2014年版高考物理二轮分类练习题目3

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2014年版高考物理二轮分类练习题目3

备战2014物理分类突破赢高考3‎ ‎1.初速为v0的电子,沿平行于通电长直导线的方向射出,直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示,则(  )‎ A.电子将向右偏转,速率不变 B.电子将向左偏转,速率改变 C.电子将向左偏转,速率不变 D.电子将向右偏转,速率改变 ‎2.带电粒子(重力不计)穿过饱和蒸汽时,在它走过的路径上饱和蒸汽便凝成小液滴,从而显示出粒子的径迹,这是云室的原理,如图是云室的拍摄照片,云室中加了垂直于照片向外的匀强磁场,图中Oa、Ob、Oc、Od是从O点发出的四种粒子的径迹,下列说法中正确的是(  )‎ A.四种粒子都带正电 B.四种粒子都带负电 C.打到a、b点的粒子带正电 D.打到c、d点的粒子带正电 ‎3.如图所示,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(  )‎ A.v变大          B.v变小 C.v不变 D.不能确定v的变化 ‎4.半径为r的圆形空间内,存在着垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子(不计重力)从A点以速度v0垂直于磁场方向射入磁场中,并从B点射出.∠AOB=120°,如图所示,则该带电粒子在磁场中运动的时间为(  )‎ A. B. C. D. ‎5.如图所示,带有正电荷的A粒子和B粒子同时以同样大小的速度从宽度为d的有界匀强磁场的边界上的O点分别以30°和60°(与边界的夹角)射入磁场,又恰好不从另一边界飞出,则下列说法中正确的是(  )‎ A.A、B两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比是 B.A、B两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比是 C.A、B两粒子之比是 D.A、B两粒子之比是 ‎6.如图所示,空间存在垂直于纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场,场内有一绝缘的足够长的直杆,它与水平面的倾角为θ,一带电荷量为-q、质量为m的带负电小球套在直杆上,从A点由静止沿杆下滑,小球与杆之间的动摩擦因数为μ,在小球以后的运动过程中,下列说法正确的是(  )‎ A.小球下滑的最大速度为vm= B.小球下滑的最大加速度为am=gsin θ C.小球的加速度一直在减小 D.小球的速度先增大后减小 ‎7.(2013·湖北襄阳调研)如图所示,两导体板水平放置,两板间电势差为U,带电粒子以某一初速度v0沿平行于两板的方向从两板正中间射入,穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场,则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U和v0的变化情况为(  )‎ A.d随v0增大而增大,d与U无关 B.d随v0增大而增大,d随U增大而增大 C.d随U增大而增大,d与v0无关 D.d随v0增大而增大,d随U增大而减小 ‎8.如图所示,边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场,边界OA上有一粒子源S.某一时刻,从S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子(不计粒子的重力及粒子间的相互作用),所以粒子的初速度大小相同,经过一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场.已知∠AOC=60°,从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最长时间等于T/2(T为粒子在磁场中运动的周期),则从边界OC射出的粒子在磁场中运动的时间可能为(  )‎ A.T/3 B.T/4‎ C.T/6 D.T/8‎ ‎9.如图所示,在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场,其边界过原点O和y轴上的点a(0,L).一质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场,并从x轴上的b点射出磁场,此时速度方向与x轴正方向的夹角为60°.下列说法中正确的是(  )‎ A.电子在磁场中运动的时间为 B.电子在磁场中运动的时间为 C.磁场区域的圆心坐标为(,)‎ D.电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为(0,-L)‎ ‎10.如图所示,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.下列说法正确的是(  )‎ A.若粒子落在A点的左侧,其速度一定小于v0‎ B.若粒子落在A点的右侧,其速度一定大于v0‎ C.