2012高考物理大一轮361度全程复习 第8章－第2节 知能 训练

课时知能训练(时间：40分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共5小题，每小题5分，共计25分每小题只有一个选项符合题意)1(2011新海检测)如图8212所示，电子枪射出的电子束进入示波管，在示波管正下方有竖直放置的通电环形导线，则示波管中的电子束将()图8212A向上偏转B向下偏转C向纸外偏转 D向纸里偏转2(2010宿迁模拟)“月球勘探者号”空间探测器运用高科技手段对月球进行了近距离勘探，在月球重力分布、磁场分布及元素测定方面取得了新的成果月球上的磁场极其微弱，通过探测器拍摄电子在月球磁场中的运动轨迹，可分析月球磁场的强弱分布情况，如图8213所示是探测器通过月球表面、四个位置时，拍摄到的电子运动轨迹照片(尺寸比例相同)，设电子速率相同，且与磁场方向垂直，则可知磁场从强到弱的位置排列正确的是()图8213A BC D图82143如图8214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，接着沿另一半圆轨道运动到c点，已知a、b、c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()A3q/2eBq/eC2q/3e Dq/3e图82154(2010苏州模拟)如图8215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()A. B.C. D.图82165如图8216所示，一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，不计重力，在a点以某一初速度水平向左射入磁场区域I，沿曲线abcd运动，ab、bc、cd都是半径为R的圆弧粒子在每段圆弧上运动的时间都为t.规定垂直纸面向外的磁感应强度方向为正，则磁场区域、三部分的磁感应强度B随x变化的关系可能是图中的()二、多项选择题(本题共4小题，每小题7分，共计28分每小题有多个选项符合题意全部选对的得7分，选对但不全的得4分，错选或不答的得0分)图82176如图8217所示，竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长直通电导线，电流方向垂直于纸面向外，a、b、c、d是以直导线上的点为圆心的同一个圆周上的四个点，则()A四个点不可能有磁感应强度为零的点Ba点的磁感应强度最小Cb、d两点的磁感应强度相同Dc点的磁感应强度最大图82187(2010东营模拟)如图8218所示，在一匀强磁场中有三个带电粒子，其中1和2为质子，3为粒子的径迹它们在同一平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，三者轨迹半径r1r2r3并相切于P点，设T、v、a、t分别表示它们做圆周运动的周期、线速度、向心加速度以及各自从经过P点算起到第一次通过图中虚线MN所经历的时间，则()AT1T2T3 Bv1v2v3Ca1a2a3 Dt1t2t3图82198(2010扬州模拟)如图8219所示，在一矩形区域内，不加磁场时，不计重力的带电粒子以某一初速度垂直左边界射入，穿过此区域的时间为t.若加上磁感应强度为B、垂直纸面向外的匀强磁场，带电粒子仍以原来的初速度入射，粒子飞出磁场时偏离原方向60，利用以上数据可求出下列物理量中的()A带电粒子的比荷B带电粒子在磁场中运动的周期C带电粒子的初速度D带电粒子在磁场中运动的半径9(2010杭州模拟)环型对撞机是研究高能粒子的重要装置，带电粒子在电压为U的电场中加速后注入对撞机的高真空圆形的空腔内，在匀强磁场中，做半径恒定的圆周运动，且局限在圆环空腔内运动，粒子碰撞时发生核反应，关于带电粒子的比荷q/m，加速电压U和磁感应强度B以及粒子运动的周期T的关系，下列说法正确的是()A对于给定的加速电压，带电粒子的比荷q/m越大，磁感应强度B越大B对于给定的加速电压，带电粒子的比荷q/m越大，磁感应强度B越小C对于给定的带电粒子，加速电压U越大，粒子运动的周期T越小D对于给定的带电粒子，不管加速电压U多大，粒子运动的周期T都不变三、非选择题(本题共3小题，共47分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)10(2010茂名模拟)(14分)从粒子源射出的带电粒子的质量为m、电荷量为q，它以速度v0经过电势差为U的带窄缝的平行板电极S1和S2间的电场，并从O点沿Ox方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场，Ox垂直平行板电极S2，当粒子从P点离开磁场时，其速度方向与Ox方向的夹角60，如图8220所示，整个装置处于真空中图8220(1)求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径R；(2)求粒子在磁场中运动所用的时间t.