2021届物理一轮总复习40分钟巩固提升训练 磁场对运动电荷的作用力

2021届物理一轮总复习40分钟巩固提升训练训练：*磁场对运动电荷的作用力*一、选择题1图甲所示的有界匀强磁场的宽度与图乙所示的圆形匀强磁场的半径相等，一不计重力的粒子从左边界的M点以一定初速度水平向右垂直射入磁场，从右边界射出时速度方向偏转了角，该粒子以同样的初速度沿半径方向垂直射入磁场，射出磁场时速度方向偏转了2角已知磁场、的磁感应强度大小分别为B1、B2，则B1与B2的比值为()A2cos BsinCcos Dtan2如图所示，直线MN上方有垂直纸面向里的匀强磁场，电子1从磁场边界上的a点垂直MN和磁场方向射入磁场，经t1时间从b点离开磁场之后电子2也由a点沿图示方向以相同速率垂直磁场方向射入磁场，经t2时间从a、b连线的中点c离开磁场，则t1：t2为()A2：3 B2：1C3：2 D3：13如图所示，边长为L的正方形有界匀强磁场ABCD，带电粒子从A点沿AB方向射入磁场，恰好从C点飞出磁场；若带电粒子以相同的速度从AD的中点P垂直AD射入磁场，从DC边的M点飞出磁场(M点未画出)设粒子从A点运动到C点所用时间为t1，由P点运动到M点所用时间为t2(带电粒子重力不计)，则t1：t2为()A2：1 B2：3C3：2 D.：4如图，虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点，在纸面内沿不同方向射入磁场若粒子射入速率为v1，这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为v2，相应的出射点分布在三分之一圆周上，不计重力及带电粒子之间的相互作用，则v2：v1为()A.：2 B.：1C.：1 D3：5如图所示在平面直角坐标系xOy的第一象限中，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，一带电粒子以一定的速度平行于x轴正方向从y轴上的a处射入磁场，粒子经磁场偏转后恰好从坐标原点O射出磁场现使同一带电粒子以速度方向不变、大小变为原来的4倍，仍从y轴上的a处射入磁场，经过t0时间射出磁场，不计粒子所受的重力，则粒子的比荷为()A. B.C. D.6.如图所示，平行边界MN、PQ之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，两边界间距为d，边界MN上A点有一粒子源，可沿纸面内任意方向射出完全相同的质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，粒子射出的速度大小均为v，若不计粒子的重力及粒子间的相互作用，则粒子能从PQ边界射出的区域长度与能从MN边界射出的区域长度之比为()A1：1 B2：3C.：2 D2：77 (多选)图中的MN、PQ为两条相互平行的虚线，在MN的上方、PQ的下方空间存在相同的垂直纸面向里的匀强磁场，在图中的O点沿与PQ成30角的方向斜向上射出一带电粒子(纸面内运动)，粒子在上、下两磁场中各偏转一次后恰好经过图中的S点，且经过S点的速度与O点的速度方向相同，忽略粒子的重力则()A如果保持不变，仅增大粒子的初速度，则粒子一定还能经过S点B粒子每次经过边界PQ时的速度都与初速度相同C该粒子可能带正电也可能带负电D如果仅将增大到60，则粒子一定不能经过S点8(多选)如图所示，竖直平面内一半径为R的圆形区域内有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面向外一束质量为m、电荷量为q的带正电粒子沿平行于直径MN的方向进入匀强磁场，粒子的速度大小不同，重力不计，入射点P到直径MN的距离为h，则()A若某粒子从磁场射出时的速度方向恰好与其入射方向相反，则该粒子的入射速度是B恰好能从M点射出的粒子速度是C若h且粒子从P点经磁场到M点，则所用的时间是D当粒子轨道半径rR时，粒子从圆形磁场区域最低点射出9.(多选)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，它与水平面的夹角为，一电荷量为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，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vmB小球下滑的最大加速度为amgsinC小球的加速度一直在减小D小球的速度先增大后不变10(多选)如图所示，有一半径为R的光滑绝缘塑料半圆形轨道，水平固定于一磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，现将一质量为m、所带电荷量为q的小球从轨道的左端由静止释放，半圆形轨道的最低点为A，不考虑涡流现象，则下列说法正确的是()A小球沿轨道运动过程中机械能不守恒B小球通过A点时对轨道的压力可能为3mgqBC小球通过A点时对轨道的压力可能为3mgqBD从轨道的左端由静止释放的小球，可能从轨道右端滑出11 (多选)如图(a)所示，在半径为R的虚线区域内存在周期性变化的磁场，其变化规律如图(b)所示薄挡板MN两端点恰在圆周上，且MN所对的圆心角为120.在t0时，一质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v从A点沿直径AB射入场区，运动到圆心O后，做一次半径为的完整的圆周运动，再沿直线运动到B点，在B点与挡板碰撞后原速率返回(碰撞时间不计，电荷量不变)，运动轨迹如图(a)中所示粒子的重力不计，不考虑变化的磁场所产生的电场，下列说法正确的是()A磁场方向垂直纸面向外B图(b)中B0C图(b)中T0D若t0时，质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v从A点沿AO入射，偏转、碰撞后，仍可返回A点12 (多选)如图所示，下端封闭、上端开口、高h5 m的内壁光滑的细玻璃管竖直放置，管底有质量m10 g、电荷量的绝对值|q|0.2 C的小球，整个装置以v5 m/s的速度沿垂直于磁场方向进入磁感应强度B0.2 T、方向垂直纸面向里的匀强磁场，由于外力的作用，玻璃管在磁场中的速度保持不变，最终小球从上端管口飞出g取10 m/s2.