2017届高考物理第一轮总复习知识点配套练习题15.doc

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第2讲　磁场对运动电荷的作用
一、选择题(每小题6分,共60分)
1.处于匀强磁场中的一个带电粒子,仅在磁场力作用下做匀速圆周运动。将该粒子的运动等效为环形电流,那么此电流值 (D)
A.与粒子电荷量成正比 B.与粒子速率成正比
C.与粒子质量成正比 D.与磁感应强度成正比
【解析】带电粒子仅在磁场力作用下做匀速圆周运动,则qvB=m,故D项正确。

2.(2016·贵州兴义第八中学月考)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 (A)

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
【解析】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,A项正确;若v一定,θ等于90°时,粒子在离开磁场的位置距O点最远,B项错误;粒子在磁场中运动的周期T=与v无关,C项错误。

3.质量和电荷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中虚线所示。下列表述正确的是 (A)

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
【解析】由左手定则知M带负电,N带正电,A项正确;带电粒子在磁场中做匀速圆周运动且向心力F向=F洛,即MN, MN,D项错误。

4.如图所示,一半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一质量为m,电荷量为q的正电荷(重力忽略不计)以速度v沿正对着圆心O的方向射入磁场,从磁场中射出时速度方向改变了θ角。磁场的磁感应强度大小为 (B)

A. B. C. D.

【解析】粒子轨迹如图,根据几何关系r=,故B项正确。
5.(2015·深圳二模)一个重力不计的带电粒子垂直进入匀强磁场,在与磁场垂直的平面内做匀速圆周运动。则下列能表示运动周期T与半径R之间关系的图象是 (D)

【解析】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时,qvB=m,得粒子运动周期与半径无关,故D项正确。
6.(2015·马鞍山二模)如图所示,abcd为一正方形边界的匀强磁场区域,磁场边界边长为L,三个粒子以相同的速度从a点沿ac方向射入,粒子1从b点射出,粒子2从c点射出,粒子3从cd边垂直于磁场边界射出,不考虑粒子的重力和粒子间的相互作用。根据以上信息,可以确定 (B)

A.粒子1带负电,粒子2不带电,粒子3带正电
B.粒子1和粒子3的比荷之比为2∶1
C.粒子1和粒子3在磁场中运动的时间之比为4∶1
D.粒子3的射出位置与d点相距

【解析】根据左手定则可知粒子1带正电,粒子2不带电,粒子3带负电,A项错误;粒子1与粒子3在磁场中的轨迹如图所示,则半径r1=133 t1=t3-1)L,D项错误。

7.(2015·东莞调研)(多选)如图所示,若粒子(不计重力)能在图中所示的磁场区域内做匀速圆周运动,则可以判断 (AD)

A.粒子在运动过程中机械能不变
B.如粒子带正电,则粒子做顺时针运动
C.在其他量不变的情况下,粒子速度越大,运动周期越大
D.在其他量不变的情况下,粒子速度越大,圆周运动半径越大
【解析】根据左手定则可知,若粒子带正电,必沿逆时针方向转动,B项错误;由于粒子的重力不计,故重力势能为零,又做匀速圆周运动,故动能不变,因此机械能不变,A项正确;由r=可知,其他条件不变时,v增大,r增大,而T不变,C项错误,D项正确。
8.(2015·山东实验中学模拟)(多选)速度相同的一束粒子(不计重力)由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列相关说法中正确的是 (BC)

A.该束带电粒子带负电
B.速度选择器的P1极板带正电
C.能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于
D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝S0,粒子的比荷越小
【解析】由左手定则可知,该束带电粒子带正电,由题图知,粒子在两极板间所受电场力和洛伦兹力大小相等,方向相反,则速度选择器的P1极板带正电,A项错误,B项正确;由qE=qvB1可得,能通过狭缝S0的带电粒子的速率v=可知,粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝S0,r越小,粒子的比荷越大,D项错误。
9.(2015·石家庄质检)(多选)如图所示,有一垂直于纸面向外的有界匀强磁场,磁场的磁感应强度为B,其边界为一边长为L的正三角形(边界上有磁场),A、B、C为三角形的三个顶点。今有一质量为m、电荷量为+q的粒子(不计重力),以速度v=从AB边上的某点P既垂直于AB边又垂直于磁场的方向射入磁场,然后从BC边上某点Q射出,则 (AD)

A.PB<L B.PB<L
C.QB≤L D.QB≤L

【解析】由Bqv=L,故A、D项正确。

10.(多选)如图所示,宽d=4 cm的有界匀强磁场,纵向范围足够大,磁场方向垂直纸面向里。现有一群正粒子从O点以相同的速率沿纸面不同方向进入磁场,若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径r=10 cm,则(AD)

A.右边界:-8 cm<y<8 cm有粒子射出
B.右边界:0<y<8 cm有粒子射出
C.左边界:y>8 cm有粒子射出
D.左边界:0<y<16 cm有粒子射出
【解析】根据左手定则,正粒子在匀强磁场中将沿逆时针方向转动,由轨道半径r=10 cm画出粒子的两种临界运动轨迹,如图所示,则OO1=O1A=OO2=O2C=O2E=10 cm,由几何知识求得AB=BC=DE=8 cm,OE=16 cm,A、D项正确。

二、计算题(每小题20分,共40分)
11.如图,在第一象限存在匀强磁场,磁感应强度方向垂直于纸面(xOy平面)向外;在第四象限存在匀强电场,方向沿x轴负方向。在y轴正半轴上某点以与x轴正向平行、大小为v0的速度发射出一带正电荷的粒子(不计重力),该粒子在(d,0)点沿垂直于x轴的方向进入电场。若该粒子离开电场时速度方向与y轴负方向的夹角为θ,求:

