高考物理一轮复习精选题辑课练27磁吃运动电荷的作用.doc

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1、1 / 12【2019【2019 最新最新】精选高考物理一轮复习精选题辑课练精选高考物理一轮复习精选题辑课练 2727 磁吃磁吃运动电荷的作用运动电荷的作用1(2018黑龙江哈六中期中)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 离开磁场，则 t1t2 为( ) A23 B21 C32 D31 答案：D 解析：两电子在磁场中均做匀速圆周运动，根据题意画出电子 的运动轨迹，如图

2、所示 电子 1 垂直射入磁场，从 b 点离开，则运动了半个圆周，ab 即 为电子 1 的运动轨迹的直径，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 r可知，电子 1 和 2 的轨迹半径相等，根据几何关系可知， aOc 为等边三角形，则电子 2 转过的圆心角为 60，所以电子 1 运 动的时间 t1，电子 2 运动的时间 t2，所以 t1t231，故选 D. 2(2018陕西榆林一模)如图所示，纸面内有宽为 L、水平向 右飞行的带电粒子流，粒子质量为 m，带电荷量为q，速率为 v0， 不考虑粒子的重力及相互间的作用，要使粒子

3、都汇聚到一点，可以 在粒子流的右侧虚线框内设计一匀强磁场区域，则磁场区域的形状 及对应的磁感应强度可以是哪一种(其中 B0，A、C、D 选项中曲线 均为半径是 L 的圆弧，B 选项中曲线为半径是的圆)( ) 答案：A 解析：由于带电粒子流的速度均相同，则当粒子飞入 A、B、C 这三个选项中的磁场时，它们的轨迹对应的半径均相同，rL.D 选 项中磁场的磁感应强度是 2B0，粒子的轨迹半径是 A、B、C 选项中 粒子的轨迹半径的一半粒子的初速度都相同，以初速度的方向为 切线，以粒子进入磁场的点为切点，画半径已知的圆，圆弧与磁场 边界的交点为出射点，由数学知识可以证明 A 图中粒子的出射点恒 为两个

4、圆弧右下方的交点，A 选项正确当粒子射入 B、C 两选项中2 / 12磁场时，均不可能汇聚于同一点，粒子射入 D 选项中磁场时向下偏 转，但仍不能汇聚到一点，B、C、D 选项错误 3(2018江西第三次联考)如图所示在平面直角坐标系 xOy 的 第一象限中，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度为 B，一带电粒子以一定的速度平行于 x 轴正方向从 y 轴上的 a 处射入 磁场，粒子经磁场偏转后恰好从坐标原点 O 射出磁场现使同一带 电粒子以速度方向不变、大小变为原来的 4 倍，仍从 y 轴上的 a 处 射入磁场，经过 t0 时间射出磁场，不计粒子所受的重力，则粒子的 比荷为( )A. B

5、. 4Bt0C. D. 2Bt0 答案：C 解析：带电粒子射入匀强磁场后做匀速圆周运动，粒子第一次 射入磁场时，轨迹半径为，粒子第二次射入磁场时，粒子轨迹半径 为 2a，由此可知粒子第二次在磁场中偏转 60后射出磁场，因此 t0，由 T可得.C 正确 4(2018吉林模拟)如图所示，在圆形区域内，存在垂直纸面 向外的匀强磁场，ab 是圆的一条直径一带电粒子从 a 点射入磁场， 速度大小为 2v，方向与 ab 成 30角时恰好从 b 点飞出磁场，粒子 在磁场中运动的时间为 t；若仅将速度大小改为 v，则粒子在磁场中 运动的时间为(不计带电粒子所受重力)( )A3t B.3t 2 C. D2t 答

6、案：D 解析：设磁场区域的半径为 R，根据周期公式 T，可得同一粒 子在磁场中运动时的周期相同，当速度的大小为 2v 时，粒子做圆周 运动的轨迹圆心为 C，根据弦切角等于圆心角的一半可知，圆弧所 对的圆心角为 60；磁场区域的半径恰好等于粒子做圆周运动的轨 迹半径的一半；当速度的大小为 v 时，轨迹半径为原来的一半，粒 子运动轨迹的圆心为 O点，在原来的半径 aC 的中点处，则新的轨 迹圆的半径与磁场区域的半径相等，则 60，由几何关系可知 圆弧所对的圆心角为 120，则粒子的运动时间为 2t，所以 D 正 确 5(2018湖南邵阳二模)(多选)如图所示，在坐标系 x0 的区域中，存在磁感应强

