2022年高考物理二轮总复习专项能力训练专题磁场性质及带电粒子在磁场中的运动.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载专题 9 磁场性质及带电粒子在磁场中的运动 时间 :45 分钟 满分 :100 分一、挑选题 此题共 8 小题 , 每道题 8 分, 共 64 分；在每道题给出的四个选项中 , 只有一个选项符合题目要求 1.2022 课标全国 ,16 如图 ,MN 为铝质薄平板 , 铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场 未画出 ；一带电粒子从紧贴铝板上表面的 P 点垂直于铝板向上射出 , 从 Q点穿越铝板后到达 PQ的中点 O；已知粒子穿越铝板时 , 其动能缺失一半 , 速度方向和电荷量不变 , 不计重力；铝板上方和下方的磁感应强度大

2、小之比为 A.2 B.C. 1 D.2.2022 辽宁沈阳质检 如下列图 , 圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场 , 两个质量和电荷量都相同的带电粒子 a、b, 以不同的速率沿着 AO方向对准圆心 O射入磁场 , 其运动轨迹如图；如带电粒子只受磁场力的作用 , 就以下说法正确选项 A.a 粒子速率较大B.b 粒子速率较大C.b 粒子在磁场中运动时间较长D.a、b 粒子在磁场中运动时间一样长3.2022 北京海淀模拟 一根通电直导线水平放置在地球赤道的上方 , 其中的电流方向为自西向东 , 该导线所受地磁场的安培力方向为 A.水平向北 B.水平向南C.竖直向上 D.竖直向下4. 如下列图 , 两根相

3、互平行的长直导线过纸面上的M、N两点 , 且与纸面垂直 , 导线中通有大小相等、方向相反的电流；a、o、b 在 M、N 的连线上 ,o 为 MN的中点 ,c 、d 位于 MN的中垂线上, 且 a、b、c、 d 到 o 点的距离均相等；关于以上几点处的磁场 , 以下说法正确选项 A.O点处的磁感应强度为零B.a、b 两点处的磁感应强度大小相等 , 方向相反C.c、d 两点处的磁感应强度大小相等 , 方向相同D.a、c 两点处磁感应强度的方向不同名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 5. 如下列图 , 在纸面内半径为学习好资

4、料欢迎下载B 的匀R的圆形区域中布满了垂直于纸面对里、磁感应强度为强磁场 , 一点电荷从图中 A点以速度 v 0垂直磁场射入 , 当该电荷离开磁场时 , 速度方向刚好改变了 180 , 不计电荷的重力 , 以下说法正确选项 A.该点电荷离开磁场时速度方向的反向延长线通过 O点B.该点电荷的比荷为C.该点电荷在磁场中的运动时间 t= D.该点电荷带正电6.2022 河南重点中学联考 如下列图 , 在圆形区域内存在垂直纸面对外的匀强磁场,ab是圆的直径；一带电粒子从 a 点射入磁场 , 速度大小为 v、方向与 ab 成 30 角时 , 恰好从 b 点飞出磁场 , 且粒子在磁场中运动的时间为 t;

5、如同一带电粒子从 a 点沿 ab 方向射入磁场 , 也经时间 t 飞出磁场 , 就其速度大小为 A.v B.v C.v D.v 7.2022 重庆期末一诊 如下列图是电视机显像管的示意图；电子枪发射电子经加速电场加速后 , 再经过偏转线圈打到荧光屏上；某次使用时 , 电视画面的幅度比正常情形偏小 , 引起这种现象的缘由是 A.加速电场的电压过低 , 电子速率偏小B.偏转线圈电流过大 , 偏转磁场太强C.电子枪发射才能减弱 , 电子数削减D.偏转线圈局部短路 , 线圈匝数削减8.2022 江西师大附中摸底考试 如下列图 , 带异种电荷的粒子 a、b 以相同的动能同时从 O点射入宽度为 d 的有界

6、匀强磁场 , 两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为 30 和 60 ,且同时到达 P 点； a、b 两粒子的质量之比为 A.12 B.21 C.34 D.43 二、非挑选题 此题共 2 小题 , 共 36 分 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载, 磁场的磁感应强9.18 分 如下列图 , 正方形匀强磁场的边界长为a, 边界由绝缘弹性壁围成名师归纳总结 度为 B, 质量为 m、电荷量为q 的带正电粒子垂直于磁场方向和边界, 从边界正中点O孔处射第 3 页,共 7 页入磁场 , 其射入时的速度为, 带

