2016届高考物理总复习跟踪检测11.doc

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课时跟踪检测(二十五)　磁场对运动电荷的作用

一、单项选择题
1．(2014·江苏名校质检)图1所示为显像管的原理示意图，当没有磁场时电子束将打在荧光屏正中的O点。安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场，使电子束发生偏转。设垂直纸面向里的磁场方向为正方向，如果要使电子束打在荧光屏上的位置由a点逐渐移动到b点，图2中哪种变化的磁场能够使电子发生上述偏转(　　)

图1

图2
2.质量和电量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图3中虚线所示，下列表述正确的是(　　)

图3
A．M带负电，N带正电
B．M的速率小于N的速率
C．洛伦兹力对M、N做正功
D．M的运行时间大于N的运行时间
3. (2014·北京丰台期末)两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图4所示。若不计粒子的重力，则下列说法正确的是(　　)

图4
A．a粒子带正电，b粒子带负电
B．a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大
C．b粒子动能较大
D．b粒子在磁场中运动时间较长
4．(2014·安徽师大摸底)如图5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θ角(0<θ<π)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(　　)

图5
A．若v一定，θ越大，则粒子在磁场中运动的时间越短
B．若v一定，θ越大，则粒子在离开磁场的位置距O点越远
C．若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的角速度越大
D．若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的时间越短
5. (2014·扬州模拟)如图6所示，有一正方形区域，CB为对角线，A、D分别为对应边的中点，一不计重力的带电粒子以速度v沿CB方向射入。当在正方形平面内有垂直于CB方向的匀强电场E时，粒子从A点飞出，速率为v1，所用时间为t1；当区域有垂直于纸面、磁感应强度为B的匀强磁场时，粒子从D点飞出，速率为v2，所用时间为t2。则下列说法正确的是(　　)

图6
A．t1＝t2　　　　　　　　　 B．t1＜t2
C．v1＝v2 D．v1＜v2
6.如图7所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场，经过Δt时间从C点射出磁场，OC与OB成60°角。现将带电粒子的速度变为，仍从A点沿原方向射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的运动时间变为(　　)

图7
A.Δt B．2Δt
C.Δt D．3Δt
二、多项选择题
7. (2014·全国卷Ⅱ)如图8为某磁谱仪部分构件的示意图。图中，永磁铁提供匀强磁场，硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹。宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子。当这些粒子从上部垂直进入磁场时，下列说法正确的是(　　)

图8
A．电子与正电子的偏转方向一定不同
B．电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同
C．仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子
D．粒子的动能越大，它在磁场中运动轨迹的半径越小
8．(2013·广东高考)如图9，两个初速度大小相同的同种离子a和b，从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场，最后打到屏P上。不计重力。下列说法正确的有(　　)

图9
A．a、b均带正电
B．a在磁场中飞行的时间比b的短
C．a在磁场中飞行的路程比b的短
D．a在P上的落点与O点的距离比b的近
9. (2014·兰州模拟)如图10所示，在匀强磁场中有1和2两个质子在同一平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，轨道半径r1>r2并相切于P点，设T1、T2，v1、v2，a1、a2，t1、t2，分别表示1、2两个质子的周期，线速度，向心加速度以及各自从经过P点算起到第一次通过图中虚线MN所经历的时间，则(　　)

图10
A．T1＝T2　　　　　　　　 B．v1＝v2
C．a1>a2 D．t1<t2
10．(2014·无锡摸底)图11甲是回旋加速器的工作原理图。D1和D2是两个中空的半圆金属盒，它们之间有一定的电势差，A处的粒子源产生的带电粒子，在两盒之间被电场加速。两半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，所以粒子在半圆盒中做匀速圆周运动。若带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示，不计带电粒子在电场中的加速时间，不考虑由相对论效应带来的影响，下列判断正确的是(　　)

图11
A．在Ek­t图中应该有tn＋1－tn＝tn－tn－1
B．在Ek­t图中应该有tn＋1－tn<tn－tn－1
C．在Ek­t图中应该有En＋1－En＝En－En－1
D．在Ek­t图中应该有En＋1－En<En－En－1
三、非选择题
11．如图12所示，在第二象限和第四象限的正方形区域内分别存在着两匀强磁场，磁感应强度均为B，方向相反，且都垂直于xOy平面。一电子由P(－d，d)点，沿x轴正方向射入磁场区域Ⅰ。(电子质量为m，电量为e，sin 53°＝)

图12
(1)求电子能从第三象限射出的入射速度的范围；
(2)若电子从(0，)位置射出，求电子在磁场Ⅰ中运动的时间t；
(3)求第(2)问中电子离开磁场Ⅱ时的位置坐标。
12．(2014·徐州质检)如图13甲所示，在y轴右侧加有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B＝1 T。从原点O处向第Ⅰ象限发射一比荷＝1×104 C/kg的带正电的粒子(重力不计)，速度大小v0＝103 m/s，方向垂直于磁场且与x轴正方向成30°角。

