洛仑磁力周练20151222

1、2015-2016学年度分宜中学高三一班12月周练二1为了科学研究的需要，常常将质子(带有一个正的元电荷，质量为一个原子质量单位)和粒子(带有两个正的元电荷，质量为四个原子质量单位)等带电粒子贮存在圆环状空腔中，圆环状空腔置于一个与圆环平面垂直的匀强磁场中，带电粒子在其中做匀速圆周运动（如图）。如果质子和粒子分别在两个完全相同的圆环状空腔中做圆周运动，且在同样的匀强磁场中，比较质子和粒子在圆环状空腔中运动的动能EH和E，运动的周期TH和T的大小，有AEH=E，TH=T BEH=E，THT CEHE，TH=T DEHE，THT2如图所示，半径为R的圆形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，一带正电

2、粒子以速度v1从A点沿直径AOB方向射入磁场，经过t1时间射出磁场。另一相同的带电粒子以速度v2从距离直径AOB的距离为R/2的C点平行于直径AOB方向射入磁场，经过t2时间射出磁场。两种情况下,粒子射出磁场时的速度方向与初速度方向间的夹角均为600.不计粒子受到的重力，则（ ）Av1: v2= Bv1: v2= Ct1 = t2 D t1 > t23如图所示，在空间有一坐标系xoy，直线OP与x轴正方向的夹角为，第一象限内有两个方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域和，直线OP是他们的边界，OP上方区域中磁场的磁感应强度为B。一质量为m，电荷量为q的质子（不计重力）以速度v从O点沿与OP成角

3、的方向垂直磁场进入区域，质子先后通过磁场区域和后，恰好垂直打在x轴上的Q点（图中未画出），则： A质子在区域中运动的时间为 B质子在区域中运动的时间为C质子在区域中运动的时间为 D质子在区域中运动的时间为4如图所示，在正方形区域abcd内有方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。在t0时刻，位于正方形中心O的离子源向平面abcd内各个方向发射出大量带正电的粒子，所有粒子的初速度大小均相同，粒子在磁场中做圆周运动的半径恰好等于正方形的边长，不计粒子的重力以及粒子间的相互作用力。已知平行于ad方向向下发射的粒子在tt0时刻刚好从磁场边界cd上某点离开磁场，下列说法正确的是A. 粒子在该磁

4、场中匀速圆周运动的周期为6t0 B. 粒子的比荷为C. 粒子在磁场中运动的轨迹越长，对应圆弧的圆心角越大D. 初速度方向正对四个顶点的粒子在磁场中运动时间最长5匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入，沿曲线dpa打到屏MN上的a点，通过pa段用时为t，若该微粒经过P点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终打到屏MN上。两个微粒所受重力均忽略。新微粒运动的 ( ) A. 轨迹为Pb,至屏幕的时间将小于t B. 轨迹为Pc,至屏幕的时间将大于tC. 轨迹为Pb，至屏幕的时间将等于t D. 轨迹为Pa，至屏幕的时间将大于t6如图所示，空间有垂直于xoy

5、平面的匀强磁场。t0时刻，一电子以速度经过x轴上的A点，沿轴正方向进入磁场。A点坐标为 ，其中R为电子在磁场中做圆周运动的轨道半径。不计重力影响，则以下结论正确的是（ ）A电子经过y轴时，速度大小仍为 B电子在时，第一次经过y轴C电子第一次经过y轴的坐标为 D电子第一次经过y轴的坐标为7如图所示，在匀强磁场中附加另一匀强磁场，附加磁场位于图中阴影区域，附加磁场区域的对称轴与垂直.a、b、c三个质子先后从点沿垂直于磁场的方向摄入磁场，它们的速度大小相等，b的速度方向与垂直，a、c的速度方向与b的速度方向间的夹角分别为，且.三个质子经过附加磁场区域后能到达同一点，则下列说法中正确的有（A）三个质子

6、从运动到的时间相等（B）三个质子在附加磁场以外区域运动时，运动轨迹的圆心均在轴上（C）若撤去附加磁场,a到达连线上的位置距点最近 （D）附加磁场方向与原磁场方向相同8如图所示，虚线OC与y轴的夹角=60°，在此角范围内有一方向垂直于xOy平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子(不计重力)从y轴的点M（0，L）沿x 轴的正方向射入磁场中。求：（1）要使该粒子离开磁场后垂直经过x轴，该粒子的初速度v1为多大；（2）若大量该粒子同时以从M点沿xOy平面的各个方向射入磁场中，则从OC边界最先射出的粒子与最后射出的粒子的时间差。9在如图所示的xoy，平面直

7、角坐标系中，一足够长绝缘薄板正好和x轴的正半轴重合，在y>a和y<-a的区域内均分布着方向垂直纸面向里的相同的匀强磁场。一带正电粒子，从y轴上的(0，a)点以速度v沿与y轴负向成45°角出射。带电粒子与挡板碰撞前后，x方向的分速度不变，y方向的分速度反向、大小不变。已知粒子质量为m，电荷量为q，磁感应强度的大小。不计粒子的重力。(1)求粒子进入下方磁场后第一次打在绝缘板上的位置(2)若在绝缘板上的合适位置开一小孔，粒子穿过后能再次回到出发点。写出在板上开这一小孔可能的位置坐标(不需要写出过程)(3)在满足(2)的情况下，求粒子从出射到再次返回出发点的时间参考答案1B【解析

