高考物理一轮 8.2磁场对运动电荷的作用课时知能训练.doc

2014届高考物理一轮课时知能训练：8.2磁场对运动电荷的作用 (时间：45分钟满分：100分)一、单项选择题(本大题共5小题，每小题6分，共30分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得6分，选错或不答的得0分)图82251如图8225所示，匀强磁场中有一个电荷量为q的正离子，自a点沿半圆轨道运动，当它运动到b点时，突然吸收了附近若干电子，接着沿另一半圆轨道运动到c点，已知a、b、c在同一直线上，且acab，电子电荷量为e，电子质量可忽略不计，则该离子吸收的电子个数为()a.b.c. d.【解析】该题考查带电离子在磁场中的运动离子在磁场中洛伦兹力提供向心力，做匀速圆周运动，其半径r，离子碰上电子后半径变化，r，所以q，qq，正确选项是d.【答案】d2(2013抚顺模拟)空间存在垂直于纸面方向的匀强磁场，其方向随时间做周期性变化，磁感应强度b随时间t变化的图象如图8226所示规定b0时，磁场的方向穿出纸面一电荷量q5107 c、质量m51010 kg的带电粒子，位于某点o处，在t0时刻以初速度v0 m/s沿某方向开始运动不计重力的作用，不计磁场的变化可能产生的一切其他影响则在磁场变化n个(n为整数)周期的时间内带电粒子的平均速度的大小等于 ()图8226a m/s b. m/sc2 m/s d. m/s【解析】由t可得：t2102 s，则磁场变化的周期t，粒子运动的半径r102 m，带电粒子在磁场变化的n个周期时间内前进的位移x2rn，平均速度2 m/s，故c正确【答案】c3(2012苏州模拟)如图8227所示，在屏mn的上方有磁感应强度为b的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里p为屏上的一个小孔pc与mn垂直一群质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力)，以相同的速率v从p处沿垂直于磁场的方向射入磁场区域粒子入射方向在与磁场b垂直的平面内，且散开在与pc夹角为的范围内则在屏mn上被粒子打中的区域的长度为()图8227a. b.c. d.【解析】屏mn上被粒子击中的区域离p点最远的距离x12r，屏m上被粒子击中的区域离p点最近的距离x22rcos ，故在屏m上被粒子打中的区域的长度为x1x2，d正确【答案】d图82284如图8228所示是某粒子速度选择器的示意图，在一半径为r10 cm的圆柱形桶内有b104 t的匀强磁场，方向平行于轴线，在圆柱形桶某一直径的两端开有小孔，作为入射孔和出射孔粒子束以不同角度入射，最后有不同速度的粒子束射出现有一粒子源发射比荷为21011 c/kg的阳离子，粒子束中速度连续分布，不计重力当角45时，出射粒子速度v的大小是()a.106 m/s b2106 m/sc2108 m/s d4106 m/s【解析】设此粒子圆周运动的半径为r，则有rsin r，r m又由r可得：v2106 m/s，故b正确【答案】b图82295(2013武汉模拟)如图8229所示，在正三角形区域内存在着方向垂直于纸面向外、磁感应强度大小为b的匀强磁场一个质量为m、电荷量为q的带电粒子(重力不计)从ab边的中点o以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与ab边的夹角为60.若粒子能从ab边穿出磁场，则粒子在磁场中运动的过程中，到ab边的最大距离为()a. b.c. d.【解析】粒子圆周运动的半径r，粒子能从ab边射出磁场时，离ab边的最大距离drrcos 60r，故b正确【答案】b二、双项选择题(本大题共5小题，每小题8分，共40分全部选对的得8分，只选1个且正确的得4分，有选错或不答的得0分)图82306如图8230所示，电子束沿垂直于荧光屏的方向做直线运动，为使电子打在荧光屏上方的位置p，则能使电子发生上述偏转的场是()a竖直向上的匀强电场b负点电荷的电场c垂直纸面向里的匀强磁场d垂直纸面向外的匀强磁场【解析】只要使电子受到的电场力或洛伦兹力竖直向上或斜向上，均可使电子打在p点，竖直向上的匀强电场电子受电场力向下，故a错误选项c中磁场垂直纸面向里时，电子所受洛伦兹力向下，电子则打不到p点，故c错误【答案】bd图82317一个带正电的小球沿光滑绝缘的桌面向右运动，速度方向垂直于一个水平方向的匀强磁场，如图8231所示，小球飞离桌面后落到地板上，设飞行时间为t1，水平射程为s1，着地速度为v1.