2019-2020年高考物理一轮复习 课时跟踪训练29 磁场对运动电荷的作用.doc

2019-2020年高考物理一轮复习 课时跟踪训练29 磁场对运动电荷的作用一、选择题1(xx广东省中山市高三期末)下列运动(电子只受电场或磁场力的作用)不可能的是()解析：电子只受电场或磁场力的作用，根据电子受力的大小和方向，结合受力与速度方向的关系判断粒子的运动A.电子受到点电荷对它的库仑引力，速度若满足条件，靠库仑引力提供向心力，做匀速圆周运动故A正确B.等量异种电荷连线的中垂线上的电场方向始终水平向右，电子受到水平向左的电场力，不可能沿中垂线做直线运动故B错误C.电子在匀强磁场中受洛伦兹力，靠洛伦兹力提供向心力，做匀速圆周运动故C正确D.通电螺线管中的磁场方向沿水平方向，电子的速度方向与磁场方向平行，不受洛伦兹力，做匀速直线运动故D正确本题选错误的，故选B.答案：B2.(xx北京市顺义区高三第一次统练)如图所示空间有垂直纸面向外的匀强磁场，一质量为m1 kg的带正电的绝缘小滑块，沿斜面先向上运动，当滑到最高点后又沿斜面下滑关于滑块在斜面上的整个运动中所受的洛伦兹力方向，下列说法正确的是()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：带正电的绝缘滑块沿斜面向上滑行，根据左手定则，磁感线穿过手心，四指指向正电荷运动方向，大拇指所指的即洛伦兹力方向，据此判断洛伦兹力垂直斜面向下，滑块从最高点返回滑下时，洛伦兹力垂直斜面向上，对照选项A、B、C错，D对答案：D3.(xx安徽宿州市高三检测)如图所示，两匀强磁场方向相同，以虚线MN为理想边界，磁感应强度分别为B1、B2.今有一个质量为m、电荷量为e的电子从MN上的P点沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场B1中，其运动轨迹为如图虚线所示的“心”形图线则以下说法正确的是()A电子的运动轨迹为PENCMDB电子运行一周回到P用时为TCB12B2DB14B2解析：电子为负电荷，从P点水平向左射出后，根据左手定则判断洛伦兹力向上，即电子向上偏转，所以运动轨迹为PDMCNEP，选项A错粒子在匀强磁场中做圆周运动，周期T，根据运动轨迹，电子运动轨迹经历三个半圆，即三个半周期，所以电子运行一周回到P用时为t，选项B错根据运动轨迹判断，左右两个磁场中圆周运动半径比为12，根据qvBm可得R，根据R1R212可得B1B221，选项C对D错答案：C4.(xx浙江台州中学高三统练)如图所示，一个静止的质量为m、电荷量为q的粒子(重力忽略不计)，经加速电压U加速后，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子打到P点，OPx，能正确反映x与U之间关系的是()Ax与U成正比Bx与U成反比Cx与成正比Dx与成反比解析：带电粒子在电场中加速运动，根据动能定理得qUmv2，解得：v；进入磁场后做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力，则有：qvB，解得：r；粒子运动半个圆打到P点，所以x2r2，得x与成正比，所以C正确答案：C5.(xx北京市名校联盟)如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.在xOy平面内，从原点O处沿与x轴正方向成角(0)以速率v发射一个带正电的粒子(重力不计)则下列说法正确的是()A若v一定，越大，则粒子在磁场中运动的时间越短B若v一定，越大，则粒子在离开磁场的位置距O点越远C若一定，v越大，则粒子在磁场中运动的角速度越大D若一定，v越大，则粒子在磁场中运动的时间越短解析：根据洛伦兹力提供向心力即qvBm，圆周运动半径R，根据对称性，在磁场中圆周运动对应的圆心角为2，带电粒子在磁场中圆周运动周期T，则粒子在磁场中运动时间tT，若v一定，越大，运动时间越短，选项A对，磁场中运动时间与速度无关，选项D错对应的弦长L2Rsinsin，若v一定，越大，由于0对应的弦长在时最大，选项B错圆周运动的角速度，大小与速度无关，选项C错答案：A6.