下列说法中正确的是()A小球带负电B小球在竖直方向做匀加速直线运动C小球在玻璃管中的运动时间小于1 sD小球机械能的增加量为1 J13. (多选)如图所示，在x0，y0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里，大小为B.现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从x轴上的某点P沿着与x轴成30角的方向射入磁场不计重力的影响，则下列说法正确的是()A只要粒子的速率合适，粒子就可能通过坐标原点B粒子在磁场中运动所经历的时间可能为C粒子在磁场中运动所经历的时间可能为D粒子在磁场中运动所经历的时间可能为14 (多选)如图所示，两个相同的半圆形光滑绝缘轨道分别竖直放置在匀强电场E和匀强磁场B中，轨道两端在同一高度上，两个相同的带正电小球a、b同时从轨道左端最高点由静止释放，且在运动中始终能沿轨道通过各自轨道的最低点M、N，则()A两小球某次到达轨道最低点时的速度大小不可能有vNvMB两小球都能到达轨道的最右端C小球a、b第一次同时到达最低点D第一次到达轨道最低点时，小球a对轨道的压力小于小球b对轨道的压力15. (多选)如图所示为某种质谱仪的工作原理示意图此质谱仪由以下几部分构成：粒子源N，P、Q间的加速电场，静电分析器即中心线半径为R的四分之一圆形通道、通道内有均匀辐射电场，方向沿径向指向圆心O，且与圆心O等距的各点电场强度大小相等，磁感应强度为B的有界匀强磁场，方向垂直纸面向外，胶片M.由粒子源发出的不同带电粒子，经加速电场加速后进入静电分析器，某些粒子能沿中心线通过静电分析器并经小孔S垂直磁场边界进入磁场，最终打到胶片上的某点粒子从粒子源发出时的初速度不同，不计粒子所受重力，下列说法中正确的是()A从小孔S进入磁场的粒子速度大小一定相等B从小孔S进入磁场的粒子动能一定相等C打到胶片上同一点的粒子速度大小一定相等D打到胶片上位置距离O点越远的粒子，其比荷(q/m)越小16. (多选)如图所示，圆心角为90的扇形COD内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，E点为半径OD的中点现有比荷大小相等的两个带电粒子a、b(不计重力)以大小不等的速度分别从O、E点均沿OC方向射入磁场，粒子a恰从D点射出磁场，粒子b恰从C点射出磁场，已知sin370.6，cos370.8，则下列说法中正确的是()A粒子a带正电，粒子b带负电B粒子a、b在磁场中运动的加速度大小之比为5：2C粒子a、b的速率之比为2：5D粒子a、b在磁场中运动的时间之比为180：5317(多选)如图所示，空间有一垂直纸面向里的磁感应强度大小为0.5 T的匀强磁场，一质量为0.2 kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速度地放置一质量为0.05 kg、电荷量q0.2 C的滑块，滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为0.5，可认为滑块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力现对木板施加方向水平向左、大小为0.6 N的恒力，g取10 m/s2.则()A木板和滑块一直做匀加速运动B滑块先做匀加速运动后做匀速运动C最终滑块做速度为5 m/s的匀速运动D最终木板做加速度为3 m/s2的匀加速运动18 (多选)如图所示，在光滑绝缘的水平面上叠放着两个物块A和B，A带负电、质量为m、电荷量为q，B质量为2m、不带电，A和B间动摩擦因数为0.5.初始时A、B处于静止状态，现将大小为Fmg的水平恒力作用在B上，g为重力加速度A、B处于水平向里的磁场之中，磁感应强度大小为B0.若A、B间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是()A水平力作用瞬间，A的加速度大小为BA做匀加速运动的时间为CA的最大速度为DB的最大加速度为g二、非选择题19如图所示，直角坐标系第、象限存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，一质量为m、电荷量为q的粒子在纸面内以速度v从y轴负方向上的A点(0，L)射入，其方向与x轴正方向成30角，粒子离开磁场后能回到A点，不计重力求：(1)磁感应强度B的大小；(2)粒子从A点出发到再回到A点的时间20如图所示，xOy平面内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B0.1 T，在原点O有一粒子源，它可以在xOy平面内向各个方向发射出质量m6.41027 kg、电荷量q3.21019 C、速度v1.0106 m/s的带正电的粒子一感光薄板平行于x轴放置，其中点O的坐标为(0，a)，且满足a0.(不考虑粒子的重力以及粒子之间的相互作用，结果保留三位有效数字)(1)若薄板足够长，且a0.2 m，求感光板下表面被粒子击中的长度；(2)若薄板长l0.32 m，为使感光板下表面全部被粒子击中，求a的最大值参考答案123456789CDCCCCACABDBD101112131415161718BCBCBDBCADCDCDCDBC19.(1)粒子做匀速圆周运动的轨迹如图所示，由几何关系知，r2L，洛伦兹力提供向心力，qvB，联立得B.(2)粒子做匀速直线运动的时间t12，在磁场中偏转了300，所用时间t2T，粒子从A点出发到再回到A点的时间tt1t2.20.(1)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力有qvBm解得r0.2 m如图1，沿y轴正向发射的粒子击中薄板的D点(最左端)，有x1r0.2 m而击中薄板的最右端的粒子恰好运动了半个圆周，由几何关系x2 m所以，感光板下表面被粒子击中的长度Lx1x20.546 m.(2)如图2，若粒子恰能击中薄板的最左端点，由几何关系OF0.12 m解得a1OFr0.320 m如图3，若粒子恰能击中薄板的最右端E点，由几何关系a2 m0.320 m综上可得，为使感光板下表面全部被粒子击中，a的最大值：am0.320 m.9 / 9