图822111(16分)一细束相同粒子构成的粒子流，重力不计，每个粒子均带正电，电荷量为q，其粒子流的定向运动形成的电流为I，当这束粒子流从坐标(0，L)的a点平行于x轴射入磁感应强度为B的匀强磁场区域又从x轴上b点射出磁场，速度方向与x轴夹角为60，最后打在靶上，如图8221所示，并把动能全部传给靶，测得靶每秒钟获得能量为E，试求每个粒子的质量12(2011南京检测)(17分)在电视机的设计制造过程中，要考虑到地磁场对电子束偏转的影响，可采用某种技术进行消除为确定地磁场的影响程度，需先测定地磁场的磁感应强度的大小，在地球的北半球可将地磁场的磁感应强度分解为水平分量B1和竖直向下的分量B2，其中B1沿水平方向，对电子束影响较小可忽略，B2可通过以下装置进行测量如图8222所示，水平放置的显像管中电子(质量为m，电荷量为e)从电子枪的炽热灯丝上发出后(初速度可视为0)，先经电压为U的电场加速，然后沿水平方向自南向北运动，最后打在距加速电场出口水平距离为L的屏上，电子束在屏上的偏移距离为d.图8222(1)试判断电子束偏向什么方向；(2)试求地磁场的磁感应强度的竖直分量B2.答案及解析1.【解析】由安培定则可知，环形导线在示波管处产生的磁场方向垂直纸面向外，由左手定则可判断，电子受到的洛伦兹力向上，故A正确【答案】A2.【解析】由图可知带电粒子做圆周运动的半径r1r2r3r4，根据带电粒子在匀强磁场中轨道半径公式r可得：B1B2B3B4，故选项A正确【答案】A3.【解析】离子在磁场中所受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，n，正确答案是D.【答案】D4.【解析】由图可知，沿PC方向射入磁场中的带负电的粒子打在MN上的点离P点最远，为PR，沿两边界线射入磁场中的带负电的粒子打在MN上的点离P点最近，为PQcos ，故在屏MN上被粒子打中的区域的长度为：QRPRPQ，选项D正确【答案】D5.【解析】由题图可知，粒子在区域、中的运动半径相等，且均通过圆弧，即tT.由左手定则可知，、三部分的磁感应强度方向分别向外、向里和向外，即正、负和正，故B、D错由于粒子做匀速圆周运动，所以tT，故B，C正确【答案】C6.【解析】磁感应强度是矢量，若在某一个空间同时存在多个磁场，那么某一点的磁感应强度是各个磁场在该点磁感应强度的矢量和通电导线在圆周上各点产生的磁感应强度B等大，在a点通电导线产生的磁场与匀强磁场反向，该点磁感应强度为两者之差，有可能抵消，所以A错误；b点和d点所在处的两磁场相互垂直，所以b、d两点的总磁感应强度大小相等但方向不同，其大小由平行四边形定则确定；c点的两磁场同向，磁感应强度为两者之和，所以c点磁感应强度最大由此知B、D正确【答案】BD7.【解析】各粒子做圆周运动的周期T，根据粒子的比荷大小可知，T1T2T3，故A正确；由于r1r2r3结合r及粒子比荷关系可知v1v2v3，故B错误；粒子运动的向心加速度a，结合各粒子的比荷关系及v1v2v3可得：a1a2a3，故C正确；由题图可知，粒子运动到MN时所对应的圆心角的大小关系为123，而T1T2，因此t1t2，由T2T3，且23，可知t2t3，故D正确【答案】ACD8.【解析】由带电粒子在磁场中运动的偏转角，可知带电粒子运动轨迹所对的圆心角为60，因此由几何关系得磁场宽度lrsin 60sin 60，又由未加磁场时有lv0t，所以可求得比荷，A项对；周期T可求出，B项对；因初速度未知，所以C、D项错【答案】AB9.【解析】根据qU，R联立消去v可知B选项正确；粒子运动的周期T与加速电压无关，D正确【答案】BD10.【解析】(1)设粒子离开电场时的速度为v，由动能定理得，qUmv2mv粒子在磁场中有：qvBm由得：R .(2)粒子做圆周运动的周期T粒子在磁场中运动时间：tT由得：t.【答案】(1) (2)11.【解析】粒子在磁场中运动的轨迹如图所示，由图可知，轨道半径R2L，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力有qvBmEkmv22q2B2L2/m带电粒子形成电流INq，单位时间内打在靶上的粒子数为N，由题意有ENEk即E得m.【答案】12.【解析】(1)利用左手定则，可得电子束向东偏(2)由题意作出电子的运动轨迹如图所示电子经电场加速，由动能定理得：eUmv2电子在磁场中做圆周运动，利用几何知识得：R2(Rd)2L2洛伦兹力提供向心力evB2m，得：R由以上各式得：B2.【答案】(1)向东偏(2)7用心 爱心 专心