（新课标）2017届高考物理一轮总复习 必修部分 第8章 磁场 第2讲 磁场对运动电荷的作用限时规范特训.doc

第2讲 磁场对运动电荷的作用时间：45分钟满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分。其中16为单选，710为多选)1. 2016太原模拟从太阳和其他星体发射出的高能粒子流，在射向地球时，由于地磁场的存在，改变了运动方向，对地球起到了保护作用。如图为地磁场的示意图(虚线，方向未标出)，赤道上方的磁场可看成与地面平行。若有来自宇宙的一束粒子流，其中含有(he的原子核)、(电子)、(光子)射线以及质子，沿与地球表面垂直的方向射向赤道上空，则在地磁场的作用下()a.射线沿直线射向赤道 b射线向西偏转c.射线向东偏转 d质子向北偏转答案b解析赤道上方磁场方向与地面平行、由南向北，根据左手定则可知，带正电的射线和质子向东偏转，带负电的射线向西偏转，不带电的射线不偏转，b项正确。2.2015宝鸡质检 如图所示，横截面为正方形abcd的有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。一束电子以大小不同、方向垂直ad边界的速度飞入该磁场。对于从不同边界射出的电子，下列判断错误的是()a.从c点离开的电子在磁场中运动时间最长b.从ad边射出的电子在磁场中运动的时间都相等c.电子在磁场中运动的速度偏转角最大为d.从bc边射出的电子的速度一定大于从ad边射出的电子的速度答案a解析根据带电粒子在有界磁场中运动周期公式t，运动时间tt，由几何条件可知，从ad边离开的电子在磁场中运动时间最长且均为半个周期，偏转角最大且均为，a项错，b、c项正确；由几何关系可知，从bc边射出的电子轨道半径大于从ad边射出的电子轨道半径，又由半径公式r可知，从bc边射出的电子的速度大于从ad边射出的电子的速度，d项正确，故选a项。3. 如图所示，在真空中，水平导线中有恒定电流i通过，导线的正下方有一质子初速度方向与电流方向相同，则质子可能的运动情况是()a.沿路径a运动 b沿路径b运动c.沿路径c运动 d沿路径d运动答案b解析由安培定则，电流在下方产生的磁场方向指向纸外，由左手定则，质子刚进入磁场时所受洛伦兹力方向向上。则质子的轨迹必定向上弯曲，因此c、d必错；由于洛伦兹力方向始终与电荷运动方向垂直，故其运动轨迹必定是曲线，则b正确、a错误。4. 2016安徽芜湖模拟如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为b。在xoy平面内，从原点o处沿与x轴正方向成角(0v丙v乙，选项a、b错误；三个小球在运动过程中，只有重力做功，即它们的机械能守恒，选项d正确；甲球在最高点处的动能最大，因为势能相等，所以甲球的机械能最大，甲球的释放位置最高，选项c正确。8.如图所示，宽d4 cm的有界匀强磁场，纵向范围足够大，磁场方向垂直纸面向里。现有一群正粒子从o点以相同的速率沿纸面不同方向进入磁场，若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为r10 cm，则()a右边界：8 cmy8 cm有粒子射出b.右边界：0y8 cm有粒子射出d.左边界：0y16 cm有粒子射出答案ad解析根据左手定则，正粒子在匀强磁场中将沿逆时针方向转动，由轨道半径r10 cm画出粒子的两种临界运动轨迹，如图所示，则oo1o1aoo2o2co2e10 cm，由几何知识求得abbc8 cm，oe16 cm，因此答案为a、d。9.如图所示，mn是磁感应强度为b的匀强磁场的边界。一质量为m、电荷量为q的粒子在纸面内从o点射入磁场。若粒子速度为v0，最远可落在边界上的a点。下列说法中正确的有()a若粒子落在a点的左侧，其速度一定小于v0b.若粒子落在a点的右侧，其速度一定大于v0c.若粒子落在a点左右两侧d的范围内，其速度不可能小于v0d.