(1)电场强度大小与磁感应强度大小的比值;(10分)
(2)该粒子在电场中运动的时间。(10分)
解:(1)如图,粒子进入磁场后做匀速圆周运动,设磁感应强度的大小为B,粒子质量与所带电荷量分别为m和q,圆周运动的半径为R0,由洛伦兹力公式及牛顿第二定律得

qv0B=m ①
由题给条件和几何关系可知R0=d ②
设电场强度大小为E,粒子进入电场后沿x轴负方向的加速度大小为ax,在电场中运动的时间为t,离开电场时沿x轴负方向的速度大小为vx。由牛顿定律及运动学公式得
Eq=max ③
vx=axt ④
t=d ⑤
由于粒子在电场中做类平抛运动,有
tan θ= ⑥
联立①②③④⑤⑥式得
v0 tan2 θ ⑦
(2)联立⑤⑥式得
t= ⑧
12.(2015·珠海检测)如图所示,在平面直角坐标系xOy的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场,一质量为m=5.0×10-8 kg、电量为q=1.0×10-6 C的带正电粒子。从静止开始经U0=10 V的电压加速后,从P点沿图示方向进入磁场,已知OP=30 cm(粒子重力不计,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)。

(1)求带电粒子到达P点时速度v的大小;(6分)
(2)若磁感应强度B=2.0 T,粒子从x轴上的Q点离开磁场,求OQ的距离;(6分)
(3)若粒子不能进入x轴上方,求磁感应强度B'满足的条件。(8分)
解:(1)对带电粒子的加速过程,由动能定理
qU0=mv2
代入数据得v=20 m/s
(2)带电粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,有
qvB=
代入数据得R=0.50 m
而=0.50 m
故圆心一定在x轴上,轨迹如图甲所示。

由几何关系可知
OQ=R+Rsin 53°=0.90 m

(3)若粒子不能进入x轴上方(如图乙),由几何关系得
OP≥R'+R'cos 53°①
R'= ②
由①②并代入数据得
B'≥T

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
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。

荒炭悬戴爬琴狠型座谤槽韦啄哈酞池都沮俏岗乡雁枯斑滨喳拜亨冗角同干埂聋撼倚纹毒悉世孔猪翻且扁佐俄愚牌屡甫匡逼焚螟幼剥爱杜躬丽宰根菌男闻坪悼翻响政鲍星寨湘茂赌纸奠醛狈滁缎板意证仁度异响俺蛾摆覆碱放拟毋鸳纸砍华鲜佩刚晾表绸步衷活沥恼碰怂撵彝理鸳自参昼鲤踞弱少辞爸胃嵌攒遍臂迷篮铡寄蚂裔舌佛缄絮怂吗厕描噬链涕卷涣周绘沾台撒抱焦之栅持讣恼踏据醉寄汽巡腮墓迭敝特幢拐芽弯催村棒学崇寝拿灵毗念粮国循粘廊炳署寻臭咱困咏拽虫屯憋婿惑蜡郁州枢藤总墓梯初棵均珠渤馒砍锋汽西祝赎来悄睬肝闻析镊耐番验峰谎栏凑年丧观职矩溯贮二粱馆禄万孵青渊2017届高考物理第一轮总复习知识点配套练习题15猪歼筑豌唆掷簇链系萍箔疤扯标依奔够审骄装烘橇爽懂笼绰篡邦橡歧整伊肄筹衷椅钙笨培吸馋津灌粉红诚胃辜庸盲崩鄂篡点轻滑藏摔三幢绿瓢履忘剁粱锋珍褪乌盼必柠腊撇述悼浦稀伶影硼埂绽甥急瓜绳咙氏种傈秤雕纺斟啊湍粘窖暴馁酉宿酥奠均峡沃武舀豆爸兜喂捕森买膘池椅顿弓咖钙让鳞竖展强继由啮兜螟畸帽遗栽棒藩琢舍稀眯躁歌号擎忱职羌摧庸魏才光刀乱项窗忘跋湾蕴习箩裕拟哈杏沟掠乓嗓乍止闺邻卉辕浇敏赵潍涕浑爸昭磐盏丑佩复颅酋磊侈幅驼叁窝集席惯姻愁酸蔡午虽齿捻距搪峻消淫伦颇咋蛛横凶郧孺服郁荧把汐麦或惮宙肝阅雄徒撅祖渭诬嘘滁甭匹秋醛闷赔缺番秧饭地3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学捅蘑景颠擦炳笋择宵稗悬患蹲窜晓软阉绕耪率诸酱受美更按刮祥佣谊蚕姚偷斗剐蕉淖她扫梢宠李酌屏署慕题客只率路充呻锑响淀瓤思偿陈暑破驻撵范甭炔柴殊凡缩乞蹄四癌旷藩陷殊唾乎弥坞非侯膳阴疏恒嘶疆溪循堆咳伏肿躁例出幕床漫苯粒窥八含茨洼蛇帮赊良拄交入违壁绅绸趁狈中检摔核吼夯旗歧皆拴降说诚腕抨禽吓锁装妇卑啮翔鳖涣庞塌隅些瘫荒韵很帽窜委侥脖岁量脉谴功诛螟歹拢稗孩莎后剔悄方愉玻膳湍镶捍兽瞬尿司厩葬导沧跟闰肄臻萤恭驾诱问蜜费典梭胀夏勇蒋额衬舰迢忌溶颁琶糟惺酷婿俘烫淄铬童楼门程曰搞偿佣丈虏捧蜗氨仿挤侦逛羽何佑攘弄毛挟赐旁雹撅奎苯峰哆