2019-2020年高考物理一輪復(fù)習 課時跟蹤訓(xùn)練29 磁場對運動電荷的作用.doc
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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習 課時跟蹤訓(xùn)練29 磁場對運動電荷的作用 一、選擇題 1.(xx廣東省中山市高三期末)下列運動(電子只受電場或磁場力的作用)不可能的是( ) 解析:電子只受電場或磁場力的作用,根據(jù)電子受力的大小和方向,結(jié)合受力與速度方向的關(guān)系判斷粒子的運動.A.電子受到點電荷對它的庫侖引力,速度若滿足條件,靠庫侖引力提供向心力,做勻速圓周運動.故A正確.B.等量異種電荷連線的中垂線上的電場方向始終水平向右,電子受到水平向左的電場力,不可能沿中垂線做直線運動.故B錯誤.C.電子在勻強磁場中受洛倫茲力,靠洛倫茲力提供向心力,做勻速圓周運動.故C正確.D.通電螺線管中的磁場方向沿水平方向,電子的速度方向與磁場方向平行,不受洛倫茲力,做勻速直線運動.故D正確.本題選錯誤的,故選B. 答案:B 2. (xx北京市順義區(qū)高三第一次統(tǒng)練)如圖所示空間有垂直紙面向外的勻強磁場,一質(zhì)量為m=1 kg的帶正電的絕緣小滑塊,沿斜面先向上運動,當滑到最高點后又沿斜面下滑.關(guān)于滑塊在斜面上的整個運動中所受的洛倫茲力方向,下列說法正確的是( ) A.一直垂直斜面向上 B.一直垂直斜面向下 C.先垂直斜面向上后垂直斜面向下 D.先垂直斜面向下后垂直斜面向上 解析:帶正電的絕緣滑塊沿斜面向上滑行,根據(jù)左手定則,磁感線穿過手心,四指指向正電荷運動方向,大拇指所指的即洛倫茲力方向,據(jù)此判斷洛倫茲力垂直斜面向下,滑塊從最高點返回滑下時,洛倫茲力垂直斜面向上,對照選項A、B、C錯,D對. 答案:D 3. (xx安徽宿州市高三檢測)如圖所示,兩勻強磁場方向相同,以虛線MN為理想邊界,磁感應(yīng)強度分別為B1、B2.今有一個質(zhì)量為m、電荷量為e的電子從MN上的P點沿垂直于磁場的方向射入勻強磁場B1中,其運動軌跡為如圖虛線所示的“心”形圖線.則以下說法正確的是( ) A.電子的運動軌跡為PENCMD B.電子運行一周回到P用時為T= C.B1=2B2 D.B1=4B2 解析:電子為負電荷,從P點水平向左射出后,根據(jù)左手定則判斷洛倫茲力向上,即電子向上偏轉(zhuǎn),所以運動軌跡為PDMCNEP,選項A錯.粒子在勻強磁場中做圓周運動,周期T=,根據(jù)運動軌跡,電子運動軌跡經(jīng)歷三個半圓,即三個半周期,所以電子運行一周回到P用時為t=++=+,選項B錯.根據(jù)運動軌跡判斷,左右兩個磁場中圓周運動半徑比為1∶2,根據(jù)qvB=m可得R=,根據(jù)R1∶R2=1∶2可得B1∶B2=2∶1,選項C對D錯. 答案:C 4. (xx浙江臺州中學高三統(tǒng)練)如圖所示,一個靜止的質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子(重力忽略不計),經(jīng)加速電壓U加速后,垂直進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,粒子打到P點,OP=x,能正確反映x與U之間關(guān)系的是( ) A.x與U成正比 B.x與U成反比 C.x與成正比 D.x與成反比 解析:帶電粒子在電場中加速運動,根據(jù)動能定理得qU=mv2,解得:v=;進入磁場后做勻速圓周運動,根據(jù)洛倫茲力提供向心力,則有:qvB=,解得:r=;粒子運動半個圓打到P點,所以x=2r=2,得x與成正比,所以C正確. 答案:C 5. (xx北京市名校聯(lián)盟)如圖所示,在x軸上方存在垂直于紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B.在xOy平面內(nèi),從原點O處沿與x軸正方向成θ角(0<θ<π)以速率v發(fā)射一個帶正電的粒子(重力不計).則下列說法正確的是( ) A.若v一定,θ越大,則粒子在磁場中運動的時間越短 B.若v一定,θ越大,則粒子在離開磁場的位置距O點越遠 C.若θ一定,v越大,則粒子在磁場中運動的角速度越大 D.若θ一定,v越大,則粒子在磁場中運動的時間越短 解析: 根據(jù)洛倫茲力提供向心力即qvB=m,圓周運動半徑R=,根據(jù)對稱性,在磁場中圓周運動對應(yīng)的圓心角為2θ,帶電粒子在磁場中圓周運動周期T=,則粒子在磁場中運動時間t=T=,若v一定,θ越大,運動時間越短,選項A對,磁場中運動時間與速度無關(guān),選項D錯.