高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊3 帶電粒子在勻強磁場中的運動精品當堂達標檢測題

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1.3  帶電粒子在勻強磁場中的運動  同步練習一、單選題1．（2022·北京·高三期末）如圖所示，洛倫茲力演示儀由勵磁線圈、玻璃泡、電子槍等部分組成。勵磁線圈是一對彼此平行、共軸的圓形線圈，它能夠在兩線圈之間產(chǎn)生勻強磁場．玻璃泡內(nèi)充有稀薄的氣體，電子槍在加速電壓下發(fā)射電子，電子束通過玻璃泡內(nèi)氣體時能夠顯示出電子運動的徑跡。若電子槍垂直磁場方向發(fā)射電子，電子質(zhì)量為m，電荷量為e，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B。根據(jù)上述信息可以得出（　?。?/span>A．電子做圓周運動的軌道半徑 B．電子做圓周運動的速度大小C．電子做圓周運動的周期 D．電子的加速電壓2．（2022·北京市八一中學高二期末）在粒子物理學的研究中，經(jīng)常應(yīng)用“氣泡室”裝置。粒子通過氣泡室中的液體時能量降低，在它的周圍有氣泡形成，顯示出它的徑跡。如圖所示為帶電粒子在氣泡室運動徑跡的照片，氣泡室處于垂直紙面向里的勻強磁場中。下列有關(guān)甲、乙兩粒子的判斷正確的是（　?。?/span>A．甲粒子帶正電 B．乙粒子帶負電C．甲粒子從a向b運動 D．乙粒子從d向c運動3．（2022·全國·高二專題練習）某種高速帶電粒子流，具有較強的穿透能力。如圖虛線為該粒子流在氣泡室中穿透一張黑紙的粒子徑跡照片，氣泡室里有垂直紙面的勻強磁場，不計粒子重力及粒子間相互作用，下列說法正確的是（　?。?/span>A．磁場方向一定垂直紙面向里 B．磁場方向一定垂直紙面向外C．粒子一定從左向右穿越黑紙 D．粒子一定從右向左穿越黑紙4．（2022·全國·高二課時練習）安德森利用云室照片觀察到宇宙射線垂直進入勻強磁場時運動軌跡發(fā)生彎曲。如圖照片所示，在垂直于照片平面的勻強磁場（照片中未標出）中，高能宇宙射線穿過鉛板時，有一個粒子的軌跡和電子的軌跡完全相同，但彎曲的方向反了。這種前所未知的粒子與電子的質(zhì)量相同，但電荷卻相反。安德森發(fā)現(xiàn)這正是狄拉克預言的正電子。正電子的發(fā)現(xiàn)，開辟了反物質(zhì)領(lǐng)域的研究，安德森獲得1936年諾貝爾物理學獎。關(guān)于照片中的信息，下列說法正確的是（   ）A．粒子的運動軌跡是拋物線B．粒子在鉛板上方運動的速度大于在鉛板下方運動的速度C．粒子從上向下穿過鉛板D．勻強磁場的方向垂直照片平面向里5．（2022·全國·高三專題練習）如圖,在橫截面為圓形的云室內(nèi),沿直徑方向裝有鉛板,勻強磁場垂直圓面(圖中未標示)．從云室內(nèi)側(cè)壁發(fā)射一帶電粒子,粒子剛好從云室圓心處垂直穿過鉛板,留下如圖所示的徑跡不考慮粒子的重力和云室中氣體對粒子的阻力,整個過程中粒子質(zhì)量、電量保持不變,下列判斷正確的是A．粒子一定帶正電B．粒子一定帶負電C．粒子在云室中鉛板兩側(cè)的運動時間一定相等D．粒子一定自鉛板左側(cè)向右穿過鉛板6．（2022·河北衡水·高二期末）來自外層空間的大量帶電粒子（宇宙射線）進入地球磁場范圍后，粒子將做如圖所示的螺旋運動，向兩極靠攏，其回轉(zhuǎn)一周的時間即為一個周期。若忽略除洛倫茲力外的其他作用力，它向地磁場兩極運動的過程中，下列說法正確的是（　?。?/span>A．粒子螺旋運動的周期逐漸變大、半徑逐漸變小B．粒子螺旋運動的周期逐漸變大、半徑逐漸變大C．粒子螺旋運動的周期逐漸變小、半徑逐漸變小D．粒子螺旋運動的周期逐漸變小、半徑逐漸變大7．（2022·江蘇徐州·高二期末）如圖所示為洛倫茲力演示儀，當電子槍水平向左發(fā)射電子，電子在洛倫茲力作用下做圓周運動。則可判斷兩勵磁線圈中電流方向（從讀者目前的視角觀察）（　?。?/span>A．均為順時針方向B．均為逆時針方向C．靠近觀察者的線圈中電流為順時針方向、另一線圈電流為逆時針方向D．