2020-2021学年高二物理人教版选修3-1重难强化训练3 Word版含解析

1、重难强化训练(三)(时间：40分钟分值：100分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1.如图所示，重力不计、初速度为v的正电荷，从a点沿水平方向射入有明显左边界的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，若边界右侧的磁场范围足够大，该电荷进入磁场后()a动能发生改变b运动轨迹是一个完整的圆，正电荷始终在磁场中运动c运动轨迹是一个半圆，并从a点上方某处穿出边界向左射出d运动轨迹是一个半圆，并从a点下方某处穿出边界向左射出c洛伦兹力不做功，电荷的动能不变，a不正确；由左手定则知，正电荷刚进入磁场时受到的洛伦兹力的方向向上，电荷在匀强磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹是一个半圆，并从a点上方某处穿出

2、边界向左射出，b、d均不正确，c正确。2如图所示，在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为b的匀强磁场，一个不计重力的带电粒子从坐标原点o处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120°角，若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a，则该粒子的比荷和所带电荷的正负是()a，正电荷b，正电荷c，负电荷 d，负电荷c从“粒子穿过y轴正半轴后”可知粒子向右侧偏转，洛伦兹力指向运动方向的右侧，由左手定则可判定粒子带负电荷，作出粒子运动轨迹示意图如图所示。根据几何关系有rr sin 30°a，再结合半径表达式r可得，故选项c正确。3空间有一圆

3、柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为r，磁场方向垂直于横截面。一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向60°。不计重力，该磁场的磁感应强度大小为()a bc da画出带电粒子运动轨迹示意图，如图所示。设带电粒子在匀强磁场中运动轨迹的半径为r，根据洛伦兹力公式和牛顿第二定律，qv0bm，解得r。由图中几何关系可得tan 30 °。联立解得该磁场的磁感应强度b，选项a正确。4如图所示，两个初速度大小相同的同种离子a和b，从o点沿垂直磁场方向进入匀强磁场，最后打到屏p上。不计重力。下列说法正确的有()aa、

4、b均带正电ba在磁场中飞行的时间比b的短ca在磁场中飞行的路程比b的短da在p上的落点与o点的距离比b的近ad离子要打在屏p上，离子都要沿顺时针方向偏转，根据左手定则判断，离子都带正电，a项正确；由于是同种离子，因此质量、电荷量相同，初速度大小也相同，由qvbm可知，它们做圆周运动的半径相同，作出运动轨迹，比较得a在磁场中运动的路程比b的长，c项错误；由t可知，a在磁场中运动的时间比b的长，b项错误；从图上可以看出a在p点上的落点与o点的距离比b的近，d项正确。5.如图所示，圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场，p为磁场边界上的一点。有无数带有同样电荷、具有同样质量的粒子在纸面内沿各个方向以相同的

5、速率通过p点进入磁场。这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段弧上，这段圆弧的弧长是圆周长的1/3.将磁感应强度的大小从原来的b1变为b2，结果相应的弧长变为原来的一半，则b2/b1等于()abc2 d3b设圆形区域磁场的半径为r，根据题述，画出轨迹示意图，当粒子射出边界的位置的圆弧弧长是圆周长的1/3时，轨迹半径r1r sin 60°，由洛伦兹力等于向心力，得到r1mv/qb1；当粒子射出边界的位置的圆弧弧长是圆周长的1/6时，轨迹半径r2r sin 30°，由洛伦兹力等于向心力，得到r2mv/qb2；联立解得b2/b1，故b正确。6.如图所示，在x>0，y>

6、0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xoy平面向里，大小为b.现有一质量为m、电荷量为q的带电粒子(不计重力)，在x轴上到原点的距离为x0的p点，以平行于y轴的初速度射入此磁场，在磁场力作用下沿垂直于y轴的方向射出此磁场。由这些条件可知()a带电粒子一定带正电b不能确定粒子速度的大小c不能确定粒子射出此磁场的位置d不能确定粒子在此磁场中运动所经历的时间a粒子垂直于y轴方向射出此磁场，故粒子向左偏转，由左手定则可知，粒子带正电，且半径rx0，粒子打到y轴的纵坐标为x0，由半径r可得速度v，运动时间t，选项a正确。二、非选择题(共14分)7一磁场宽度为l，磁感应强度为b，如图所示，一