若粒子落在A点左右两侧d的范围内,其速度不可能小于v0- D.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+ ‎11.如图所示,半径为r=‎0.1 m的圆形匀强磁场区域边界跟y轴相切于坐标原点O,磁感应强度B=0.332 T,方向垂直纸面向里.在O处有一放射源,可沿纸面向各个方向射出速率均为v=3.2×‎106 m/s的α粒子.已知α粒子质量m=6.64×10-‎27 kg,电荷量q=3.2×10-‎19 C,不计α粒子的重力.求α粒子在磁场中运动的最长时间.‎ ‎12.(2013·山东维纺一模)如图所示,在第二象限和第四象限的正方形区域内分别存在着两匀强磁场,磁感应强度均为B,方向相反,且都垂直于xOy平面.一电子由P(-d,d)点,沿x轴正方向射入磁场区域Ⅰ.(电子质量为m,电量为e,sin 53°=)‎ ‎(1)求电子能从第三象限射出的入射速度的范围.‎ ‎(2)若电子从(0,)位置射出,求电子在磁场Ⅰ中运动的时间t.‎ ‎(3)求第(2)问中电子离开磁场Ⅱ时的位置坐标.‎ 答案 ‎1.A 由安培定则可知,通电导线右方磁场方向垂直纸面向里,则电子受洛伦兹力方向由左手定则可判知向右,所以电子向右偏;由于洛伦兹力不做功,所以电子速率不变.‎ ‎2.D 由左手定则可知,打到a、b点的粒子带负电,打到c、d点的粒子带正电,D正确.‎ ‎3.B 物体受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下,物体受到的摩擦力变大,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.‎ ‎4.D 由匀速圆周运动t=/v0,从图中分析有R=r,则=R·θ=r×=πr,故该带电粒子在磁场中运动的时间:t=/v0=.‎ ‎5.BD 由题意可知:RAcos 30 °+RA=d,RBcos 60°+RB=d,解得==,A错误,B正确;因R=,故=∝R,所以==,C错误,D正确.‎ ‎6.B 小球开始下滑时有:mgsin θ-μ(mgcos θ-qvB)=ma,随v增大,a增大,当v=时,a达最大值gsin θ,此后下滑过程中有:mgsin θ-μ(qvB+mgcos θ)=ma,随v增大,a减小,当vm=时,a=0,所以整个过程中,v 先一直增大后不变;a先增大后减小,所以B选项正确.‎ ‎7.A 设粒子从M点进入磁场时的速度大小为v,该速度与水平方向的夹角为θ,故有v=.粒子在磁场中做匀速圆周运动半径为r=.而MN之间的距离为d=2rcos θ.联立解得d=2,故选项A正确.‎ ‎8.ABC 首先要判断出粒子是做逆时针圆周运动.由于所有粒子的速度大小都相同,故弧长越小,粒子在磁场中运动时间就越短;从S作OC的垂线SD,可知粒子轨迹过D点时在磁场中运动时间最短,根据最短时间为,结合几何知识可得粒子圆周运动半径等于(如图);由于粒子是沿逆时针方向运动,故沿SA方向射出的粒子在磁场中运动的时间最长,根据几何知识易知此粒子在磁场中运动轨迹恰为半圆,故粒子在磁场中运动的最长时间为.‎ ‎9.BD 对于带电粒子在磁场中的运动情况分析如图a所示,在图a中离开磁场的速度方向与x轴正向夹角为60°,则弧ab所对应的圆心角为60°,弦ab与x轴夹角为30°.由几何关系得Ob长为L,且ab与x轴夹角为30°,则OO′=L,D对;在图b中,作弦Oa与弦Ob的垂直平分线,交点O″为磁场区域的圆心,C错;电子在磁场中运动的半径r==‎2L,周期T==,则运动时间t=T=,B对.‎ ‎10.BC 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OA=2r,落在A点的粒子从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v≥v0-,选项C正确.‎ ‎11.解析: 由qvB=m得 R==‎0.2 m>r=‎‎0.1 m 因此要使α粒子在磁场中运动的时间最长,则需要α粒子在磁场中运动的圆弧所对应的弦长最长,从图中可以看出,沿以直径OA为弦、R为半径的圆弧做圆周运动时,α粒子在磁场中运动的时间最长.‎ 由T=,运动时间tm=T,又sin θ==0.5,得tm==,代入数据,解得tm=6.5×10-8 s.‎ 答案: 6.5×10-8 s ‎12.解析: (1)能射入第三象限的电子临界轨迹如图所示,电子偏转半径范围为 <r<d ①‎ 由evB= ②‎ 得v= ③‎ 得速度范围为<v<. ④‎ ‎(2)设电子在磁场中运动的轨道半径为R,得 R2=(R-)2+d2 ⑤‎ 得:R= ⑥‎ ‎∠PHM=53 ⑦‎ 由evB=mR()2得T=; ⑧‎ t=×=. ⑨‎ ‎(3)根据几何知识,带电粒子在射出磁场区域Ⅰ时与水平方向夹角53°‎ 带电粒子在磁场区域Ⅱ位置N点的横坐标为 ⑩‎ 由△NBH′可解的NB长度等于d ⑪‎ 所以QA=d-= ⑫‎ 由勾股定理H′A=d ⑬‎ H′B=Rcos 53°= ⑭‎ 所以电子离开磁场Ⅱ的位置坐标是(d,d-d) ⑮‎ 答案: (1)<v< (2) (3)(d,d-d)‎
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