靠近觀察者的線圈中電流為逆時針方向、另一線圈電流為順時針方向8．（2021·江蘇·高二期中）如圖為洛倫茲力演示儀的結(jié)構(gòu)圖。勵磁線圈產(chǎn)生的勻強磁場方向垂直紙面向外，電子束由電子槍產(chǎn)生，其速度方向與磁場方向垂直。電子速度大小可通過電子槍的加速電壓來控制，磁場強弱可通過勵磁線圈的電流來調(diào)節(jié)。下列說法正確的是（　?。?/span>A．僅增大勵磁線圈的電流，電子做圓周運動的半徑變大B．僅增大勵磁線圈的電流，電子做圓周運動的周期將變大C．僅提高電子槍的加速電壓，電子做圓周運動的半徑變大D．僅提高電子槍的加速電壓，電子做圓周運動的周期將變大9．（2021·重慶市求精中學校高二階段練習）如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強磁場，兩個質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a、b，以不同的速率沿著AO方向?qū)蕡A心O射入磁場，其運動軌跡如圖。若帶電粒子只受洛倫茲力的作用，則下列說法正確的是（　?。?/span>A．b粒子勻速圓周運動的周期更大 B．b粒子速率較大C．b粒子在磁場中運動時間較長 D．a、b粒子在磁場中運動時間一樣長10．（2022·福建三明·高三期末）如圖。在xOy區(qū)域存在方向垂直于xOy平面向外的勻強磁場。一個氕核和一個氦核同時從y軸上O點以相同的動能射出，速度方向沿x軸正方向。不計重力及兩粒子間的相互作用，以下對氕核和氦核的運動軌跡圖判斷正確的是（　?。?/span>A．  B．  C．  D．11．（2022·寧夏·銀川二中高二期末）薄鋁板將同一勻強磁場分成Ⅰ、Ⅱ兩個區(qū)域，高速帶電粒子可穿過鋁板一次，在兩個區(qū)域內(nèi)運動的軌跡如圖所示，半徑。假定穿過鋁板前后粒子電荷量保持不變，但速率減小，則該粒子（　?。?/span>A．帶正電B．在Ⅰ、Ⅱ區(qū)域的運動速度大小相同C．在Ⅰ、Ⅱ區(qū)域的運動時間相同D．從Ⅱ區(qū)域穿過鋁板運動到Ⅰ區(qū)域二、多選題12．（2020·全國·高二課時練習）小明同學家的電視機畫面的幅度偏小，維修店的技術(shù)人員檢查后認為是顯像管或其中的偏轉(zhuǎn)線圈發(fā)生了故障（顯像管示意圖如圖所示），那么引起故障的原因可能是（　?。?/span>A．電子槍發(fā)射能力減弱，打到屏幕上的電子數(shù)減少B．加速電場的電壓過高，電子的速率偏大C．偏轉(zhuǎn)線圈匝間短路，線圈匝數(shù)減少D．偏轉(zhuǎn)線圈的電流減小，偏轉(zhuǎn)磁場減弱13．（2022·北京海淀·高三期末）洛倫茲力演示儀可以幫助我們研究帶電粒子在勻強磁場中的運動規(guī)律。在施加磁場之前，電極K釋放出來的電子經(jīng)加速后沿直線運動，已知從電極K出來的電子速度方向可在水平面內(nèi)調(diào)整。施加磁場后電子束的徑跡如圖甲所示，在圖甲的基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)演示儀，電子束的徑跡如圖乙所示。下列說法正確的是（　?。?/span>A．磁場的方向一定垂直紙面向外B．圖乙可能減小了電子的加速電壓C．圖乙可能增強了磁感應(yīng)強度D．圖甲與圖乙中電子運動一周的時間一定不相同14．（2021·全國·高二專題練習）如圖甲，用強磁場將百萬度高溫的等離子體（等量的正離子和電子）約束在特定區(qū)域?qū)崿F(xiàn)受控核聚變的裝置叫托克馬克。我國托克馬克裝置在世界上首次實現(xiàn)了穩(wěn)定運行100 秒的成績。多個磁場才能實現(xiàn)磁約束，其中之一叫縱向場，圖乙為其橫截面的示意圖，越靠管的右側(cè)磁場越強。盡管等離子體在該截面上運動的曲率半徑遠小于管的截面半徑，但如果只有縱向場，帶電粒子還會逐步向管壁“漂移”，導致約束失敗。不計粒子重力，下列說法正確的是（　?。?/span>A．正離子在縱向場中沿逆時針方向運動 B．發(fā)生漂移是因為帶電粒子的速度過大C．正離子向左側(cè)漂移，電子向右側(cè)漂移 D．正離子向下側(cè)漂移，電子向上側(cè)漂移