专题8-2+磁场对运动电荷的作用(押题专练)-2019年高考物理一轮复习精品资料

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专题8-2+磁场对运动电荷的作用(押题专练)-2019年高考物理一轮复习精品资料

‎1.如图1是科学史上一张著名的实验照片,显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹.云室放置在匀强磁场中,磁场方向垂直照片向里.云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用.分析此运动轨迹可知粒子(  )‎ 图1‎ A.带正电,由下往上运动 B.带正电,由上往下运动 C.带负电,由上往下运动 D.带负电,由下往上运动 答案 A ‎2.(多选)如图2所示,空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场,一质量为0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,在木板左端放置一质量为0.1kg、带电荷量q=+0.2C的滑块,滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为0.5,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力.现对木板施加方向水平向左、大小为0.6N的恒力,g取10m/s2,则(  )‎ 图2‎ A.木板和滑块一直做加速度为2m/s2的匀加速运动 B.滑块开始做匀加速直线运动,然后做加速度减小的变加速运动,最后做匀速运动 C.最终木板做加速度为2m/s2的匀加速直线运动,滑块做速度为10 m/s的匀速直线运动 D.最终木板做加速度为3m/s2的匀加速直线运动,滑块做速度为10 m/s的匀速直线运动 答案 BD 解析 由于动摩擦因数为0.5,静摩擦力能提供的最大加速度为5m/s2,所以当0.6N的恒力作用于木板时,系统一起以a==m/s2=2 m/s2的加速度一起运动,当滑块获得向左运动的速度以后磁场对其有竖直向上的洛伦兹力,当洛伦兹力等于重力时滑块与木板之间的弹力为零,此时有Bqv=mg,解得v ‎=10m/s,此时摩擦力消失,滑块做匀速直线运动,而木板在恒力作用下做匀加速直线运动,a′==3m/s2,所以B、D正确.‎ ‎3.(多选)质量为m、带电荷量为q的小球,从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑,整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中,其磁感应强度为B,如图所示.若带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零,下面说法中正确的是(  )‎ A.小球带负电 B.小球在斜面上运动时做匀加速直线运动 C.小球在斜面上运动时做加速度增大,而速度也增大的变加速直线运动 D.小球在斜面上下滑过程中,小球对斜面压力为零时的速率为 ‎【答案】 BD ‎4.(多选)如图所示,质量为m,电荷量为+q的带电粒子,以不同的初速度两次从O点垂直于磁感线和磁场边界向上射入匀强磁场,在洛伦兹力作用下分别从M、N两点射出磁场,测得OM∶ON=3∶4,则下列说法中错误的是(  )‎ A.两次带电粒子在磁场中经历的时间之比为3∶4‎ B.两次带电粒子在磁场中运动的路程长度之比为3∶4‎ C.两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小之比为3∶4‎ D.两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小之比为4∶3‎ ‎【解析】 设OM=2r1,ON=2r2,故==,路程长度之比==,B正确;由r=知=,故==,C正确,D错误;由于T=,则==1,A错.‎ ‎【答案】 AD ‎5.(多选)回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示.设D形盒半径为R.若用回旋加速器加速质子时,匀强磁场的磁感应强度为B,高频交流电频率为f.则下列说法正确的是(  )‎ A.质子被加速后的最大速度不可能超过2πfR B.质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关 C.只要R足够大,质子的速度可以被加速到任意值 D.不改变B和f,该回旋加速器也能用于加速α粒子 ‎【答案】 AB ‎6.(多选)质量为m、带电荷量为q的粒子(忽略重力)在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动,形成空间环形电流.已知粒子的运行速率为v、半径为r、周期为T,环形电流的强度为I,则下面说法中正确的是(  )‎ A.该带电粒子的比荷为= B.在时间t内,粒子转过的圆弧对应的圆心角为θ= C.当速率v增大时,环形电流的强度I保持不变 D.当速率v增大时,运动周期T变小 ‎【解析】 带电粒子做匀速圆周运动,=Bqv,所以=,A错误;运动周期T=,与速率无关,D 错误;在时间t内,粒子转过的圆弧对应的圆心角为θ=·2π=,B正确;I==,与速率v无关,C正确.‎ ‎【答案】 BC ‎7.