《21年高考[物理]考点：选择题带电粒子在磁场中运动模型（教师版）专项突破》由会员分享，可在线阅读，更多相关《21年高考[物理]考点：选择题带电粒子在磁场中运动模型（教师版）专项突破（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高考考点高考考点专项突破 真金试炼真金试炼备战高考备战高考 高考考点 | 专项突破 精品资源 | 备战高考2 专题专题 29 选择题带电粒子在磁场中运动模型选择题带电粒子在磁场中运动模型-备战备战 2021 年高考物理考年高考物理考 点专项突破题集点专项突破题集 1.下列各图中，运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是() 【答案】：B 【解析】：根据左手定则，可知洛伦兹力只有 B 答案正确。 2(多选)电子 e 以垂直于匀强磁场的速度 v，从 a 点进入长为 d、宽为 L 的磁场区域，偏转后从 b 点离开 磁场，如图所示。若磁场的磁感应强度为 B 那么 () A电
2、子在磁场中的运动时间 t d v B电子在磁场中的运动时间 ab t v C洛伦兹力对电子做的功是 WBevL D电子在 b 点的速度值也为 v 【答案】：BD 高考考点 | 专项突破 精品资源 | 备战高考3 【解析】：电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由 a 点到 b 点运运动时间洛伦兹力不做功，故 BD ab t v 正确。 3(多选)两个粒子，电量相等，在同一匀强磁场中受磁场力而做匀速圆周运动 () A若速率相等，则半径必相等 B若动能相等，则周期必相等 C若质量相等，则周期必相等 D若动量大小相等，则半径必相等 【答案】：CD 【解析】：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供
3、向心力，qvBm，可得 R，T v2 R mv qB ，可知 C、D 正确。 2m qB 4.如图所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，一带 电微粒由 a 点进入电磁场并刚好能沿 ab 直线向上运动。下列说法中正确的是 () A微粒一定带负电 B微粒的动能一定减小 C微粒的电势能一定增加 D微粒的机械能不变 【答案】：A 【解析】：对该微粒进行受力分析得：它受到竖直向下的重力、水平方向的电场力和垂直速度方向的洛伦 兹力，其中重力和电场力是恒力，由于粒子沿直线运动，则可以判断出其受到的洛伦兹力也是恒定的，即 该粒子是做匀速直线运动，动能不变，所以 B
4、项错误；如果该微粒带正电，则受到向右的电场力和向左下 方的洛伦兹力，所以微粒受到的力不会平衡，故该微粒一定带负电，A 项正确；该微粒带负电，向左上方 高考考点 | 专项突破 精品资源 | 备战高考4 运动，所以电场力做正功，电势能一定是减小的，C 项错误；因为重力势能增加，动能不变，所以该微粒 的机械能增加，D 项错误。 5.已知 粒子(即氦原子核)质量约为质子的 4 倍，带正电荷，电荷量为元电荷的 2 倍。质子和 粒子在同 一匀强磁场中做匀速圆周运动。下列说法正确的是 () A若它们的动量大小相同，则质子和 粒子的运动半径之比约为 21 B若它们的速度大小相同，则质子和 粒子的运动半径之比约
5、为 14 C若它们的动能大小相同，则质子和 粒子的运动半径之比约为 12 D若它们由静止经过相同的加速电场加速后垂直进入磁场，则质子和 粒子的运动半径之比约为 12 【答案】：A 【解析】：设质子的质量为 m，电荷量为 q，则 粒子的质量为 4m，电荷量为 2q，它们在同一匀强磁场 中做匀速圆周运动过程中，洛伦兹力充当向心力，故 Bqvm，解得 r，若它们的动量大小相同，即 v2 r mv qB mv 相同，则 r ，所以运动半径之比为 21，A 正确；若它们的速度相同，则 ，B 错误；若它 1 q rH r mv qB 4mv 2qB 1 2 们的动能大小相同，根据 p可得 1，C 错误；若
6、它们由 2mEk rH r pH qB p 2qB 2pH p 2 2mHEk 2mEk 2 2mHEk 4 2mHEk 静止经过相同的加速电场加速后垂直进入磁场，根据动能定理可得进入磁场时的速度为 v，即 v 2qU m vH，故半径之比为，D 错误。 2 2 rH r mv qB 4mv 2qB 2 2 2 2 6.(2020曲靖模拟)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
7、离开磁场，则 t1t2为 () 高考考点 | 专项突破 精品资源 | 备战高考5 A31B23 C32D21 【答案】：A 【解析】：电子在磁场中都做匀速圆周运动，根据题意画出电子的运动轨迹，如图所示，电子 1 垂直射进 磁场，从 b 点离开，则运动了半个圆周，ab 即为直径，c 点为圆心，电子 2 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,根据半径 r可知，电子 1 和 2 的半径相等，根据几何 mv qB 关系可知，aOc 为等边三角形，则粒子 2 转过的圆心角为 60， 所以电子 1 运动的时间 t1 ，电子 2 运动的时 T 2 m Bq 间
8、t2 T 6 ，所以 3，故 A 正确。 m 3Bq t1 t2 7.如图所示，一个理想边界为 PQ、MN 的匀强磁场区域，磁场宽度为 d，方向垂直纸面向里。一电子从 O 点沿纸面垂直 PQ 以速度 v0进入磁场。若电子在磁场中运动的轨迹半径为 2d。O在 MN 上，且 OO与 MN 垂直。下列判断正确的是 () 高考考点 | 专项突破 精品资源 | 备战高考6 A电子将向右偏转 B电子打在 MN 上的点与 O点的距离为 d C电子打在 MN 上的点与 O点的距离为d 3 D电子在磁场中运动的时间为 d 3v0 【答案】：D 【解析】：电子带负电，进入磁场后，根据左手定则判断可知，所受的洛伦兹