(多选)(xx陕西省五校高三联考)如图所示，以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域，磁感应强度为B，A60，AOL，在O点放置一个粒子源，可以向各个方向发射某种带负电粒子(不计重力作用)，粒子的比荷为q/m，发射速度大小都为v0，且满足v0qBL/m.粒子发射方向与OC边的夹角为，对于粒子进入磁场后的运动，下列说法正确的是()A粒子有可能打到A点B以60飞入的粒子在磁场中运动时间最短C以30飞入的粒子在磁场中运动的时间都相等D在AC边界上只有一半区域有粒子射出解析：根据Bqvm，又v0qBL/m，可得rL，又OAL，所以当60时，粒子经过A点，所以A正确；根据粒子运动的时间tT，圆心角越大，时间越长，粒子以60飞入磁场中时，粒子从A点飞出，轨迹圆心角等于60，圆心角最大，运动的时间最长，所以B错误；当粒子沿0飞入磁场中，粒子恰好从AC中点飞出，在磁场中运动时间也恰好是，从0到60在磁场中运动时间先减小后增大，在AC边上有一半区域有粒子飞出，所以C错误；D正确答案：AD7(多选)(xx太原五中高三月考)如图光滑的水平桌面处在竖直向下的匀强磁场中，桌面上平放一根一端开口、内壁光滑的绝缘细管，细管封闭端有一带电小球，小球直径略小于管的直径，细管的中心轴线沿y轴方向在水平拉力F作用下，细管沿x轴方向做匀速运动，小球能从管口处飞出小球在离开细管前的运动加速度a、拉力F随时间t变化的图象中，正确的是()解析：在x轴方向上的速度不变，则在y轴方向上受到大小一定的洛伦兹力，根据牛顿第二定律，小球的加速度不变，故选项A错误选项B正确；管子在水平方向受到拉力和球对管子的弹力，球对管子的弹力大小等于球在x轴方向受到的洛伦兹力大小，在y轴方向的速度vyat逐渐增大，则在x轴方向的洛伦兹力F洛qvyBqatB逐渐增大，所以F随时间逐渐增大，故选项C错误选项D正确答案：BD8.(多选)(xx邯郸市高三模拟)如图所示，带有正电荷的A粒子和B粒子先后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，又都恰好不从另一边界飞出，则下列说法中正确的是()AA、B两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比是BA、B两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比是CA、B两粒子之比是DA、B两粒子之比是解析：由题意知，粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力，根据Bqvm，得：r，由几何关系可得：对粒子B：Rcos60Rd，对粒子A有：rcos30rd，联立解得：，所以A错误；B正确；再根据r，可得A、B两粒子之比是，故C错误；D正确答案：BD9(多选)(xx江西省九所重点中学高三联考)如图所示，在abbc的等腰三角形abc区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，d是ac上任意一点，e是bc上任意一点大量相同的带电粒子从a点以相同方向垂直磁场射入，由于速度大小不同，粒子从ac和bc上不同点离开磁场不计粒子重力，则从c点离开的粒子在三角形abc磁场区域内经过的弧长和运动时间，与从d点和e点离开的粒子相比较()A经过的弧长一定大于从d点离开的粒子经过的弧长B经过的弧长一定小于从e点离开的粒子经过的弧长C运动时间一定大于从d点离开的粒子的运动时间D运动时间一定大于从e点离开的粒子的运动时间解析：如图所示，若粒子从ac边射出，粒子依次从ac上射出时，半径增大而圆心角相同，弧长等于半径乘以圆心角，所以经过的弧长越来越大，运动时间tT，运动时间相同，所以A正确，C错误；如果从bc边射出，粒子从b到c上依次射出时，弧长(弦长)会先变小后变大，但都会小于从c点射出的弧长圆心角也会变大，但小于从c点射出时的圆心角，所以运动时间变小，故B错误，D正确故选AD.