7、电粒子与壁碰撞前后沿壁方向的分速度不变, 垂直壁方向的分速度反向、大小不变, 且不计摩擦 , 不计粒子所受重力, 碰撞时无电荷量缺失, 求: 1 带电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径; 2 带电粒子从O孔射入到从O孔射出所需要的时间；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载10.18 分2022 安徽合肥质检 如下列图 , 在以 O为圆心的圆形区域内 , 有一个方向垂直于纸面对外的匀强磁场 , 磁感应强度大小 B=0.1 T, 圆半径 R=10cm；竖直平行放置的两金属板连接在如下列图的电路中 , 电源电动势 E=91 V, 内阻 r=1

8、 , 定值电阻 R1=20 , 滑动变阻器R2 的最大阻值为 70 ; 两金属板上的小孔 S1、S2跟 O点在垂直于极板的同始终线上 , 另有一水平放置的足够长的荧光屏 D,O 点跟荧光屏 D之间的距离 H=20cm, 现有比荷 =4 10 5C/kg 的正离子由小孔 S1进入电场加速后 , 从小孔 S2 穿出 , 通过磁场后打在荧光屏 D上; 不计离子的重力和离子在小孔 S1 处的初速度；1 如离子能垂直打在荧光屏上 , 就电压表的示数多大 . 2 滑动变阻器滑片 P 的位置不同 , 离子在磁场中运动的时间也不同；求离子在磁场中运动的最长时间和此种情形下打在荧光屏上的位置到屏中心 O 点的距

9、离；答案与解析专题 9 磁场性质及带电粒子在磁场中的运动1. D 解析 : 设铝板上方和下方的磁感应强度为B1 和 B2, 由题意可知 , 粒子在铝板上方与下方的运动半径和动能之比分别为 r1r2=21, Ek1 Ek2=21, 又 r=,E k=mv 2, 可得 B=, 故 B1B2=2,D 项正确；2. B 解析 : 由洛伦兹力供应向心力 , 有 qvB=, 解得 R=, 可知粒子速度越大 , 转动半径越大 ,所以 b 粒子的速率较大 , 选项 B 正确 ,A 错误 ; 转动圆心角越大 , 运动时间越长 , 因此应当是 a粒子在磁场中运动时间较长 , 选项 C、D错误；3. C 解析 :

10、依据左手定就可知安培力方向竖直向上 , 选项 C正确；4. C 解析 : 由安培定就可知 , 两导线在 o 点产生的磁场均竖直向下 , 就合磁感应强度一定不为零 , 选项 A 错误 ; 两导线在 a、b 两点处产生的磁场方向均竖直向下 , 由对称性知 , 电流M在 a 处产生的磁场的磁感应强度等于电流 N 在 b 处产生的磁场的磁感应强度 , 同时电流 M在 b 处产生的磁场的磁感应强度等于电流 N在 a 处产生的磁场的磁感应强度 , 所以 a、b两点处的合磁感应强度大小相等、方向相同 , 选项 B 错误 ; 依据安培定就 , 两导线在 c、d 两点处产名师归纳总结 生的磁场分别垂直于c、d

11、两点与导线连线方向向下, 且产生的磁场的磁感应强度相等, 由平第 4 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载行四边形定就可知 , c、d 两点处的合磁感应强度大小相等、方向相同 , 选项 C正确 ; a、c 两点处的合磁感应强度方向均竖直向下, 选项 D错误；, 选项 D错误 ; 粒子在磁场中做匀速圆周5. B 解析 : 依据左手定就可知, 该点电荷带负电运动 , 其速度方向的偏向角等于其运动轨迹所对应的圆心角, 依据题意 , 该粒子在磁场中的运动轨迹刚好是半个圆周 , 画出其运动轨迹并找出圆心 O1, 如下列图 , 依据