若粒子落在a点左右两侧d的范围内，其速度不可能大于v0答案bc解析因粒子由o点以速度v0入射时，最远落在a点，又粒子在o点垂直射入磁场时，在边界上的落点最远，即，所以粒子若落在a的右侧，速度应大于v0，b正确；当粒子落在a的左侧时，由于不一定是垂直入射，所以速度可能等于、大于或小于v0，a错误；当粒子射到a点左侧相距d的点时，最小速度为vmin，则，又因，所以vminv0，所以粒子落在a点左右两侧d的范围内，其速度不可能小于vminv0，c正确；当粒子射到a点右侧相距d的点时，最小速度为v1，则，又因，即v1v0，d错误。10.2016河北、河南、山西质监如图所示，在xoy平面内的y轴和虚线之间除圆形区域外的空间存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为b。虚线经过q点(3l,0)且与y轴平行。圆形区域的圆心p的坐标为(2l,0)，半径为l。一个质量为m，电荷量为q的带正电的粒子从y轴上某点垂直y轴进入磁场，不计粒子的重力，则()a如果粒子没有经过圆形区域到达了q点，则粒子的入射速度为vb.如果粒子没有经过圆形区域到达了q点，则粒子的入射速度为vc.粒子第一次从p点经过了x轴，则粒子的最小入射速度为vmind.粒子第一次从p点经过了x轴，则粒子的最小入射速度为vmin答案ac解析若粒子没经过圆形区域到达了q点，则轨迹如图，和圆形区域相切于q点，则r3l，根据牛顿第二定律bqv得v，a选项正确，b选项错误。粒子第一次从p点经过了x轴，如图：设在磁场中转过的圆心角为，由几何关系得rsinlcos2l，得rllllll。据bqv得vmin，选项c正确，选项d错误。二、非选择题(本题共2小题，共40分)11.2015西安二模(20分)如图所示，在一个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径a2a4为边界的两个半圆形区域、中，a2a4与a1a3的夹角为60。一质量为m、带电量为q的粒子以某一速度从区的边缘点a1处沿与a1a3成30角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于a2a4的方向经过圆心o进入区，最后再从a4处射出磁场。已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t，求：(1)画出粒子在磁场和中的运动轨迹；(2)粒子在磁场和中的轨道半径r1和r2比值；(3)区和区中磁感应强度的大小(忽略粒子重力)。答案(1)见解析图(2)21(3)解析(1)画出粒子在磁场和中的运动轨迹如图所示。(2)设粒子的入射速度为v，已知粒子带正电，故它在磁场中先顺时针做圆周运动，再逆时针做圆周运动，最后从a4点射出，用b1、b2、r1、r2、t1、t2分别表示在磁场区、区的磁感应强度、轨道半径和周期(没有设符号的，在图中标记也可以)设圆形区域的半径为r，如图所示，已知带电粒子过圆心且垂直a2a4进入区磁场，连接a1a2，a1oa2为等边三角形，a2为带电粒子在区磁场中运动轨迹的圆心，其半径r1a1a2oa2r在区磁场中运动的半径r2即：r1r221(3)qvb1mqvb2mt1t2圆心角a1a2o60，带电粒子在区磁场中运动的时间为t1t1在区磁场中运动时间为t2t2带电粒子从射入到射出磁场所用的总时间tt1t2由以上各式可得b1，b2。12.2015石家庄一模(20分)如图所示，在xoy平面内以o为圆心、r0为半径的圆形区域内有垂直纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v0从a(r0,0)点沿x轴负方向射入区域，经过p(0，r0)点，沿y轴正方向进入同心环形区域，为使粒子经过区域后能从q点回到区域，需在区域内加一垂直于纸面向里的匀强磁场。已知oq与x轴负方向成30角，不计粒子重力。求：(1)区域中磁感应强度b0的大小；(2)环形区域的外圆半径r至少为多大；(3)粒子从a点出发到再次经过a点所用的最短时间。答案(1)b0(2)rr0(3)tmin解析(1)