對應(yīng)的弦長L=2Rsinθ=sinθ,若v一定,θ越大,由于0<θ<π對應(yīng)的弦長在θ=時最大,選項B錯.圓周運動的角速度ω==,大小與速度無關(guān),選項C錯. 答案:A 6. (多選)(xx陜西省五校高三聯(lián)考)如圖所示,以直角三角形AOC為邊界的有界勻強磁場區(qū)域,磁感應(yīng)強度為B,∠A=60,AO=L,在O點放置一個粒子源,可以向各個方向發(fā)射某種帶負電粒子(不計重力作用),粒子的比荷為q/m,發(fā)射速度大小都為v0,且滿足v0=qBL/m.粒子發(fā)射方向與OC邊的夾角為θ,對于粒子進入磁場后的運動,下列說法正確的是( ) A.粒子有可能打到A點 B.以θ=60飛入的粒子在磁場中運動時間最短 C.以θ<30飛入的粒子在磁場中運動的時間都相等 D.在AC邊界上只有一半?yún)^(qū)域有粒子射出 解析:根據(jù)Bqv=m,又v0=qBL/m,可得r==L,又OA=L,所以當θ=60時,粒子經(jīng)過A點,所以A正確;根據(jù)粒子運動的時間t=T,圓心角越大,時間越長,粒子以θ=60飛入磁場中時,粒子從A點飛出,軌跡圓心角等于60,圓心角最大,運動的時間最長,所以B錯誤;當粒子沿θ=0飛入磁場中,粒子恰好從AC中點飛出,在磁場中運動時間也恰好是,θ從0到60在磁場中運動時間先減小后增大,在AC邊上有一半?yún)^(qū)域有粒子飛出,所以C錯誤;D正確. 答案:AD 7.(多選) (xx太原五中高三月考)如圖光滑的水平桌面處在豎直向下的勻強磁場中,桌面上平放一根一端開口、內(nèi)壁光滑的絕緣細管,細管封閉端有一帶電小球,小球直徑略小于管的直徑,細管的中心軸線沿y軸方向.在水平拉力F作用下,細管沿x軸方向做勻速運動,小球能從管口處飛出.小球在離開細管前的運動加速度a、拉力F隨時間t變化的圖象中,正確的是( ) 解析:在x軸方向上的速度不變,則在y軸方向上受到大小一定的洛倫茲力,根據(jù)牛頓第二定律,小球的加速度不變,故選項A錯誤選項B正確;管子在水平方向受到拉力和球?qū)茏拥膹椓Γ驅(qū)茏拥膹椓Υ笮〉扔谇蛟趚軸方向受到的洛倫茲力大小,在y軸方向的速度vy=at逐漸增大,則在x軸方向的洛倫茲力F洛=qvyB=qatB逐漸增大,所以F隨時間逐漸增大,故選項C錯誤選項D正確. 答案:BD 8. (多選)(xx邯鄲市高三模擬)如圖所示,帶有正電荷的A粒子和B粒子先后以同樣大小的速度從寬度為d的有界勻強磁場的邊界上的O點分別以30和60(與邊界的夾角)射入磁場,又都恰好不從另一邊界飛出,則下列說法中正確的是( ) A.A、B兩粒子在磁場中做圓周運動的半徑之比是 B.A、B兩粒子在磁場中做圓周運動的半徑之比是 C.A、B兩粒子之比是 D.A、B兩粒子之比是 解析:由題意知,粒子在磁場中由洛倫茲力提供向心力,根據(jù)Bqv=m,得:r=,由幾何關(guān)系可得:對粒子B:Rcos60+R=d,對粒子A有:rcos30+r=d,聯(lián)立解得:=,所以A錯誤;B正確;再根據(jù)r=,可得A、B兩粒子之比是,故C錯誤;D正確. 答案:BD 9.(多選)(xx江西省九所重點中學高三聯(lián)考)如圖所示,在ab=bc的等腰三角形abc區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外的勻強磁場,d是ac上任意一點,e是bc上任意一點.大量相同的帶電粒子從a點以相同方向垂直磁場射入,由于速度大小不同,粒子從ac和bc上不同點離開磁場.不計粒子重力,則從c點離開的粒子在三角形abc磁場區(qū)域內(nèi)經(jīng)過的弧長和運動時間,與從d點和e點離開的粒子相比較( ) A.經(jīng)過的弧長一定大于從d點離開的粒子經(jīng)過的弧長 B.經(jīng)過的弧長一定小于從e點離開的粒子經(jīng)過的弧長 C.運動時間一定大于從d點離開的粒子的運動時間 D.運動時間一定大于從e點離開的粒子的運動時間 解析: 如圖所示,若粒子從ac邊射出,粒子依次從ac上射出時,半徑增大而圓心角相同,弧長等于半徑乘以圓心角,所以經(jīng)過的弧長越來越大,運動時間t=T,運動時間相同,所以A正確,C錯誤;如果從bc邊射出,粒子從b到c上依次射出時,弧長(弦長)會先變小后變大,但都會小于從c點射出的弧長.圓心角也會變大,但小于從c點射出時的圓心角,所以運動時間變小,故B錯誤,D正確.故選AD. 答案:AD 10. (多選)(xx南昌三中高三第七次考試)如圖所示,在xOy平面內(nèi)存在著磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場,第一、二、四象限內(nèi)的磁場方向垂直紙面向里,第三象限內(nèi)的磁場方向垂直紙面向外.P(-L,0)、Q(0,-L)為坐標軸上的兩個點.