高三物理一轮复习 8.2磁场对运动电荷的作用开卷速查.doc

开卷速查(二十九)磁场对运动电荷的作用说明提示本试卷共三部分a组基础巩固b组能力提升c组难点突破考试时间：45分钟试卷满分：100分a组基础巩固1(多选题)(2014新课标全国卷)图291为某磁谱仪部分构件的示意图图中，图291永磁铁提供匀强磁场，硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子当这些粒子从上部垂直进入磁场时，下列说法正确的是()a电子与正电子的偏转方向一定不同b电子和正电子在磁场中的运动轨迹一定相同c仅依据粒子的运动轨迹无法判断此粒子是质子还是正电子d粒子的动能越大，它在磁场中运动轨迹的半径越小解析：因为电子和正电子的电性相反，而速度方向相同，所以偏转方向一定不同，a项正确；因为电子和正电子的速度大小不一定相同，而轨迹半径r，所以半径不一定相同，b项错误；因为正电子和质子的电性相同，偏转方向相同，仅根据运动轨迹无法判断粒子是正电子还是质子，c项正确；因为r，所以粒子的动能越大，轨道半径越大，d项错误答案：ac图2922如图292所示，一束电子流沿管的轴线进入螺线管，忽略重力，电子在管内的运动应该是()a当从a端通入电流时，电子做匀加速直线运动b当从b端通入电流时，电子做匀加速直线运动c不管从哪端通入电流，电子都做匀速直线运动d不管从哪端通入电流，电子都做匀速圆周运动答案：c3(2014安徽卷)“人造小太阳”托卡马克装置使用强磁场约束高温等离子体，使其中的带电粒子被尽可能限制在装置内部，而不与装置器壁碰撞，已知等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度t成正比，为约束更高温度的等离子体，则需要更强的磁场，以使带电粒子在磁场中的运动半径不变，由此可判断所需的磁感应强度b正比于()a.btc. dt2解析：由题意可知，等离子体的动能ekct(c是比例系数)，在磁场中做半径一定的圆周运动，由qvbm可知，b，因此a项正确，b、c、d项错误答案：a图2934在光滑绝缘水平面上，一轻绳拉着一个带电小球绕竖直方向的轴o在匀强磁场中做逆时针方向的匀速圆周运动，磁场方向竖直向下，且范围足够大，其俯视图如图293所示，若小球运动到某点时，绳子突然断开，则关于绳子断开后，对小球可能的运动情况的判断不正确的是()a小球仍做逆时针方向的匀速圆周运动，但半径减小b小球仍做逆时针方向的匀速圆周运动，半径不变c小球做顺时针方向的匀速圆周运动，半径不变d小球做顺时针方向的匀速圆周运动，半径减小解析：绳子断开后，小球速度大小不变，电性不变由于小球可能带正电也可能带负电，若带正电，绳子断开后小球仍做逆时针方向的匀速圆周运动，向心力减小或不变(原绳拉力为零)，则运动半径增大或不变若带负电，绳子断开后小球做顺时针方向的匀速圆周运动，绳断前的向心力与带电小球受到的洛伦兹力的大小不确定，向心力变化趋势不确定，则运动半径可能增大，可能减小，也可能不变答案：a5(2014北京卷)带电粒子a、b在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，它们的动量大小相等，a运动的半径大于b运动的半径若a、b的电荷量分别为qa、qb，质量分别为ma、mb，周期分别为ta、tb.则一定有()aqaqbbmambctatb d.rb，所以qaqb，选项a正确根据题述条件，不能判断出两粒子的质量关系，选项b错误带电粒子在匀强磁场中运动的周期t，不能判断出两粒子的周期、比荷之间的关系，选项c、d错误答案：a图2946如图294所示，一个带负电的物体从粗糙斜面顶端滑到斜面底端时的速度为v.若加上一个垂直纸面指向读者方向的磁场，则滑到底端时()av变大bv变小cv不变 d不能确定解析：洛伦兹力虽然不做功，但其方向垂直斜面向下，使物体与斜面间的正压力变大，故摩擦力变大，损失的机械能增加答案：bb组能力提升7(多选题)长为l的水平极板间，有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为b，图295板间距离为l，板不带电，现有质量为m、电荷量为q的带正电粒子(重力不计)，从左边极板间中点处垂直磁场以速度v水平入射，如图295所示，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是()a使粒子速度vb使粒子速度vc使粒子速度vd使粒子速度v图296解析：如图296，设粒子能从右边穿出的运动半径的临界值为r1，有rl22，得r1l.又因为r1，得v1，所以v时粒子能从右边穿出设粒子能从左边穿出的运动半径的临界值为r2，由r2得v2，所以v时粒子能从左边穿出答案：ab8如图297所示，mn为两个匀强磁场的分界面，两磁场的磁感应强度大小的关系为b12b2，一带电荷量为q、质量为m的粒子从o点垂直mn进入b1磁场，则经过多长时间它将向下再一次通过o点()图297a.b.c. d.