如图所示,ABC为与匀强磁场垂直的边长为a的等边三角形,磁场垂直纸面向外,比荷为的电子以速度v0从A点沿AB方向射入,欲使电子能经过BC边,则磁感应强度B的取值应为(  )‎ A.B> B.B< C.B< D.B> ‎【解析】 ‎ ‎【答案】 C ‎8.(多选)如图所示,在两个不同的匀强磁场中,磁感强度关系为B1=2B2,当不计重力的带电粒子从B1磁场区域运动到B2磁场区域时(在运动过程中粒子的速度始终与磁场垂直),则粒子的(  )‎ A.速率将加倍 B.轨道半径将加倍 C.周期将加倍 D.做圆周运动的角速度将加倍 ‎【解析】 粒子在磁场中只受到洛伦兹力,洛伦兹力不会对粒子做功,故速率不变,A错;由半径公式r=,B1=2B2,则当粒子从B1磁场区域运动到B2磁场区域时,轨道半径将加倍,B对;由周期公式T=,磁感应强度减半,周期将加倍,C对;角速度ω=,故做圆周运动的角速度减半,D错.‎ ‎【答案】 BC ‎9.(多选)如图所示,平面直角坐标系的第Ⅰ象限内有一匀强磁场垂直于纸面向里,磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v从O点沿着与y轴夹角为30°的方向进入磁场,运动到A点时速度方向与x轴的正方向相同,不计粒子的重力,则(  )‎ A.该粒子带正电 B.A点与x轴的距离为 C.粒子由O到A经历时间t= D.运动过程中粒子的速度不变 ‎【答案】 BC ‎10.如图是质谱仪的工作原理示意图,带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器(带电粒子的重力不计).速度选择器内有互相垂直的匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度为B,电场的场强为E.挡板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2,挡板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场.下列表述正确的是(  )‎ A.质谱仪是分析同位素的重要工具 ‎ B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里 C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于 D.带电粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,带电粒子的比荷越小 ‎【答案】 A ‎11.(多选)有两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,Ⅰ中的磁感应强度是Ⅱ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Ⅰ中运动的电子相比,Ⅱ中的电子(  )‎ A.运动轨迹的半径是Ⅰ中的k倍 B.加速度的大小是Ⅰ中的k倍 C.做圆周运动的周期是Ⅰ中的k倍 D.做圆周运动的角速度与Ⅰ中的相等 答案 AC 解析 设电子的质量为m,速率为v,电荷量为q,B2=B,B1=kB 则由牛顿第二定律得:qvB=①‎ T=②‎ 由①②得:R=,T=,所以=k,=k 根据a=,ω=可知=,= 所以选项A、C正确,选项B、D错误.‎ ‎12.如图4所示,圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场,P为磁场边界上的一点.有无数带有同样电荷、具有同样质量的粒子在纸面内沿各个方向以相同的速率通过P点进入磁场.这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段圆弧上,这段圆弧的弧长是圆周长的.将磁感应强度的大小从原来的B1变为B2,结果相应的弧长变为原来的一半,则等于(  )‎ 图4‎ A.B.C.2D.3‎ 答案 B 解析 当轨道半径小于或等于磁场区半径时,粒子射出圆形磁场的点离入射点最远距离为轨迹直径.如图所示,‎ ‎13.如图5所示,边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场,边界OA上有一个粒子源S.某一时刻,从S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子(不计粒子的重力及粒子间的相互作用),所有粒子的初速度大小相同,经过一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场.已知∠AOC=60°,从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最短时间等于(T为粒子在磁场中运动的周期),则从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最长时间为(  )‎ 图5‎ A.B.C.D. 答案 B ‎14.如图所示,斜面顶端在同一高度的三个光滑斜面AB、AC、AD,均处于水平方向的匀强磁场中。一个带负电的绝缘物块,分别从三个斜面顶端A点由静止释放,设滑到底端的时间分别为tAB、tAC、tAD,则(  )‎ A.tAB=tAC=tAD B.tAB>tAC>tAD C.tAB
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