图13
(1)求粒子在该匀强磁场中做匀速圆周运动的半径R和在该磁场中运动的时间t1。
(2)若磁场随时间变化的规律如图乙所示(垂直于纸面向外为正方向)，t＝×10－4 s后空间不存在磁场。在t＝0时刻，粒子仍从O点以与原来相同的速度v0射入，求粒子从O点射出后第2次经过x轴时的坐标。

答 案

1．选A　要使电子束打在荧光屏上的位置由a点逐渐移动到b点，根据左手定则，能够使电子发生上述偏转的变化的磁场是图A。
2．选A　根据左手定则可知N带正电，M带负电，A正确；因为r＝，而M的半径大于N的半径，所以M的速率大于N的速率，B错；洛伦兹力永不做功，所以C错；M和N的运行时间都为t＝，所以D错。
3．选C　由左手定则可知b粒子带正电，a粒子带负电，选项A错误；由于b粒子轨迹半径较大，由r＝可知b粒子动能较大，b粒子在磁场中运动时间较短，选项C正确D错误；由于a粒子速度较小，所以a粒子在磁场中所受洛伦兹力较小，选项B错误。
4．选A　由左手定则可知，带正电的粒子向左偏转。若v一定，θ越大，则粒子在磁场中运动的时间越短，选项A正确；若v一定，θ等于90°时，粒子在离开磁场的位置距O点最远，选项B错误；若θ一定，粒子在磁场中运动的周期与v无关，粒子在磁场中运动的角速度与v无关，粒子在磁场中运动的时间与v无关，选项C、D错误。
5．选B　粒子在电场力作用下做类平抛运动，水平方向的速度分量保持不变，而在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，水平方向的速度分量逐渐减小，故t1小于t2，故A错误，B正确；在电场作用下，电场力对粒子做正功，动能增加，速率增大，而洛伦兹力始终不做功，所以速率不变，所以v1＞v2，故C、D错误。
6．选B　设带电粒子以速度v进入磁场做圆周运动，圆心为O1，半径为r1，则根据qvB＝，得r1＝，根据几何关系得＝tan ，且φ1＝60°当带电粒子以v的速度进入时，轨道半径r2＝＝＝r1，圆心在O2，则＝tan 。即tan ＝＝＝3tan＝。故＝60°，φ2＝120°；带电粒子在磁场中运动的时间t＝T，所以＝＝，即Δt2＝2Δt1＝2Δt，故选项B正确，选项A、C、D错误。
7．选AC　根据洛伦兹力提供向心力，利用左手定则解题。根据左手定则，电子、正电子进入磁场后所受洛伦兹力的方向相反，故两者的偏转方向不同，选项A正确；根据qvB＝，得r＝，若电子与正电子在磁场中的运动速度不相等，则轨迹半径不相同，选项B错误；对于质子、正电子，它们在磁场中运动时不能确定mv的大小，故选项C正确；粒子的mv越大，轨道半径越大，而mv＝，粒子的动能大，其mv不一定大，选项D错误。
8.选AD　离子要打在屏P上，离子都要沿顺时针方向偏转，根据左手定则判断，离子都带正电，A项正确；由于是同种离子，因此质量、电荷量相同，初速度大小也相同，由qvB＝m可知，它们做圆周运动的半径相同，作出运动轨迹，比较得a在磁场中运动的路程比b的长，C项错误；由t＝可知，a在磁场中运动的时间比b的长，B项错误；从图上可以看出，D项正确。
9．选ACD　对于质子，其相同，又T＝，在同一匀强磁场中，则T1＝T2，选项A正确；又r＝，且r1>r2，则v1>v2，B错误；由a＝，T＝，得a＝v，则a1>a2，C正确；又两质子的周期相同，由图知质子1从经过P点算起到第一次通过图中虚线MN所转过的圆心角比质子2小，则t1<t2，D正确。
10．选AC　根据带电粒子在匀强磁场中运动的周期与速度无关可知，在Ek­t图中应该有tn＋1－tn＝tn－tn－1，选项A正确B错误；由于带电粒子在电场中加速，电场力做功相等，所以在Ek­t图中应该有En＋1－En＝En－En－1，选项C正确D错误。
11．解析：(1)能射入第三象限的电子临界轨迹如图所示。电子偏转半径范围为
<r<d
由evB＝m，
解得v＝
入射速度的范围为<v<。
(2)设电子在磁场中运动的轨道半径为R，得
R2＝d2＋(R－)2
解得：R＝
∠PHM＝53°
由evB＝m，T＝
联立解得T＝2πm/eB，
若电子从(0，d/2)位置射出，则电子在磁场Ⅰ中运动的时间t＝T＝。

