《2019-2020学年高三高考物理一轮复习《带电粒子在匀强磁场中运动》专项练习卷》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019-2020学年高三高考物理一轮复习《带电粒子在匀强磁场中运动》专项练习卷（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、带电粒子在匀强磁场中运动 一 单选题 1 如图 在 MN 和 PQ这两个平行竖直面之间存在垂直纸面的匀强磁场和平行纸面的匀强电场 一个带电 粒子以某一初速度由A 点水平射入这个场区恰能沿直线运动 并从PQ竖直面上的C点离开场区 若撤去 磁场 其他条件不变 则该粒子从PQ 竖直面上的B 点离开场区 若撤去电场 其他条件不变 则该粒子 从 PQ 竖直面上的D 点离开场区 若粒子在上述三种情况下通过场区的总时间分别是t1 t 2 和 t 3 运动 的加速度大小分别为a1 a2和 a3 不计粒子所受重力的影响 则下列判断中正确的是 A t1 t2 t3 a1 a2 a3 B t2 t1 t3 a1 a
2、3 a2 C t1 t2 t3 a1 a2 a3 D t1 t3 t2 a1 a3 a2 2 一如图所示 磁单极子会在其周围形成均匀辐射磁场 质量为m 半径为 R的圆环当通有恒定的电流I 时 恰好能水平静止在 N极正上方H处 已知与磁单极子N极相距r处的磁场强度大小为B 其中 k 为常数 重力加速度为g 则 A 静止时圆环的电流方向为顺时针方向 俯视 B 静止时圆环沿其半径方向有扩张的趋势 C 静止时圆环的电流D 若将圆环向上平移一小段距离后由静止释放 下落中 加速度先增加后减小 3 如图所示 一根通电导线垂直放在磁感应强度为1T 的匀强磁场中 以导线为中心 半径为 R 的圆周上有 a b c
3、 d 四个点 已知c 点的实际磁感应强度为 0 则下列说法中正确的是 A 直导线中电流方向垂直纸面向里 B d 点的磁感应强度为0 C a 点的磁感应强度为2T 方向向右 D b 点的磁感应强度为 方向斜向下 与B成 角 4 如图所示 直角三角形ABC中存在一垂直纸面向里的匀强磁场 比荷相同的两带电粒子沿 AB方向从 A 点射入磁场 分别从AC 边上的 P Q 两点射出 不计粒子重力 下列说法正确的是 A 从 P点射出的粒子速度大 B 从 Q 点射出的粒子在磁场中运动的周期大 C 从 Q 点射出的粒子在磁场中运动的时间长D 两粒子在磁场中运动的时间一样长 5 处于磁场 B中的矩形金属线框可绕轴
4、OO 转动 当线框中通以电流 时 如图所示 此时线框左右两边 受安培力F的方向正确的是 A B C D 6 2017 年 3 月 22 日消息 俄生产出新型电子回旋加速器 可检测焊接和铸造强度 回旋加速器原理如图 所示 它的核心部分是两个D 形金属盒 两盒相距很近 分别和交变电源相连接 两盒放在匀强磁场中 磁场方向垂直于盒底面 某一带电粒子在磁场中做圆周运动 通过两盒间的窄缝时反复被加速 当达到最 大圆周半径时通过特殊装置被引出 关于回旋加速器 下列说法中正确的是 A 带电粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而增大B 带电粒子从磁场中获得能量 C 增大加速电场的电压 带电粒子离开磁场
5、的动能将增大D 增大加速电场的电压 其余条件不变 带电粒子在D形盒中运动的时间变短 7 如图所示 某转笔高手能让笔绕其上的某一点O 匀速转动 下列有关该同学转笔中涉及到的物理知识的 叙述正确的是 A 笔杆上的点离O 点越近的 做圆周运动的向心加速度越大 B 笔杆上的各点做圆周运动的向心力是 由重力提供的 C 若该同学使用水笔 笔尖上的小钢珠有可能因快速的转动被甩走D 若该同学使用的是金属笔杆 且考虑地磁场的影响 则笔杆一定会受到安培力的作用 8 如图所示 在直角三角形ABC内存在垂直纸面向外的匀强磁场 图中未画出 AB边长度为d C 现垂直 AB边射入一群质量均为m 电荷量均为q 速度大小均为
