《高考物理新编大一轮总复习》第9章 3 知能达标训练

3.0 envi 2025-02-15 20 4 305KB 8 页 3知币

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[基础题组]

1．(2017·全国卷Ⅰ)如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上 (与

纸面平行)，磁场方向垂直于纸面向里。三个带正电的微粒 a、b、c电荷量相等，质量分别

为ma、mb、mc。已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线

运动，c在纸面内向左做匀速直线运动。下列选项正确的是(　　)

A．ma＞mb＞mc　　　　　 B．mb＞ma＞mc

C．mc＞ma＞mb D．mc＞mb＞ma

[解析]　该空间区域为匀强电场、匀强磁场和重力场的叠加场，a在纸面内做匀速圆周

运动，可知其重力与所受到的电场力平衡，洛伦兹力提供其做匀速圆周运动的向心力，有

mag＝qE，解得 ma＝。b在纸面内向右做匀速直线运动，由左手定则可判断出其所受洛伦兹

力方向竖直向上，可知 mbg＝qE＋qvbB，解得 mb＝＋。c在纸面内向左做匀速直线运动，由

左手定则可判断出其所受洛伦兹力方向竖直向下，可知 mcg＋qvcB＝qE，解得 mc＝－。综上

所述，可知 mb＞ma＞mc，选项 B正确。

[答案]　B

2．如图所示，一段长方体形导电材料，左右两端面的边长都为 a和b，内有带电量为 q

的某种自由运动电荷。导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，内部磁感应强

度大小为 B。当通以从左到右的稳恒电流 I时，测得导电材料上、下表面之间的电压为 U，

且上表面的电势比下表面的低。由此可得该导电材料单位体积内自由运动电荷数及自由运动

电荷的正负分别为(　　)

A.，负 B.，正

C.，负 D.，正

[解析]　准确理解电流的微观表达式，并知道稳定时电荷受到的电场力和洛伦兹力平衡，

是解决本题的关键。由于上表面电势低，根据左手定则判断出自由运动电荷带负电，排除

B、D两项。电荷稳定时，所受电场力和洛伦兹力平衡，|q|＝|q|vB ①，由电流的微观表达式

知：I＝|q|nSv＝|q|nabv ②，由①②联立，得 n＝，故选项 C正确。

[答案]　C

3．(多选)回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用，其原理如图所示。D1和D2是两个

中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为 U、周期为 T的交流

电源上。位于 D1的圆心处的质子源 A能不断产生质子(初速度可以忽略)，它们在两盒之间

被电场加速。当质子被加速到最大动能 Ek后，再将它们引出。忽略质子在电场中的运动时

间。则下列说法正确的是(　　)

A．若只增大交变电压 U，则质子的最大动能 Ek会变大

B．若只增大交变电压 U，则质子在回旋加速器中运行的时间会变短

C．若只将交变电压的周期变为 2T，仍可用此装置加速质子

D．质子第 n次被加速前、后的轨道半径之比为∶

[解析]　由 r＝可知，质子经加速后的最大速度与回旋加速器的最大半径有关，而与交

变电压 U无关，故选项 A错误；增大交变电压，质子加速次数减小，所以质子在回旋加速

器中的运行时间变短，选项 B正确；为了使质子能在回旋加速器中加速，质子的运动周期

应与交变电压的周期相同，选项 C错误；由 nqU＝mv以及 rn＝可得质子第 n次被加速前、

后的轨道半径之比为∶，选项 D正确。

[答案]　BD

4．(2020·全国卷Ⅱ)CT 扫描是计算机 X射线断层扫描技术的简称，CT 扫描机可用于对

多种病情的探测。图(a)是某种 CT 机主要部分的剖面图，其中 X射线产生部分的示意图如图

(b)所示。图(b)中M、N之间有一电子束的加速电场，虚线框内有匀强偏转磁场，经调节后

电子束从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到靶上，产生 X射线(如图中带箭头

的虚线所示)，将电子束打到靶上的点记为 P点。则(　　)

图(a)　　　　　　　　　　　图(b)

A．M处的电势高于 N处的电势

B．增大 M、N之间的加速电压可使 P点左移

C．偏转磁场的方向垂直于纸面向外

D．增大偏转磁场磁感应强度的大小可使 P点左移

[解析]　电子在电场中加速运动，电场力的方向和运动方向相同，而电子所受电场力的

方向与电场的方向相反，所以 M处的电势低于 N处的电势，A项错误；增大 M、N之间的

电压，根据动能定理可知，电子进入磁场时的初速度变大，根据 r＝知其在磁场中的轨迹半

径增大，偏转程度减小，P点将右移，B项错误；根据左手定则可知，磁场的方向应该垂直

于纸面向里，C项错误；结合 B项分析，可知增大磁场的磁感应强度，轨迹半径将减小，偏

转程度增大，P点将左移，D项正确。

[答案]　D

5．(2020·辽宁本溪三校联考)如图所示，L1和L2为平行线，L1上方和 L2下方都是垂直纸

面向里的磁感应强度相同的匀强磁场，A、B两点都在 L2线上，带电粒子从 A点以初速度 v

与L2线成 θ＝30°角斜向上射出，经过偏转后正好过 B点，经过 B点时速度方向也斜向上，

不计粒子重力，下列说法中不正确的是(　　)

A．带电粒子一定带正电

B．带电粒子经过 B点时的速度一定跟在 A点的速度相同

C．若将带电粒子在 A点时的初速度变大(方向不变)它仍能经过 B点

D．若将带电粒子在 A点时的初速度方向改为与 L2线成 60°角斜向上，它就不再经过 B

点

[解析]　画出带电粒子运动的两种可能轨迹，如图所示，

对应正、负电荷，故 A错误；带电粒子经过 B点的速度跟在 A点时的速度大小相等、

方向相同，故 B正确；根据轨迹，粒子经过边界 L1时入射点到出射点间的距离与经过边界

L2时入射点间的距离相同，与速度大小无关，所以当初速度变大但保持方向不变，它仍能经

过B点，故 C正确；设 L1与L2之间的距离为 d，由几何知识得 A到B的距离为 x＝，所以，

若将带电粒子在 A点时初速度方向改为与 L2线成 60°角斜向上它就不再经过 B点，故 D正确。

因此符合题意的是 A项。

[答案]　A

6．(多选)(2021·江淮十校联考)如图所示，空间存在竖直向上、大小为 E的匀强电场和

沿水平方向、垂直于纸面向里、大小为 B的匀强磁场，一个质量为 m的带电小球用长为 L

的绝缘细线吊着悬于 O点，给小球一个水平方向的初速度，小球在竖直面内做匀速圆周运

动，细线张力不为零；某时刻细线断开，小球仍做半径为 L的匀速圆周运动，不计小球的大

小，重力加速度为 g，则(　　)

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