12、几何关系可知 , 轨道半径 r= , 依据 r=和 t= 可求出该点电荷的比荷为和该点电荷在磁场中的运动时间 t=, 所以选项B正确 ,C 错误 ; 该点电荷离开磁场时速度方向的反向延长线不通过 案为 B；O点, 选项 A 错误；此题答6. C 解析 : 由题意可知 , 当带电粒子从a 点射入 , 速度方向与ab 成 30 角时 , 恰好从 b点飞出 , 作出运动轨迹 , 找到圆心并确定半径；可知圆心角为60 , 所以 r=2R=；如粒子沿 ab方向射入磁场 , 也经时间 t 飞出磁场 , 可知此时对应的轨迹圆心角也是 60 , 由几何关系可知其速度大小为 v, 此题只有选项 C正确；7. D

13、 解析 : 当加速电场电压过低 , 电子速率偏小 , 就会导致电子运动半径变小 , 从而使偏转角度增大 , 导致画面比正常偏大 , 故 A 错误 ; 当偏转线圈电流过大 , 偏转磁场增强时 , 从而导致电子运动半径变小 , 所以导致画面比正常偏大 , 故 B 错误 ; 电子枪发射才能减弱 , 电子数减少, 而运动的电子速率及磁场不变 , 因此不会影响电视画面偏大或小 , 所以 C 错误 ; 当偏转线圈匝间短路 , 线圈匝数削减时 , 导致偏转磁场减小 , 从而使电子运动半径增大 , 所以导致画面比正常偏小 , 故 D正确 ; 应选 D；考点 : 此题考查了电子束的磁偏转原理及其应用；8. C

14、解析 : 两初速度方向相互垂直 , 作弦 OP 的中垂线 , 两个圆的圆心都在这条直线上, a、b 两粒子在磁场中转过的圆心角之比为 120 60=21, 由于时间 t= 相等 , 所以二者的之比为 12; 依据几何关系 r= , 可得半径之比为 1, 由 r= 进一步得速度之比为 2, 由于动能相等 , 所以质量之比为3 4, 选项 C正确 , 其余选项均错误；考点 : 此题考查带电粒子在磁场中的运动；9. 答案 : 见解析解析 : 1 设带电粒子在磁场中做圆周运动的半径为r , 由牛顿其次定律有qvB=m解得 r=a2 由于 r=a2a, 所以粒子射到AB边 , 设射到 AB边点 E 距

15、A 的距离为 x由几何学问可得: r2=a 2+ r- -x 2, x=设粒子从 O运动到 E 的时间为 t 1, OOE为 , 如下列图 sin =, 解得 =arcsin 由 t= 可得 t1=arcsin 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载2 次匀速直线运动, 才可从由分析可知粒子在磁场区域要运动8 次类似 OE的曲线运动和O点射出设粒子从 D到 A的匀速直线运动时间为 t 2t2=解得 t=8t 1+2t 2=arcsin 带电粒子从 O孔射入到射出所需要的时间为arcsin ；10. 答案

16、 : 见解析解析 : 1 如离子由电场射出进入磁场后垂直打在荧光屏上转了 90 , 离子在磁场中做圆周运动的径迹如图 1 所示；图 1 图 2 , 就离子在磁场中速度方向偏由几何学问可知 , 离子在磁场中做圆周运动的圆半径 r 1=R=10cm 设离子进磁场时的速度为 v1, 由 qv1B=m, 得 r 1= 设两金属板间的电压为 U1, 离子在电场中加速 , 由动能定理有 qU1= 可得 U1= 代入数值可得 U1=60V, 也就是电压表示数为 60V 2 两金属板间的电压越小 , 离子经电场加速后速度也越小 , 离子在磁场中做圆周运动的 半径越小 , 射出电场时的偏转角越大 , 在磁场中运

17、动的时间越长 , 所以滑片在变阻器 R2的左端 时, 离子在磁场中运动的时间最长；由闭合电路欧姆定律有 I= 1A 此时两金属板间电压 U=IR1 = 20V 由 qU=及 r2=得 r2=10cm 离子进入磁场后的径迹如图2 所示 , O1为径迹圆的圆心, 由几何关系可得tan =所以 =60故离子在磁场中运动的最长时间为 t= T= s 5 . 2 10- 5s 在 OOA中 , =30 , 所以 A、O间距离 x=Htan =20cm=20cm 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 学习好资料欢迎下载第 7 页,共 7 页- - - - - - -