7、度大小分别为 B1 与 B2 的匀强磁场，磁场 方向均垂直于纸面向里，且 B1B232.在原点 O 处同时发射两3 / 12个质量分别为 ma 和 mb 的带电粒子，已知粒子 a 以速度 va 沿 x 轴正 方向运动，粒子 b 以速率 vb 沿 x 轴负方向运动，已知粒子 a 带正电， 粒子 b 带负电，带电荷量相等，且两粒子的速率满足 mavambvb， 若在此后的运动中，当粒子 a 第四次经过 y 轴(出发时经过 y 轴不算 在内)时，恰与粒子 b 相遇，粒子重力不计，下列说法正确的是( ) A粒子 a、b 在磁场 B1 中的偏转半径之比为 32 B两粒子在 y 轴正半轴相遇 C粒子 a、

8、b 相遇时的速度方向相同 D粒子 a、b 的质量之比为 15 答案：BCD 解析：由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式 r，可得，选项 A 错误由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周 运动的半径公式 r可知，粒子 a 从 O 点出发沿 x 轴正方向运动， 逆时针向上运动半周沿 y 轴上移 2ra2，穿过 y 轴后逆时针向下运动 半周后下移 2ra1，由于 B2可知，vb0)粒子沿纸面以大小为 v 的速度从 OM 的某点向左上 方射入磁场，速度与 OM 成 30角已知该粒子在磁场中的运动轨 迹与 ON 只有一个交点，并从 OM 上另一点射出磁场不计重力粒 子离开磁场的出射点到两平面交线 O

9、的距离为( )A. B.3mvqBC. D.4mv qB 答案：D 解析：如图所示，粒子在磁场中运动的轨道半径为 R.设入射 点为 A，出射点为 B，圆弧与 ON 的交点为 P.由粒子运动的对称性及 粒子的入射方向知，ABR.由几何图形知，APR，则 AOAP3R，所以 OB4R.故选项 D 正确 4(2015新课标全国卷)(多选)有两个匀强磁场区域和 ，中的磁感应强度是中的 k 倍两个速率相同的电子分别在 两磁场区域做圆周运动与中运动的电子相比，中的电子( ) A运动轨迹的半径是中的 k 倍 B加速度的大小是中的 k 倍 C做圆周运动的周期是中的 k 倍 D做圆周运动的角速度与中的相等 答案

10、：AC 解析：设电子的质量为 m，速率为 v，电荷量为 q，设 B2B，B1kB 则由牛顿第二定律得：qvB T由得：R，T2m qB 所以k，k根据 a，可知，1 k 所以选项 A、C 正确，选项 B、D 错误 5(2018河北邢台质检) 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 点所用时间为 t1，由 P 点运动 到 M 点所用时间为 t2(带电粒子重力不计)，则 t1t2

11、 为( ) A21 B23 C32 D.29 / 12答案：C 解析： 如图所示为粒子两次运动轨迹图，由几何关系知，粒子由 A 点 进入 C 点飞出时轨迹所对圆心角 190，粒子由 P 点进入 M 点 飞出时轨迹所对圆心角 260，则，故选项 C 正确 6. (2018长沙四校一模)(多选)如图所示，圆心角为 90的扇形 COD 内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，E 点为半径 OD 的中 点现有比荷大小相等的两个带电粒子 a、b(不计重力)以大小不等 的速度分别从 O、E 点均沿 OC 方向射入磁场，粒子 a 恰从 D 点射出 磁场，粒子 b 恰从 C 点射出磁场，已知 sin370.6，co

12、s37 0.8，则下列说法中正确的是( ) A粒子 a 带正电，粒子 b 带负电 B粒子 a、b 在磁场中运动的加速度大小之比为 52 C粒子 a、b 的速率之比为 25 D粒子 a、b 在磁场中运动的时间之比为 18053 答案：CD 解析：本题考查了粒子在磁场中的运动问题，意在考查考生运 用相关规律及数学知识解决物理问题的能力 两个粒子的运动轨迹如答图所示，根据左手定则判断知粒子 a 带负电，粒子 b 带正电，A 错误；设扇形 COD 的半径为 r，粒子 a、b 的轨道半径分别为 Ra、Rb，则 Ra，Rr22，sin，得 Rbr，53，由 qvBm，得 vR，所以粒子 a、b 的速率之比

