2013高考物理复习 金版教程 第8章第3单元 复合场中带电粒子的运动练习

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1、限时规范特训(时间：45分钟　分值：100分)1．狄拉克曾经预言，自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，其周围磁感线呈均匀辐射状分布(如图甲所示)，距离它r处的磁感应强度大小为B＝(k为常数)，其磁场分布与负点电荷Q的电场(如图乙所示)分布相似．现假设磁单极子S和负点电荷Q均固定，有带电小球分别在S极和Q附近做匀速圆周运动．则关于小球做匀速圆周运动的判断正确的是(　　)A．若小球带正电，其运动轨迹平面可在S的正上方，如图甲所示B．若小球带正电，其运动轨迹平面可在Q的正下方，如图乙所示C．若小球带负电，其运动轨迹平面可在S的正上方，如图甲所示D．若小球带负电，其运

2、动轨迹平面可在Q的正下方，如图乙所示解析：如图甲所示，在磁单极子上方平面内的小球，受到垂直磁感线斜向上的洛伦兹力(正电荷逆时针绕向，负电荷顺时针绕向都可使洛伦兹力斜向上)和重力的作用，合力提供向心力，故A、C选项正确；在负点电荷下方的平面，带正电小球受到沿电场线方向斜向上的电场力，可以做圆周运动，但带负电小球受到与电场线方向相反斜向下的电场的作用，不能做圆周运动，所以B项正确D错误．答案：ABC2．不计重力的负粒子能够在如右图所示的正交匀强电场和匀强磁场中匀速直线穿过．设产生匀强电场的两极板间电压为U，距离为d，匀强磁场的磁感应强度为B，粒子电荷量为q，进入速度

3、为v，以下说法正确的是(　　)A．若同时增大U和B，其他条件不变，则粒子一定能够直线穿过B．若同时减小d和增大v，其他条件不变，则粒子可能直线穿过C．若粒子向下偏能够飞出极板间，则粒子动能一定减小D．若粒子向下偏能够飞出极板间，则粒子的动能有可能不变解析：粒子能够直线穿过则有q＝qvB，即v＝，若U、B增大的倍数不同，粒子不能沿直线穿过，A项错，同理B项正确；粒子向下偏，电场力做负功，又W洛＝0，所以ΔEk<0，C项正确．答案：BC3．环形对撞机是研究高能粒子的重要装置，如图所示，正、负离子由静止经过电压为U的直线加速器加速后，沿圆环切线方向注入对撞机的真空环状

4、空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B.两种带电粒子将被局限在环状空腔内，沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动，从而在碰撞区迎面相撞．为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动，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，粒子运动的周期越大D．对于给定的带电粒子，不管加速电压U多大，粒子运动的周期都不变解析：在加速器中qU＝mv2，在环状空腔内做匀速圆周运动的半径r＝，即r＝，所以在半径不变的条件下越大

5、，B越小，选项B正确，A错误；粒子在空腔内的周期T＝，故加速电压越大，粒子的速率v越大，其周期越小，选项C、D错误．答案：B4．如右图所示，带电平行金属板相互正对水平放置，两板间存在着水平方向的匀强磁场．一带电液滴a沿垂直于电场和磁场的方向进入板间后恰好沿水平方向做直线运动，在它正前方有一个静止在绝缘支架上不带电的液滴b.带电液滴a与液滴b发生正碰，在极短的时间内复合在一起形成带电液滴c，若不计支架对液滴c沿水平方向的作用力，则液滴离开支架后(　　)A．一定做曲线运动　　　B．可能做直线运动C．可能做匀速圆周运动D．电场力对它做正功解析：根据题意可知液滴a受重力

6、、电场力、洛伦兹力处于平衡状态，由电场和磁场的方向可知，液滴一定带正电．带电液滴a与液滴b发生正碰形成带电液滴c后向下的重力增大而向上的洛伦兹力减小，且电场力大小不变，所以合力应向下，所以液滴c离开支架后向下偏转做曲线运动．只有A项正确．答案：A5.如右图所示，空间存在竖直向下的匀强电场和水平方向(垂直纸面向里)的匀强磁场，一粒子在电场力和洛伦兹力共同作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C为运动的最低点，不计重力，则以下说法不正确的是(　　)A．该粒子必带正电B．A、B两点位于同一高度C．粒子到达C点时的速度最大D．粒子达到B点后将沿原

7、路返回A点解析：在不计重力情况下，粒子从A点静止开始向下运动，说明粒子受向下的电场力，带正电，选项A正确．整个过程中只有电场力做功，而A、B两点粒子速度都为零，所以A、B在同一等势面上，选项B正确．运动到C点时粒子在电场力方向上发生的位移最大，电场力做功最多，粒子速度最大，选项C正确．粒子从B点向下运动时受向右的洛伦兹力，将向右偏，故选项D错．答案：D6.回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如右图所示，它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，在两盒间的窄缝中形成交变电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速．两盒放在匀强磁场中，磁场方向

8、垂直于盒底面，带电粒子在