图298解析：粒子在磁场中的运动轨迹如图298所示，由周期公式t知，粒子从o点进入磁场到再一次通过o点的时间t，所以b选项正确答案：b9(多选题)如图299所示，在半径为r的圆形区域内有匀强磁场在边长为2r的正方形区域里也有匀强磁场，两个磁场的磁感应强度大小相同两个相同的带电粒子以相同的速率分别从m、n两点射入匀强磁场在m点射入的带电粒子，其速度方向指向圆心；在n点射入的带电粒子，速度方向与边界垂直，且n点为正方形边长的中点，则下列说法正确的是()图299a带电粒子在磁场中飞行的时间可能相同b从m点射入的带电粒子可能先飞出磁场c从n点射入的带电粒子可能先飞出磁场d从n点射入的带电粒子不可能比m点射入的带电粒子先飞出磁场解析：画轨迹草图如图2910所示，容易得出粒子在圆形磁场中的轨迹长度(或轨迹对应的圆心角)不会大于在正方形磁场中的，故a、b、d正确2910答案：abd图291110(2015西安市模拟)如图2911所示，有一个正方形的匀强磁场区域abcd，e是ad的中点，f是cd的中点，如果在a点沿对角线方向以速度v射入一带负电的带电粒子(带电粒子重力不计)，恰好从e点射出，则()a如果粒子的速度增大为原来的二倍，将从d点射出b如果粒子的速度增大为原来的三倍，将从f点射出c如果粒子的速度不变，磁场的磁感应强度变为原来的二倍，也将从d点射出d只改变粒子的速度使其分别从e、d、f点射出时，从e点射出所用时间最短图2912解析：由于速度与半径垂直，因此圆心一定在a点正下方，从e点射出时，圆心角恰好为90，如图2912所示，根据r，若速度增为原来的2倍，则轨道半径也增为原来的2倍，圆心角不变，对应的弦也增为原来的2倍，恰好从d点射出，a正确；如果粒子的速度增大为原来的3倍，轨道半径也变为原来的3倍，从图中看出，出射点从f点靠下，b错误；如果粒子的速度不变，磁场的磁感应强度变为原来的二倍，根据r得，轨道半径变成原来的一半，从ae的中点射出，c错误；根据粒子运动的周期t知，粒子运动周期与速度无关，从e和d点射出的粒子，转过的圆心角都是90，运动时间都是，运动时间相同，d错误答案：a11.图2913如图2913所示，无重力空间中有一恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xoy平面向外，大小为b，沿x轴放置一个垂直于xoy平面的较大的荧光屏，p点位于荧光屏上，在y轴上的a点放置一放射源，可以不断地沿平面内的不同方向以大小不等的速度放射出质量为m、电荷量为q的同种粒子，这些粒子打到荧光屏上能在屏上形成一条亮线，p点处在亮线上，已知oaopl，求：(1)若能打到p点，则粒子速度的最小值为多少？(2)若能打到p点，则粒子在磁场中运动的最长时间为多少？解析：(1)粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，设粒子的速度大小为v时，其在磁场中的运动半径为r，则fqbv，由牛顿运动定律有f若粒子以最小的速度到达p点时，其轨迹一定是以ap为直径的圆，如图2914中圆o1所示由几何关系知sapl，rl.则粒子的最小速度v.图2914(2)粒子在磁场中的运动周期t，设粒子在磁场中运动时其轨迹所对应的圆心角为，则粒子在磁场中的运动时间为：tt.由图2914可知，在磁场中运动时间最长的粒子的运动轨迹如图中圆o2所示，此时粒子的初速度方向竖直向上则由几何关系有.则粒子在磁场中运动的最长时间t.答案：(1)(2)图291512(2014重庆卷)如图2915所示，在无限长的竖直边界ns和mt间充满匀强电场，同时该区域上、下部分分别充满方向垂直于nstm平面向外和向内的匀强磁场，磁感应强度大小分别为b和2b，kl为上下磁场的水平分界线，在ns和mt边界上，距kl高h处分别有p、q两点，ns和mt间距为1.8h.质量为m、带电量为q的粒子从p点垂直于ns边界射入该区域，在两边界之间做圆周运动，重力加速度为g.(1)求电场强度的大小和方向(2)要使粒子不从ns边界飞出，求粒子入射速度的最小值(3)若粒子能经过q点从mt边界飞出，求粒子入射速度的所有可能值解析：(1)设电场强度大小为e由题意有mgqe得e，方向竖直向上图2916(2)如图2916所示，设粒子不从ns边界飞出的入射速度最小值为vmin，对应的粒子在上、下区域的运动半径分别为r1和r2，圆心的连线与ns的夹角为.由r有r1，r2r1由(r1r2)sinr2r1r1coshvmin(96)(3)如图2917所示，设粒子入射速度为v，粒子在上、下方区域的运动半径分别为r1和r2，粒子第一次通过kl时距离k点为x.图2917由题意有3nx1.8h(n1,2,3，)xx得r1，n3.5即n1时，v；n2时，v；n3时，v答案：(1)，方向竖直向上(2)(96)(3)c组难点突破13如图2918所示，空间存在垂直于纸面向里的磁感应强度为b的匀强磁场，图2918场内有一绝缘的足够长的直杆，它与水平面的倾角为，一电荷量为q、质量为m的带负电的小球套在直杆上，从a点由静止沿杆下滑，小球与杆之间的动摩擦因数为