13、 为，C 正确；由牛顿第二定律得加速度 a，所以粒子 a、b 在 磁场中运动的加速度大小之比为，B 错误；粒子 a 在磁场中运 动的时间 ta，粒子 b 在磁场中运动的时间 tb，则，D 正确 7(2018山东胶东示范校二模)(多选) 如图所示，在光滑绝缘的水平面上叠放着两个物块 A 和 B，A 带 负电、质量为 m、电荷量为 q，B 质量为 2m、不带电，A 和 B 间动摩 擦因数为 0.5.初始时 A、B 处于静止状态，现将大小为 Fmg 的水 平恒力作用在 B 上，g 为重力加速度A、B 处于水平向里的磁场之 中，磁感应强度大小为 B0.若 A、B 间最大静摩擦力等于滑动摩擦力， 则下列

14、说法正确的是( )A水平力作用瞬间，A 的加速度大小为g 2BA 做匀加速运动的时间为m qB0CA 的最大速度为mg qB010 / 12DB 的最大加速度为 g 答案：BC 解析：本题考查考生对带电体在磁场中运动过程的分析能 力F 作用在 B 上瞬间，假设 A、B 一起加速，则对 A、B 整体有 F3mamg，对 A 有 fAmamgmgmg，假设成立，因此 A、B 共同做加速运动，加速度为，A 选项错误；A、B 开始运动后，整体 在水平方向上只受到 F 作用，做匀加速直线运动，对 A 分析，B 对 A 有水平向左的静摩擦力 fA 静作用，由 fA 静知，fA 静保持不变， 但 A 受到向

15、上的洛伦兹力，支持力 NAmgqvB0 逐渐减小，最大静 摩擦力 NA 减小，当 fA 静NA 时，A、B 开始相对滑动，此时有 (mgqv1B0)，v1，由 v1at 得 t，B 选项正确；A、B 相 对滑动后，A 仍受到滑动摩擦力作用，继续加速，有 fA 静 (mgqvAB0)，速度增大，滑动摩擦力减小，当滑动摩擦力减小 到零时，A 做匀速运动，有 mgqv2B0，得最大速度 v2，C 选项正 确；A、B 相对滑动后，对 B 有 FfA 滑2maB，fA 滑减小，则 aB 增大，当 fA 滑减小到零时，aB 最大，D 选项错误 8(多选)如图所示，小车 A 的质量 M2 kg，置于光滑水平

16、面 上，初速度 v014 m/s.带正电荷 q0.2 C 的可视为质点的物体 B，质量 m0.1 kg，将其轻放在小车 A 的右端，在 A、B 所在的空 间存在匀强磁场，方向垂直于纸面向里，磁感应强度 B00.5 T， 物体 B 与小车之间存在摩擦力的作用，设小车足够长，小车表面是 绝缘的(g 取 10 m/s2)，则( ) A物体 B 的最终速度为 10 m/s B小车 A 的最终速度为 13.5 m/s C小车 A 和物体 B 的最终速度约为 13.3 m/s D小车 A 达到最小速度的全过程中系统增加的内能为 8.75 J 答案：ABD 解析：当物体 B 对小车 A 的压力为零时，小车

17、A 与物体 B 之间 无摩擦力的作用，A、B 匀速运动，此时物体 B 的速度最大，小车 A 的速度最小，有 qvBB0mg，解得 vB10 m/s，根据动量守恒定律 得 Mv0mvBMvA，解得 vA13.5 m/s，A、B 正确，C 错误根据 能量守恒定律得 QEkMv/2Mv/2mv/28.75 J，D 正确 9图甲所示的有界匀强磁场的宽度与图乙所示的圆形匀强磁 场的半径相等，一不计重力的粒子从左边界的 M 点以一定初速度 水平向右垂直射入磁场，从右边界射出时速度方向偏转了 角， 该粒子以同样的初速度沿半径方向垂直射入磁场，射出磁场时速 度方向偏转了 2 角已知磁场、的磁感应强度大小分别为

18、 B1、B2，则 B1 与 B2 的比值为( )11 / 12A2cos Bsin Ccos Dtan 答案：C 解析：设有界磁场宽度为 d，则粒子在磁场和磁场中的 运动轨迹分别如图 1、2 所示，由洛伦兹力提供向心力知 Bqvm， 得 B，由几何关系知 dr1sin，dr2tan，联立得 cos，C 正确忽略带电粒子运动轨迹的对称性导致错误易错点1 10(2018四川资阳二诊)(多选)图中的 MN、PQ 为两条相互平 行的虚线，在 MN 的上方、PQ 的下方空间存在相同的垂直纸面向里 的匀强磁场，在图中的 O 点沿与 PQ 成 30角的方向斜向上射 出一带电粒子(纸面内运动)，粒子在上、下两