6、v 的带正电粒子 已知垂直AC 边射出的 粒子在磁场中运动的时间为t0 运动时间最长的粒子在磁场中的运动时间为 则下列判断中错误 的是 A 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为4t0B 该匀强磁场的磁感应强度大小为 C 粒子在磁场中运动的轨道半径为d D 粒子进入磁场时速度大小为 9 如图所示 在水平地面上方有正交的匀强电场和匀强磁场 匀强电场方向竖直向下 匀强磁场方向水平 向里 现将一个带正电的金属小球从M 点以初速度v0水平抛出 小球着地时的速度为v1 在空中的飞 行时间为t1 若将磁场撤除 其它条件均不变 那么小球着地时的速度为v2 在空中飞行的时间为t2 小球所受空气阻力可忽略不计 则关
7、于v1和 v2 t1和 t2的大小比较 以下判断正确的是 A v1 v2 t1 t2B v1 v2 t1 t2C v1 v2 t1 t2D v1 v2 t1 t2 10 如图所示 三个完全相同的半圆形光滑轨道竖直放置 分别处在真空 匀强磁场和匀强电场中 轨道两 端在同一高度上 三个相同的带正电小球同时从轨道左端最高点由静止开始沿轨道运动 P M N 分别为 轨道的最低点 如图所示 则下列有关判断正确的是 A 小球第一次到达轨道最低点的速度关系vp vM vN B 小球第一次到达轨道最低点时对轨道的压力 关系 FP FM FN C 小球从开始运动到第一次到达轨道最低点所用的时间关系tP tM0
8、的粒子从P点在纸面内垂直 于 OP 射出 己知粒子运动轨迹经过圆心O 不计重力 求 1 粒子在磁场中做圆周运动的半径 2 粒子第一次在圆形区域内运动所用的时间 四 综合题 共3 题 共 40 分 48 如图所示 ABCD为竖直放在场强为E 10 4 V m 的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道 其中轨道的 部分是半径为R 的半圆形轨道 轨道的水平部分与其半圆相切 A 为水平轨道上的一点 而且AB R 0 2 m 把一质量m 0 1 kg 带电量 q 1 10 4 C 的小球放在水平轨道的 A 点由静止开始释放 小球在轨道 的内侧运动 g 取 10m s 2 求 1 小球到达C点时的速度是多大 2 小
9、球到达C点时对轨道压力是多大 3 小球在轨道上的最大速度是多大 49 如图所示的电场 等势面是一簇互相平行的竖直平面 间隔均为d 各面电势已在图中标出 现有一质 量为 m 的带电小球以速度v0 方向与水平方向成45 角斜向上射入电场 要使小球做直线运动 问 1 小球应带何种电荷 电荷量是多少 2 在入射方向上小球最大位移量是多少 电场足够大 50 如图所示 在直角坐标系xoy 中 矩形区域内 包含边界 有垂直于纸面向外的匀强磁场 磁感应强度 大小 B T 第一象限内有沿y 轴负方向的匀强电场 电场强度大小E N C 已知矩形区 域边长为 1 6m 边长为 0 5m 在边中点 N 处有一放射源
10、某时刻 放射源沿纸面向磁场中各方 向均匀地射出速率均为m s 的某种带正电粒子 带电粒子质量m kg 电荷量q C 不计粒子重力及粒子间相互作用 取sin37 0 6 cos66 0 4 求 1 粒子在磁场中运动的半径 2 从边射出粒子 不进入电场区域 的最长轨迹的长度及射出边时的位置坐标 3 沿 x 轴负方向射出的粒子 从射出到从y 轴离开磁场所用的时间 参考答案 一 单选题 1 答案 A 考点 磁场和电场的复合 解析 解答 在复合场中 带电粒子做匀速直线运动 则有Eq Bqv 则有 E Bv 在复合场中的时间 而在单一电场中水平方向也是做匀速直线运动 所以运动的时间 而在单一磁场中做匀 速
11、圆周运动 运动的时间 由于两平面之间 所以时间关系为 在复合场中 单一电场中和磁场中的加速度由电场力和洛仑兹力产生 但两种力相等 所以 但方向不 同 综上所述 BCD不符合题意 A 符合题意 故答案为 A 分析 第一种和第二种情况 并不影响电荷的水平方向的速度 故时间相同 第三种情况会使带电粒子 的速度大小不变 但是走过的路程会变长 故时间会变大 电场力等于洛伦兹力 故两者产生的加速度相 同 且大于两者的合加速度 2 答案 C 考点 安培力 解析 解答 环所在处的磁场的方向向上 则环产生的磁场的方向向下 根据安培定则可知 静止时 圆环的电流方向为逆时针方向 俯视 A 不符合题意 静止时圆环的电