答案：AD10.(多选)(xx南昌三中高三第七次考试)如图所示，在xOy平面内存在着磁感应强度大小为B的匀强磁场，第一、二、四象限内的磁场方向垂直纸面向里，第三象限内的磁场方向垂直纸面向外P(L,0)、Q(0，L)为坐标轴上的两个点现有一电子从P点沿PQ方向射出，不计电子的重力，则()A若电子从P点出发恰好经原点O第一次射出磁场分界线，则电子运动的路程一定为B若电子从P点出发经原点O到达Q点，则电子运动的路程一定为LC若电子从P点出发经原点O到达Q点，则电子运动的路程可能为2LD若电子从P点出发经原点O到达Q点，则nL(n为任意正整数)都有可能是电子运动的路程解析：若电子从P点出发恰好经原点O第一次射出磁场分界线，则有运动轨迹如右图所示，由几何关系知：半径RL，则微粒运动的路程为圆周的，即为，A正确；若电子从P点出发经原点O到达Q点，运动轨迹可能如下图所示因此微粒运动的路程可能为L，也可能为2L，BD错误C正确答案：AC二、非选择题11.(xx北京市房山区高三一模)1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器回旋加速器的工作原理如图所示，置于真空中的两个D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直设两D形盒之间所加的交流电压为U，被加速的粒子质量为m、电量为q，粒子从D形盒一侧开始被加速(初动能可以忽略)，经若干次加速后粒子从D形盒边缘射出求：(1)粒子从静止开始第1次经过两D形盒间狭缝加速后的速度大小；(2)粒子第一次进入D型盒磁场中做圆周运动的轨道半径；(3)粒子至少经过多少次加速才能从回旋加速器D形盒射出解析：(1)粒子在电场中被加速由动能定理qUmv得：v1(2)带电粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qv1Bm解得：r1代入数据得：r1(3)若粒子射出，则粒子做圆周运动的轨道半径为R，设此时速度为vn由牛顿第二定律知qvnBm，解得此时粒子的速度为vn此时粒子的动能为Ekmv2代入数据得：Ek粒子每经过一次加速动能增加qU，设经过n次加速粒子射出，则nqUmv代入数据，解得：n.答案：(1)(2)(3)12(xx福建省厦门市高三质检)如图甲所示，在xOy坐标平面y轴左侧有一速度选择器，速度选择器中的匀强电场方向竖直向下，两板间的电压为U，距离为d；匀强磁场磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里xOy坐标平面的第一象限(包括x、y轴)内存在磁感应强度大小为B0、方向垂直于xOy平面且随时间做周期性变化的匀强磁场，如图乙所示(磁场方向垂直xOy平面向里的为正)一束比荷不同的带正电的粒子恰能沿直线通过速度选择器，在t0时刻从坐标原点O垂直射入周期性变化的磁场中部分粒子经过一个磁场变化周期T0后，速度方向恰好沿x轴正方向不计粒子的重力，求：(1)粒子进入周期性变化的磁场的速度；(2)请用三角板和圆规作出经一个磁场变化周期T0后，速度方向恰好沿x轴正方向，且此时纵坐标最大的粒子的运动轨迹，并求出这种粒子的比荷；(3)在(2)中所述的粒子速度方向恰好沿x轴正方向时的纵坐标y.解析：(1)粒子沿直线通过速度选择器，即受力平衡，qvB0qEq，得v(2)根据磁场的周期性变化，粒子在匀强磁场中的圆周运动轨迹也是对称的，只要没有离开磁场，经过一个磁场变化周期后速度都会沿x轴正向，即与初速度方向相同恰好不离开磁场时，纵坐标最大，如图设粒子在匀强磁场中运动的半径为R，则根据图中几何关系得sin，即30设粒子圆周运动周期为T，则有T所以T根据带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，有圆周运动的周期T整理可得(3)有几何关系可得y2R2Rcos带电粒子在匀强磁场中做圆周运动qvB0m整理得y(2).答案：(1)(2)(3)(2)