撤去磁场，其余的条件不变，小球飞行时间为t2，水平射程为s2，着地速度为v2，则下列论述正确的是()as1s2bt1t2cv1和v2大小不等 dv1和v2方向相同【解析】当桌面右边存在磁场时，由左手定则，带电小球在飞行过程中受到斜向右上方的洛伦兹力作用，此力在水平方向上的分量向右，竖直方向上分量向上，因此小球水平方向存在加速度，竖直方向上加速度at2，s1s2，a、b对；又因为洛伦兹力不做功；两次小球着地时速度方向不同，大小相等，c、d均错【答案】ab8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，qvb，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2，b正确；i，与速率v无关，c正确【答案】bc图82329如图8232所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个电荷量绝对值相同、质量相同的正、负粒子(不计重力)，从o点以相同的速度先后射入磁场中，入射方向与边界成角，则正、负粒子在磁场中()a运动时间相同b运动轨迹的半径相同c重新回到边界时速度大小不同方向相同d重新回到边界时与o点的距离相同【解析】两偏转轨迹的圆心都在射入速度方向的垂线上，可假设它们的半径为某一长度，从而画出两偏转轨迹，如图所示由此可知它们的运动时间分别为：t1，t2，轨迹半径r相等，射出速度方向都与边界成角，且速度大小也相等；射出点与o点距离相等为d2rsin .故b、d正确【答案】bd图823310如图8233所示，匀强磁场的方向竖直向下，磁场中有光滑的水平桌面，在桌面上平放着内壁光滑、底部有带电小球的试管，试管在水平拉力f作用下向右匀速运动，带电小球能从管口处飞出关于带电小球及其在离开试管前的运动，下列说法中正确的是()a小球带正电b洛伦兹力对小球做正功c小球运动的轨迹是一条抛物线d维持试管匀速运动的拉力f应保持恒定【解析】以f方向为x轴正向，因球可从管口出来，说明在水平方向vx对应的f洛xqvxb作用下球沿管向管口运动由左手定则可判断球带正电，a对洛伦兹力永不做功，b错因球沿f方向是匀速直线运动，垂直f方向f洛x恒定，球做匀加速直线运动，则合运动就是类平抛运动，故c对因沿管方向vy不断增大，则与f反向的f洛yqvyb不断增大，为保持vx恒定则f应不断增大，故d错【答案】ac三、非选择题(本题共2小题，共30分计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11(14分)钍核th发生衰变生成镭核ra并放出一个粒子设该粒子的质量为m、电荷量为q，它进入电势差为u的带窄缝的平行平板电极s1和s2间电场时，其速度为v0，经电场加速后，沿ox方向进入磁感应强度为b、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场，ox垂直平板电极s2，当粒子从p点离开磁场时，其速度方向与ox方向的夹角60，如图8234所示，整个装置处于真空中图8234(1)求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径r；(2)求粒子在磁场中运动所用的时间t.【解析】(1)设粒子离开电场时的速度为v，对加速过程有qumv2mv粒子在磁场中有qvbm由得r .(2)粒子做圆周运动的回旋周期t粒子在磁场中运动的时间tt由得t.【答案】(1) (2)图823512(16分)半径为r的绝缘圆筒中有沿轴线方向的匀强磁场，磁感应强度为b，如图8235所示一质量为m、带电荷量为q的正粒子(不计重力)以速度v从筒壁的a孔沿半径方向进入筒内，设粒子和筒壁的碰撞无电荷量和能量的损失，那么要使粒子与筒壁连续碰撞，绕筒壁一周后恰好又从a孔射出，问：(1)磁感应强度b的大小必须满足什么条件？(2)粒子在筒中运动的时间为多少？【解析】(1)粒子射入圆筒后受洛伦兹力作用而偏转，设第一次与b点碰撞，碰后速度方向又指向o点，假设粒子与筒壁碰撞n1次，运动轨迹是n段相等的圆弧，再从a孔射出设第一段圆弧的圆心