的感光板从圆形磁场最高点P垂直磁场射入大量的带正电、电荷量为q、质量为m、速度为v的粒子，不考虑粒子间的相互作用力，关于这些粒子的运动以下说法正确的是()A只要对着圆心入射，出射后均可垂直打在MN上B对着圆心入射的粒子，其出射方向的反向延长线不一定过圆心C对着圆心入射的粒子，速度越大在磁场中通过的弧长越长
3、，时间也越长D只要速度满足v，沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在MN上5.图8220(2012衡水模拟)如图8220所示，一半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一质量为m，电荷量为q的正电荷(重力忽略不计)以速度v沿正对着圆心O的方向射入磁场，从磁场中射出时速度方向改变了角磁场的磁感应强度大小为()A. B.C. D.6(2012苏州模拟)如图8221所示，在屏MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里P为屏上的一个小孔PC与MN垂直一群质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力)，以相同的速率v从P处沿垂直于磁场的方向射入磁场区域粒子入射方向在与磁场B垂直的平面
4、内，且散开在与PC夹角为的范围内则在屏MN上被粒子打中的区域的长度为()图8221A. B.C. D.7.z+zs+图8222(2012铜川模拟)如图8222所示，在正三角形区域内存在着方向垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场一个质量为m、电荷量为q的带电粒子(重力不计)从AB边的中点O以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB边的夹角为60.若粒子能从AB边穿出磁场，则粒子在磁场里运动的过程中，到AB边的最大距离为()A. B.C. D.8.图8223如图8223所示，匀强磁场中有一个电荷量为q的正离子，自a点沿半圆轨道运动，当它运动到b点时，突然吸收了附近若干电子
5、，接着沿另一半圆轨道运动到c点，已知a、b、c点在同一直线上，且acab，电子电荷量为e，电子质量可忽略不计，则该离子吸收的电子个数为()A.B. C.D.9.图8224(2011海南高考)空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图8224中的正方形为其边界一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子不计重力下列说法正确的是()A入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同B入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同C在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同D在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹
6、所对的圆心角一定越大10(2012江苏高考)如图8225所示，MN是磁感应强度为B的匀强磁场的边界一质量为m、电荷量为q的粒子在纸面内从O点射入磁场若粒子速度为v0，最远能落在边界上的A点下列说法正确的有()中教网图8225A若粒子落在A点的左侧，其速度一定小于v0B若粒子落在A点的右侧，其速度一定大于v0C若粒子落在A点左右两侧d的范围内，其速度不可能小于v0D若粒子落在A点左右两侧d的范围内，其速度不可能大于v0二、非选择题(本题共2小题，共30分计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11(15分)电子质量为m、电荷量为q，以速度v0与x轴成角射入磁感应强度为B的匀强
7、磁场中，最后落在x轴上的P点，如图8226所示，求：图8226(1)的长度；(2)电子从由O点射入到落在P点所需的时间t.12(15分)(2013届五指高三质检)在实验室中，需要控制某些带电粒子在某区域内的滞留时间，以达到预想的实验效果现设想在xOy的纸面内存在如图8227所示的匀强磁场区域，在O点到P点区域的x轴上方，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，在x轴下方，磁感应强度大小也为B，方向垂直纸面向里，OP两点距离为x0.现在原点O处以恒定速度v0不断地向第一象限内发射氘核粒子图8227(1)设粒子以与x轴成45角从O点射出，第一次与x轴相交于A点，第n次与x轴交于P点，求氘核粒子的比荷(用
8、已知量B、x0、v0、n表示)，并求OA段粒子运动轨迹的弧长(用已知量x0、v0、n表示)；(2)求粒子从O点到A点所经历时间t1和从O点到P点所经历时间t(用已知量x0、v0、n表示)中教网答案及解析1.【解析】根据安培定则可以确定导线下方磁场方向垂直于纸面向里，再根据左手定则和电子带负电知，电子受洛伦兹力方向向上再根据r，B越来越大，知r越来越小，故A正确【答案】A2【解析】题中既没给出离子所带电性，又没给出匀强磁场的具体方向，因此可能有多个解假设磁场方向垂直纸面向外，当离子带正电时，由左手定则可以判断离子刚飞入时所受洛伦兹力方向沿y轴负方向，离子运动轨迹是；同理可以判断当离子带负电时，运
9、动轨迹是，无论哪种情况，离子的运动轨迹都是和x轴相切的，错误【答案】C3【解析】物体受到的洛伦兹力方向垂直于斜面向下，物体受到的摩擦力变大，故到达底端时克服摩擦力做功增加，动能减少，速度变小，B正确【答案】B4.【解析】当vB时，粒子所受洛伦兹力充当向心力，做半径和周期分别为R、T的匀速圆周运动；只要速度满足v，沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在MN上，选项D正确【答案】D5.【解析】粒子轨迹如图，根据几何关系有rRcot ，再根据qvB，解得B，故B正确【答案】B6【解析】屏MN上被粒子击中的区域离P点最远的距离x12r，屏M上被粒子击中的区域离P点最近的距离x22rcos ，故在屏M上
10、被粒子打中的区域的长度为x1x2，D正确【答案】D7.【解析】粒子圆周运动的半径r，粒子能从AB边射出磁场时，离AB边的最大距离drrcos 60r，故B正确【答案】B8.【解析】离子在磁场中洛伦兹力提供向心力，做匀速圆周运动，其半径r，离子碰上电子后半径变化，r，所以q，qq，正确选项是D.【答案】D中国教育出版网9.【解析】由于粒子比荷相同，由R可知速度相同的粒子轨迹半径相同，运动轨迹也必相同，B正确；对于入射速度不同的粒子在磁场中可能的运动轨迹如图所示，由图可知，粒子的轨迹直径不超过磁场边界一半时转过的圆心角都相同，运动时间都为半个周期，而由T知所有粒子在磁场运动周期都相同，故A、C皆错
11、误；再由tT可知D正确【答案】BD10【解析】带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，qv0B，所以r，当带电粒子从不同方向由O点以速度v0进入匀强磁场时，其轨迹是半径为r的圆，轨迹与边界的交点位置最远是离O点2r的距离，即OA2r，落在A点的粒于从O点垂直入射，其他粒子则均落在A点左侧，若落在A点右侧则必须有更大的速度，选项B正确若粒子速度虽然比v0大，但进入磁场时与磁场边界夹角过大或过小，粒子仍有可能落在A点左侧，选项A、D错误若粒子落在A点左右两侧d的范围内，设其半径为r，则r，代入r，r，解得vv0，选项C正确【答案】BC11【解析】(1)过O点和P点作速度方向的垂线，两线交点C即为电子在磁场中做匀速圆周运动的圆心，如图所示则可知：2Rsin Bqv0解得：sin .(2)由图中可知：2tt又v0R解得：t.【答案】(1)sin (2)12【解析】(1)氘核粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得qBv0解得粒子运动的半径R由几何关系知，粒子从A点到O点的弦长为R，由题意知nRx0解得氘核粒子的比荷：中#国教#育出#版网由几何关系得，OA段粒子运动轨迹的弧长：R，圆心角：，由以上各式解得.(2)粒子从O点到A点所经历的时间：t1从O点到P点所经历的时间tnt1【答案】(1)(2)