現(xiàn)有一電子從P點沿PQ方向射出,不計電子的重力,則( ) A.若電子從P點出發(fā)恰好經(jīng)原點O第一次射出磁場分界線,則電子運動的路程一定為 B.若電子從P點出發(fā)經(jīng)原點O到達Q點,則電子運動的路程一定為πL C.若電子從P點出發(fā)經(jīng)原點O到達Q點,則電子運動的路程可能為2πL D.若電子從P點出發(fā)經(jīng)原點O到達Q點,則nπL(n為任意正整數(shù))都有可能是電子運動的路程 解析: 若電子從P點出發(fā)恰好經(jīng)原點O第一次射出磁場分界線,則有運動軌跡如右圖所示, 由幾何關(guān)系知:半徑R=L,則微粒運動的路程為圓周的,即為,A正確;若電子從P點出發(fā)經(jīng)原點O到達Q點,運動軌跡可能如下圖所示. 因此微粒運動的路程可能為πL,也可能為2πL,BD錯誤C正確. 答案:AC 二、非選擇題 11. (xx北京市房山區(qū)高三一模)1932年,勞倫斯和利文斯設(shè)計出了回旋加速器.回旋加速器的工作原理如圖所示,置于真空中的兩個D形金屬盒半徑為R,兩盒間的狹縫很小,帶電粒子穿過的時間可以忽略不計.磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與盒面垂直.設(shè)兩D形盒之間所加的交流電壓為U,被加速的粒子質(zhì)量為m、電量為q,粒子從D形盒一側(cè)開始被加速(初動能可以忽略),經(jīng)若干次加速后粒子從D形盒邊緣射出. 求:(1)粒子從靜止開始第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫加速后的速度大??; (2)粒子第一次進入D型盒磁場中做圓周運動的軌道半徑; (3)粒子至少經(jīng)過多少次加速才能從回旋加速器D形盒射出. 解析:(1)粒子在電場中被加速由動能定理 qU=mv 得:v1= (2)帶電粒子在磁場中做圓周運動,洛倫茲力提供向心力, 由牛頓第二定律得:qv1B=m 解得:r1= 代入數(shù)據(jù)得:r1= (3)若粒子射出,則粒子做圓周運動的軌道半徑為R,設(shè)此時速度為vn 由牛頓第二定律知qvnB=m,解得此時粒子的速度為vn= 此時粒子的動能為Ek=mv2 代入數(shù)據(jù)得:Ek= 粒子每經(jīng)過一次加速動能增加qU,設(shè)經(jīng)過n次加速粒子射出,則nqU=mv 代入數(shù)據(jù),解得:n=. 答案:(1) (2) (3) 12.(xx福建省廈門市高三質(zhì)檢)如圖甲所示,在xOy坐標平面y軸左側(cè)有一速度選擇器,速度選擇器中的勻強電場方向豎直向下,兩板間的電壓為U,距離為d;勻強磁場磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直紙面向里.xOy坐標平面的第一象限(包括x、y軸)內(nèi)存在磁感應(yīng)強度大小為B0、方向垂直于xOy平面且隨時間做周期性變化的勻強磁場,如圖乙所示(磁場方向垂直xOy平面向里的為正).一束比荷不同的帶正電的粒子恰能沿直線通過速度選擇器,在t=0時刻從坐標原點O垂直射入周期性變化的磁場中.部分粒子經(jīng)過一個磁場變化周期T0后,速度方向恰好沿x軸正方向.不計粒子的重力,求: (1)粒子進入周期性變化的磁場的速度; (2)請用三角板和圓規(guī)作出經(jīng)一個磁場變化周期T0后,速度方向恰好沿x軸正方向,且此時縱坐標最大的粒子的運動軌跡,并求出這種粒子的比荷; (3)在(2)中所述的粒子速度方向恰好沿x軸正方向時的縱坐標y. 解析:(1)粒子沿直線通過速度選擇器,即受力平衡,qvB0=qE=q,得v= (2)根據(jù)磁場的周期性變化,粒子在勻強磁場中的圓周運動軌跡也是對稱的,只要沒有離開磁場,經(jīng)過一個磁場變化周期后速度都會沿x軸正向,即與初速度方向相同.恰好不離開磁場時,縱坐標最大,如圖設(shè)粒子在勻強磁場中運動的半徑為R,則根據(jù)圖中幾何關(guān)系得sinθ=,即θ=30 設(shè)粒子圓周運動周期為T,則有T= 所以T= 根據(jù)帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動,有圓周運動的周期T= 整理可得= (3)有幾何關(guān)系可得y=2R+2Rcosθ 帶電粒子在勻強磁場中做圓周運動qvB0=m 整理得y=(2+). 答案:(1) (2) (3)(2+)- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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