19、磁场中各偏转一次后 恰好经过图中的 S 点，且经过 S 点的速度与 O 点的速度方向相同， 忽略粒子的重力则( ) A如果保持 不变，仅增大粒子的初速度，则粒子一定还能 经过 S 点 B粒子每次经过边界 PQ 时的速度都与初速度相同 C该粒子可能带正电也可能带负电 D如果仅将 增大到 60，则粒子一定不能经过 S 点 答案：AC 解析：以带正电荷的粒子为例，粒子先在 MN 和 PQ 间做匀速直 线运动，进入上方磁场做匀速圆周运动，再分别做匀速直线运动和 匀速圆周运动的轨迹如图所示，由于上、下方磁场的磁感应强度相 等，则轨迹对应的弦长 x2rsin，而 r.设两平行虚线之间的距 离为 L，粒子经

20、过两次匀速直线运动和两次匀速圆周运动后沿水平 方向向右移动的距离 OSLcotxLcotx2Lcot，与轨 迹半径无关，即与速度无关，所以增大粒子的速度后，粒子仍将通 过 S 点，选项 A 正确；由以上分析，粒子每次经过 PQ 时速度方向与 初速度方向不一定相同，选项 B 错误；粒子若带负电，则粒子在上 方磁场先向右平移 x，到下方磁场后向左平移 x，则总的平移距离仍 为 2Lcot，选项 C 正确；若将 增大到 60，则粒子上下偏转一 次平移的距离将发生变化，但由于 3cot60cot30，即粒子经 过 3 次上下偏转后，也将通过 S 点，选项 D 错误忽略洛伦兹力的方向特点而导致选择错误易

21、错点2 11(多选)如图所示，有一半径为 R 的光滑绝缘塑料半圆形轨 道，水平固定于一磁感应强度大小为 B、方向垂直纸面向里的匀强 磁场中，现将一质量为 m、所带电荷量为q 的小球从轨道的左端由 静止释放，半圆形轨道的最低点为 A，不考虑涡流现象，则下列说12 / 12法正确的是( ) A小球沿轨道运动过程中机械能不守恒 B小球通过 A 点时对轨道的压力可能为 3mgqB2gR C小球通过 A 点时对轨道的压力可能为 3mgqB2gR D从轨道的左端由静止释放的小球，可能从轨道右端滑出 答案：BC 解析：由于小球运动过程洛伦兹力不做功，只有重力做功，所 以小球机械能守恒，A 错误；小球第一次通

22、过最低点 A 时的受力情 况如图甲所示，则由机械能守恒定律可得，mgRmv2，小球第一次 通过最低点 A 时由牛顿第二定律可得 N1F 洛mgm，且 F 洛 Bqv，联立解得 N13mgqB，由牛顿第三定律知，B 正确；同理 可得小球第二次经过最低点 A 时，其受力情况如图乙所示，小球第 二次经过最低点 A 时由牛顿第二定律可得 N2F 洛mg，且 F 洛 Bqv，则联立解得 N23mgqB，C 正确，D 错误 12(2017新课标全国卷)如图，空间存在方向垂直于纸面 (xOy 平面)向里的磁场在 x0 区域，磁感应强度的大小为 B0；x0 区域，磁感应强度的大小为 B0(常数 1)一质量为

23、m、电荷量为 q(q0)的带电粒子以速度 v0 从坐标原点 O 沿 x 轴正 向射入磁场，此时开始计时，当粒子的速度方向再次沿 x 轴正向时， 求(不计重力)： (1)粒子运动的时间； (2)粒子与 O 点间的距离 答案：(1)(1) (2)(1) 解析：(1)在匀强磁场中，带电粒子做圆周运动设在 x0 区 域，圆周半径为 R1；在 x0 区域，圆周半径为 R2.由洛伦兹力公式 及牛顿第二定律得 qB0v0m qB0v0m 粒子速度方向转过 180时，所需时间 t1 为 t1 粒子再转过 180时，所需时间 t2 为 t2 联立式得，所求时间为 t0t1t2(1) (2)由几何关系及式得，所求距离为d02(R1R2)(1)