8、】试题分析：洛伦兹力充当向心力，根据牛顿第二定律可得，解得，联立解得得：，因，得：，由，得：，故D正确考点：考查了带电粒子在匀强磁场中的运动2AC【解析】试题分析：根据题意确定圆心，画出轨迹，如图所示，连接根据三角形，由几何关系可知，连接CO连接第二个粒子射出点D与O，四边形O2CDO为菱形，根据带电粒子在磁场中运动的半径公式，速度与半径成正比：=：=：=：，所以A项正确；B项错误；根据周期公式可知粒子的周期相同，圆心角都为，根据磁场中运动时间，时间相同，所以C项正确；D项错误。考点：本题考查了带电粒子在磁场中的运动时间3BD【解析】试题分析：质子在两个磁场中由洛伦兹力提供向心力，均做匀速圆周

9、运动，其轨迹如图所示。根据圆的对称性及题设可知，质子到达OP上的A点时速度方向水平向右，与x轴平行，即质子从A点出匀强磁场区域时的速度方向与OP的夹角为，质子在匀强磁场区域中轨迹的圆心角为，所以质子在匀强磁场区域中运动的时间为，故A错误，B正确；设在区域中的轨迹半径为，在区域中的轨迹半径为，由几何知识知为等边三角形，则，根据牛顿第二定律得：，联立解得：，即，由题设及几何知识可得：在区域中轨迹的圆心角为，所以质子在区域中运动的时间为，故C错误，D正确。所以选BD。考点：本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动，意在考查考生的综合应用能力。4BC【解析】试题分析：粒子周运动的半径如图所示，根据几何关系有

10、，得圆心角，那么圆周运动的周期选项A错。带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期，带入可得粒子比荷选项B对。所有粒子圆周运动半径相同，圆心角，所以轨迹越长，对应圆心角越大选项C对。粒子运动轨迹对应的弧长越长，圆心角越大，时间越长。由于半径一定，弧长越长，对应的弦长越长，所以弦长越长，圆心角越大，时间越长。而最长的弦长是从正方形顶点离开磁场，根据半径关系，初速度正对顶点的粒子不可能从顶点离开磁场，所以初速度方向正对四个顶点的粒子在磁场中运动时间不是最长，选项D错。考点：带电粒子在匀强磁场中的运动5D 【解析】试题分析：带电粒子和不带电粒子相碰，动量守恒故总动量不变；而总电量保持不变，则由可得R保

11、持不变，故轨迹应为；因周期可知，因m增大，故周期增大，因所对应的弧线不变，圆心角不变，故pa所用的时间将大于t；D正确，考点：考查了带电粒子在磁场中的运动点评：带电粒子在磁场中的运动要注意半径公式和周期公式在选择题中可直接使用，而在计算题中要注意推导使用6ABD【解析】试题分析：A、因为带电粒子在磁场中运动受到的洛伦兹力不做功，所以速度大小不变；正确B、设偏转角度为，由图可得，；正确CD、由图可知与y轴交点到O点的距离为，在负半轴上，所以电子第一次经过y轴的坐标为；C错D对故选ABD考点：带电粒子在磁场中的运动点评：难题。在研究带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动规律时,着重把握”一找圆心，二找

12、半径，三找周期或时间”的规7CD【解析】本题考查带电粒子在磁场中的运动。由题中图形可知a、b、c三个轨迹的长度是不同的，而三种情况下粒子的运动速率相同，所以三个质子从S运动到S所用时间不等，A项错误；在没有附加磁场的情况下，粒子运动的轨迹可以用右图来描绘，其中>，很明显的看出它们的圆心不同时在OO上，B项错误；随着与垂直SS运动方向夹角的增大，距离S点位置越近，因此撤去附加磁场后，a到达SS连线上的位置距S点位置最近，C项正确；质子要想全部聚集在S点，必须使得质子在原磁场中向右下方弯曲，根据左手定则，可以判定附加磁场方向与原磁场方向相同，D项正确。8（1），（2）【解析】试题分析：（1）粒子a竖直向下穿过OC，在磁场中轨迹为四分之一圆，设粒子的运动半径为R，由几何关系有，解得，由代入R值可得；（2）由，代入可得，粒子的运动轨迹如下图所示，最后出磁场的粒子从OC边上的E点射出，ME为粒子运动的直径、粒子在磁场中运动的时间为半个周期，最后出磁场的粒子在磁场中运动时间，由几何关系有从OC边界最先射出的粒子在磁场中运动转过的角度为，故其在磁场中运动的时间为，故时间差为。考点：本题考查了带电粒子在磁场中的运动9（1）x=a；（2） 或 （n=0，1，2，3，