高考物理考前抢分(16)对带电粒子在磁场中运动的考查(含答案)

1、匠心文档，专属精品。匠心教育文档系列1 终极猜想十六对带电粒子在磁场中运动的考查( 本卷共 5 小题，满分60 分建议时间：30 分钟 ) 命题专家寄语本部分是新课标重点内容，也是高考重点和难点，考查知识多结合圆周运动的规律，综合考查审题能力、运算能力、应用数学工具处理物理问题的能力. 五十七、洛伦兹力的大小和方向1如图 1 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，场内有一绝缘的足够长的直杆，它与水平面的倾角为，一带电量为q质量为m的带负电小球套在直杆上， 从a点由静止沿杆下滑，小球与杆之间的动摩擦因数为，在小球以后的运动过程中，下列说法正确的是( )图 1 a小球下滑的最大速

2、度为vmmgsin qbb小球下滑的最大加速度为amgsin c小球的加速度一直在减小d小球的速度先增大后减小2带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹图2 是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场b垂直纸面向里该粒子在运动时，其质量和电量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是( ) 匠心文档，专属精品。匠心教育文档系列2 图 2 a粒子先经过a点，再经过b点b粒子先经过b点，再经过a点c粒子带正电d粒子带电正负不能确定五十八、带电粒子的运动规律3如图 3 甲是回旋加速器的原理示意图其核心部分是两个d型金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁

3、场中( 磁感应强度大小恒定) ，并分别与高频电源相连加速时某带电粒子的动能ek随时间t变化规律如图乙所示，若忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断正确的是( )图 3 a高频电源的变化周期应该等于tntn1b在ekt图象中t4t3t3t2t2t1c粒子加速次数越多，粒子获得的最大动能一定越大d不同粒子获得的最大动能都相同4如图 4 所示，长方形abcd长ad0.6 m ，宽ab0.3 m ，o、e分别是ad、bc的中点，以ad为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场( 边界上无磁场) ， 磁感应强度b0.25 t一群不计重力、质量m3107 kg 、电荷量q2 103c的带电粒子以速度v51

4、02 m/s 沿垂直ad方向且垂直于磁场射入磁场区域( ) 图 4 匠心文档，专属精品。匠心教育文档系列3 a从od边射入的粒子，出射点全部分布在oa边b从ao边射入的粒子，出射点全部分布在ab边c从od边射入的粒子，出射点分布在oa边和ab边d从ao边射入的粒子，出射点分布在ab边和be边五十九、带电粒子在有界磁场中的运动5电子质量为m，电荷量为e，从坐标原点o处沿xoy平面射入第一象限，射入时速度方向不同，速度大小均为v0，如图 5 所示现在某一区域加一方向向外且垂直于xoy平面的匀强磁场， 磁感应强度为b，若这些电子穿过磁场后都能垂直射到荧光屏mn上，荧光屏与y轴平行，求：图 5 (1)

5、 荧光屏上光斑的长度；(2) 所加磁场范围的最小面积参考答案1b 球下滑过程中，洛伦兹力的方向垂直杆向上，大小由0 逐渐增加，故球与杆的弹力先逐渐减小后逐渐增大，加速度先增大后减小，c选项错误，当满足qvbmgsin 时，弹力为零，摩擦力为零，加速度最大，amgsin ，选项 b正确；当满足mgsin f(qvmbmgcos ) 时，速度最大，vmmgsin qbmgcos qb，且以后的运动过程速度不变 2a 动能逐渐减小即速度v逐渐减小，由rmvqb知r逐渐减小，从题图中知rarb，所以粒子运动方向从a向b，即 a正确， b错误由洛伦兹力的判断方法可得粒子带负电，所以 c 、d错误 3b

6、高频电源的变化周期应该等于2(tntn1) ，选项 a错误；由qvbmv2r得rmvqb，粒子获得的最大动能ek12mv2q2b2r22m，与加速次数无关，选项c错误对于同一回旋加速器，半径r一定，磁感应强度b一定，粒子获得的最大动能ek与粒子电荷量q和质量有关，选项d错误 4d 由题知，粒子在磁场中做圆周运动的半径rab 0.3 m ，因rab0.3 m ，故从匠心文档，专属精品。匠心教育文档系列4 od边射入的粒子全部从be边射出，故a 、c错误；从ao边射入的粒子出射点分布在ab和be边，故 d正确、 b错误 5解析(1) 如图所示， 求光斑长度，关键是找到两个边界点，初速度方向沿x轴正方向的电子，沿弧ob运动到p；初速度方向沿y轴正方向的电子，沿弧oc运动到q. 电子在磁场中的运动半径为rmvqb，由图可知pqrmv0be(2) 沿任一方向射入第一象限的电子经磁场偏转后都能垂直打到荧光屏m