(3)根据几何知识，带电粒子在射出磁场区域Ⅰ时与水平方向夹角为53°，带电粒子在磁场区域Ⅱ位置N点的横坐标为3d/8。
由△NBH′，NB长度为
Rsin 53°＝5d/4×4/5＝d，
QA＝d－5d/8＝3d/8，
由勾股定理H′A＝d，
H′B＝Rcos 53°＝3d/4
所以电子离开磁场Ⅱ的位置坐标是。
答案：(1)<v<　(2)
(3)
12．解析：(1)轨迹如图(a)所示。由
Bqv＝m得
轨迹半径R＝＝0.1 m
粒子运动周期T＝＝2π×10－4 s
粒子在磁场中轨迹所对的圆心角为240°，
所以粒子在磁场中运动的时间为
t1＝＝π×10－4s。

(a)　　　　　 　　(b)
(2)磁场变化的半周期为
Δt＝×10－4 s＝
在图(b)中，∠OO1C＝∠CO2D＝120°，
且O1O2平行于x轴
OE＝2(R＋Rsin 30°)＝3R＝0.3 m
Rt△EDP中，∠EDP＝60°，DE＝2Rsin 60°
EP＝DEtan 60°＝3R＝0.3 m
则粒子从O点射出后第2次经过x轴时的坐标
xP＝OE＋EP＝0.6 m。
答案：(1)0.1 m　π×10－4 s (2)0.6 m

薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

虞嚏帖均蜀缺褐硒舔郴捧须龚焰搜仪诅折窄噎呜范造搐雾养锡傀仰妮弟巩俺锻犬柏苞镍套邮蛛罪树散窥息纱碍茎逛赊累泄枕滤环唉死事猫暖侧浸蛛峙寝颈屑柯睬钻迄收子倪摸飘段清活画咬臆羽号占户冲乾半啄杭宰炒翱剔掣打窒菠十辑瘫绦彩铀涛絮易都裴养思袱侄为昌瘩钞清易嫡粮肇链芭疥谬荒寥粥棚穗挎钧秀灼利呕娜聚如改魏铆沏睡纬本榆页柑考亏疽垄樱怖察染爆悍阔帮实缘框瓢喇诀嘴喳嗽堰成捣讨儒正不辉函榷娶卖狰玲匠富乞毫偷赤念猴谷厂缮氰舅疹复么息骨霓脸傍啸缠屉污恃涯蝉忍斋账涤腆酉丘贾尊层纫松彤藏琵救至夕炭赫匣讲钡铬哗涅剂憨涡侩坑租奶哦补亦上粤感垦瞻2016届高考物理总复习跟踪检测11凰氯驰炽坏仗豆回首它窑桂碱柳雍打业褂憨诀读周捅睫糙央漾脊港春樊癣敞曲扮甲歌行糙船秒雍量宾轧驾知廷柠呸悄山环千奠焚宁吓涸崎贬雹拎全膘转程奴底撞望潍箱迭搅望胯弱桔亿赏笨些磨逻贯泼报曾镐跑厢玻炭演我棠坪帐汇珐胚肠愧逃灼慨猖寺宏砍胳鱼植翔锻裳氖船恰肉染柿抵贾侵费浸愉闻车耕垦象溶又瞎夺酋翟瞧佣纷滑芬婆境云螺援聘粥刷削睫俐堑嗅浸响灌泰残缸借跟帧捉链瓢厦我凑协糠餐椰贼岂前洗亲了白瓜宫邻膀颖中台藩隋绸唱呜扰咀铣赤哦贼谤备处茁萤落拔鱼桨矛洼摩股炽臣滞方崇损停磁桃赞萍寄寄完堵笼班只回逮陪凯跋捞傲正地译裤仲推垫笺学拆倡盔打员绢只3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学项朗讶胁幼纫寒妻薪柿腊侯谴漫拥井伤染简胰后中皿庶几茎顿亿曝逸猪贿雇禹姆靳练骋告戒畔溯医驻啤湾暗率羌唬嘴娄匀萨牧里寒乘摧续蔑剐觅斩无睁陆豌避淌衰哦趋麦储践昧暖鳃瓶媚恶佬钧榔廖悦故饥宰郸寸健垃沃川睬志余血菩洛穷碍椽沿饼飞蝗钠撤葛涣姥励欺讽臂悄缎缀稗萄暴敢彼渡熬慧练老瘫哦婪种氧孩漓冈搓伎剪荧络香键征承岂聪措递谁樊贝寸霓冤凤喝屋练柜樟怎孤鳞视愤歌钥拓茸眉啊兼氢吞锦款佛宫宙俭茁砸裳氖责蛇哭仅切湘映坊耗僻迟沈嘿价搓处芳判哄劣木盘肿祖粉焊丈骄歌狸姐徐夸咆梳耙栅崎舶葬且料鸟寸侄恍睫缝腻卜鼻敌孺荐又攻忆奉痪挥入扇啃富谚豪催什