9、力方向向左，电子将向左偏 转，如图所示，A 错误；设电子打在 MN 上的点与 O点的距离为 x，则由几何知识得： xr2d(2)d，故 B、C 错误；设轨迹对应的圆心角为 ，由几何知识得： r2d22d2d23 sin 0.5，得 ，则电子在磁场中运动的时间为 t，故 D 正确。 d 2d 6 r v0 d 3v0 8.(2019武汉调研)如图所示，真空中，垂直于纸面向里的匀强磁场只在两个同心圆所夹的环状区域存在(含 边界)，两圆的半径分别为 R、3R，圆心为 O。一重力不计的带正电粒子从大圆边缘的 P 点沿 PO 方向以速 度 v1射入磁场，其运动轨迹如图，轨迹所对的圆心角为 120。若将该
10、带电粒子从 P 点射入的速度大小变 为 v2时，不论其入射方向如何，都不可能进入小圆内部区域，则 v1v2至少为 () 高考考点 | 专项突破 精品资源 | 备战高考7 A B C D2 2 3 33 4 3 33 【答案】：B 【解析】：粒子在磁场中做圆周运动，如图：由几何知识得： r1R，洛伦兹力提供向心 3R tan 603 力，由牛顿第二定律得：qv1Bm ，解得：v1；当该带电粒 v12 r1 3qBR m 子从 P 点射入的速度大小变为 v2时， 若粒子竖直向上射入磁场粒子恰好不能进入磁场时，即粒子轨道半径 r2R，则不论其入射方向如何，都不可能进入小圆内部区域，此时洛伦 兹力提供
11、向心力，由牛顿第二定律得： qv2Bm，解得：v2，则： v22 r2 qBR m v1v2，故 B 正确，A、C、D 错误。 3 9.(2020安徽合肥质检)图示为一粒子速度选择器原理示意图。半径为 10 cm 的圆柱形桶内有一匀强磁场， 磁感应强度大小为 1.0104T，方向平行于轴线向外，圆桶的某直径两端开有 小孔，粒子束以不同角度由小孔入射，将以不同速度从另一孔射出。有一粒 子源发射出速度连续分布、比荷为 2.01011C/kg 的带正电粒子，若某粒子出 高考考点 | 专项突破 精品资源 | 备战高考8 射的速度大小为 2106 m/s，粒子间相互作用及重力均不计，则该粒子的入射角 为
12、 2 () A30 B45 C53 D60 【答案】：B 【解析】：由牛顿第二定律得：Bqvm解得：r101m10 cm 过入射速度和出射速度方向 v2 r mv qB22 作垂线，得到轨迹的圆心 O，画出轨迹如图，离子从小孔 a 射入磁场，与 ab 方向的夹角为 ，则离子从 小孔 b 离开磁场时速度与 ab 的夹角也为 ，由几何知识得到轨迹所对应的圆心角为：2，则有：sin ，解得：45，故 B 正确，A、C、D 错误。 R r 2 2 10.(2019安徽十校联考)如图所示，平行边界 MN、PQ 之间有垂直纸面向里 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
13、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 2qBd 3m 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 高考考点 | 专项突破 精品资源 | 备战高考9 域长度之比为 () A1 B23 C2 D27 37 【答案】：C 【解析】：粒子在磁场中运动的轨道半径为 r d，则能达到 PQ 上的粒子长度为 2 mv qB 2 3 ( 2 3d)2( 1 3d)2 d；能打到 MN 上的粒子的长度为 2r d，故粒子能从 PQ 边界射出的区域长度与能从 MN 边界射出的
14、2 3 3 4 3 区域长度之比为，故选 C。 3 2 11.如图所示，半径为 r 的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，磁场边界上 A 点 有一粒子源，源源不断地向磁场发射各种方向(均平行于纸面)且速度大小相等的带正电的粒子(重力不计)， 已知粒子的比荷为 k，速度大小为 2kBr。则粒子在磁场中运动的最长时间为() A B C D. kB 2kB 3kB 4kB 高考考点 | 专项突破 精品资源 | 备战高考10 【答案】：C 【解析】：粒子在磁场中运动的半径为 R2r；当粒子在磁场中运动时间最长时，其轨迹对应 mv qB 2kBr Bk 的圆心角最大，此时弦长最大，
15、其最大值为磁场圆的直径 2r，故 t ，故选项 C 正确。 T 6 m 3qB 3kB 12.(2019北京高考)如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场。一带电粒子垂直磁场边界从 a 点射 入，从 b 点射出。下列说法正确的是 () 、 A粒子带正电 B粒子在 b 点速率大于在 a 点速率 C若仅减小磁感应强度，则粒子可能从 b 点右侧射出 D若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动时间变短 【答案】：C 【解析】：由左手定则知，粒子带负电，A 错。由于洛伦兹力不做功，粒子速率不变，B 错。由 R， mv qB 若仅减小磁感应强度 B，R 变大，则粒子可能从 b 点右侧射出，C 对。由 R，
16、若仅减小入射速率 v, 则 mv qB R 变小，粒子在磁场中的偏转角 变大。由 tT，T知，运动时间变长，D 错。 2 2m qB 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 点所用的时间为 t1，由 P 点运动到 高考考点 | 专项突破 精品资源 | 备战高考11 M 点所用时间为 t2(带电粒子重力不计)，则 t1t2为 () A21B23 C32D. 32 【答案】：C 【解析】：画出粒子从 A 点射入磁场到从 C 点射出磁场的轨迹，并将该轨迹向下平移，粒子做圆周运动的 半径为 RL，从