7、粒子质量为m，带电荷量为q，不计重力，以速度v(方向如图中所示)射入磁场。若要粒子不能从磁场右边界飞出，则粒子的速度应满足什么条件？解析若要粒子不从右边界飞出，当粒子以最大速度运动时的轨迹如图所示。由几何知识可求得半径r，即rr cos l，r，又qvbmv2/r，所以v，即粒子的速度v。答案v一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1.如图所示，abc为与匀强磁场垂直的边长为a的等边三角形，比荷为的电子以速度v0从a点沿ab边入射，欲使电子从bc边射出，磁感应强度b的取值为()ab>bb<cb< db>c设电子刚好从c点射出，电子运动轨迹如图所示，圆周运动的圆

8、心为o点，由2r cos 30°a，可知r，由r，可得b，因b越小，r越大，越易从bc边射出，故欲使电子从bc边射出，b应小于，c正确。2如图所示，在半径为r的圆形区域内充满磁感应强度为b的匀强磁场，mn是一竖直放置的感光板。从圆形磁场最高点p以速度v垂直磁场射入大量的带正电的粒子，且粒子所带电荷量为q、质量为m。不考虑粒子间的相互作用力。关于这些粒子的运动，以下说法正确的是()a只要对着圆心入射，出射后均可垂直打在mn上b即使是对着圆心入射的粒子，其出射方向的反向延长线也不一定过圆心c对着圆心入射的粒子，速度越大，在磁场中通过的弧长越长，时间也越长d只要速度满足v，沿不同方向入射的

9、粒子出射后均可垂直打在mn上d对着圆心入射，只有轨道半径为r的粒子出射后可垂直打在mn上，a错误；由对称性可知，对着圆心入射的粒子，其出射方向的反向延长线一定过圆心，b错误；对着圆心入射的粒子，速度越大，在磁场中通过的弧长所对的圆心角越小，运动时间越短，c错误；只要速度满足v，沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在mn上，d正确。3.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，板间距离也为l，极板不带电。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水平射入，如图所示。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

10、使粒子速度vd使粒子速度vab当粒子恰好从上极板右边缘飞出时(如图所示)，半径为r，则l2(r)2r2，rl。由r得v，即当粒子的速度v时，粒子就打不到极板上。当粒子恰好从上极板左边缘飞出时(如图所示)，r，由r得v，即当粒子的速度v时，粒子也不能打到极板上。故欲使粒子不打到极板上，则v或v。故a、b正确。4.(多选)如图所示，带有正电荷的a粒子和b粒子同时以同样大小的速度从宽度为d的有界匀强磁场的边界上的o点分别以30°和60°(与边界的交角)射入磁场，又恰好不从另一边界飞出，则下列说法中正确的是()aa、b两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比是ba、b两粒子在磁场中做圆周

11、运动的半径之比是ca、b两粒子的之比是da、b两粒子的之比是bd如图示由几何关系有ra cos 30°rad，rb cos 60°rbd，解得，选项a错误，选项b正确；因r，故r，故，选项c错误，选项d正确。二、非选择题(本题共2小题，共26分)5.(12分)如图所示，在y<0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xoy平面并指向纸面外，磁感应强度为b.一带正电的粒子以速度v0从o点射入磁场，入射方向在xoy平面内。与x轴正向的夹角为。若粒子射出磁场的位置与o点的距离为l，求该粒子的电荷量和质量之比。解析带正电的粒子射入磁场后，由于受到洛伦兹力的作用，粒子将沿如图所示的轨迹运动，从a点射出磁场，o、a间的距离为l，射出时速度的大小仍为v0，射出方向与x轴的夹角为。由于洛伦兹力提供向心力，则：qv0bm，r为圆轨道的半径，解得：r圆轨道的圆心位于oa的中垂线上，由几何关系可得：r sin 联立两式，解得。答案6.(14分)一个重力不计的带电粒子，电荷量为q，质量为m，从坐标为(0，l)的a点平行于x轴射入磁感应强度为b的圆形匀强磁场区域，又从x轴上b点射出磁场，速度方向与x轴正方向夹角为60°，如