12、流方向为逆时针方向由左手定则 可知 环上的各点受到的安培力的方向向上向里 所以环有收缩的趋势 B不符合题意 对环的某一部分 进行受力分析如图 在水平方向 根据安培力的对称性可知 整个的环在水平方向的合力为0 竖直方向 的合力与重力大小相等 由于在圆环处各点电流的方向与磁场的方向都垂直 所以整体受到的安培力 由几何关系 由题 联立得 C符合题意 结合 C的受力分析可知 若将圆环向上平移一小段距离后环受到的安培力 将减小 由静止释放 重力开始时大于安培力 所以环加速下落 向下的过程中安培力增大 所以合外力 减小 加速度先减小 D 不符合题意 故答案为 C 分析 磁单极子处于静止状态 故受力平衡 磁
13、单极子受到的重力与安培力大小相同 方向相反 3 答案 C 考点 磁感应强度 解析 解答 A 由题意可知 c点的磁感应强度为0 说明通电导线在c 点产生的磁感应强度与匀强 磁场的磁感应强度大小相等 方向相反 即得到通电导线在 c点产生的磁感应强度方向水平向左 根据安 培定则判断可知 直导线中的电流方向垂直纸面向外 A 不符合题意 B 根据矢量合成规律可知 通电导线在d 处的磁感应强度方向竖直向上 则d 点感应强度为 方向 与 B 的方向成斜向上 B 不符合题意 C 通电导线在a 处的磁感应强度方向水平向右 则 a 点磁感应强度为2T 方向与 B 的方向相同 C 符合 题意 D 由上可知 通电导线
14、在b 点产生的磁感应强度大小为 1T 由安培定则可知 通电导线在b 处的磁感应 强度方向竖直向下 根据平行四边形与匀强磁场进行合成得知 b 点感应强度为 方向与B的方向 成斜向下 D 不符合题意 故答案为 C 分析 根据通电导线磁场的对称性可知 每一点的磁感应强度大小都相同 只是方向不同 利用磁场叠 加求解即可 4 答案 D 考点 单边有界磁场 解析 解答 两带电粒子在磁场中运动轨迹如图所示 圆心分别为O1 O2 弦 AP AQ 的中垂线 交 AC 于 M 点和 N 点 由于 AO1M AO2N 所以 MO1P NO2Q 即两粒子轨迹所对的圆心角相等 又 T 相同 所以两粒子在磁场中运动时间一
15、样长 选项D 正确 B C错误 由图看出 从Q 点射 出的粒子半径大 速度大 选项A 错误 分析 粒子在磁场中运动的缩放元模型 圆心均在AB 的垂线段上 弦长越长半径越大 但运动的圆心 角相同 时间也相同 5 答案 D 考点 安培力 左手定则 解析 解答 通电导线在磁场中的受力可以借助左手定则 掌心让磁感线穿过 四指指向电流方向 左手大拇指就是代表了安培力方向 此题正解为D 分析 通电导线在磁场中的安培力要用左手定则判 断 当然电流不能和磁场方向平行 判断出电流方向和磁场方向 运用左手定则即可以知道安培力方向 6 答案 D 考点 质谱仪和回旋加速器 解析 解答 解 A 粒子做匀速圆周运动时 洛
16、伦兹力提供向心力 故 qvB mv 其中 联立解得 T 故周期与半径无关 不变 A 不符合题意 B 磁场使粒子偏转 电场使粒子加速 B不符合题意 C D 根据 qvB m 得 最大速度 v 则最大动能 EKm mv 2 知最大动能和金属盒的半径以及磁感应强度有关 与加速电压的大小无关 C不符合题意 D 增大加速电场的电压 其余条件不变 每次加速后粒子获得的动能增加 但最终的动能不变 故在磁 场中加速的次数减小 带电粒子在D 形盒中运动的时间变短 D 符合题意 故答案为 D 分析 根据回旋加速器的工作原理 以及洛伦兹力公式判断 7 答案 C 考点 向心力 安培力 解析 解答 解 A 笔杆上的各个点都做同轴转动 所以角速度是相等的 由向心加速度公式an 2R 笔杆上的点离O 点越近的 做圆周运动的向心加速度越小 A 不符合题意 B 杆上的各点做圆周运动的向心力是由杆的弹力提供的 与重力无关 B不符合题意 C 当转速过大时 当提供的向心力小于需要向心力 出现笔尖上的小钢珠有可能做离心运动被甩走 C 符合题意 D 当金属笔杆转动时 切割地磁场 从而产生感应电动势 但不会产生感应电流 不会产生安
