金版教程2019高考物理二轮复习训练：1-3-8磁场及带电体在磁场中的运动b

1、适爲索能特训一、选择题（本题共8小题，每小题8分，共64分，其中15为单选题，68为多选题）地理北极1. 2019太原模拟从太阳和其他星体发射出的高能粒子流，在射向地球时，由于地磁场的存在，改变了运动方向，对地球起到了保护作用。如图为地磁场的示意图（虚线，方向未标出），赤道上方的磁场可看成与地面平行。若有来自宇宙的一束粒子流，其中含有a（He的原子核）、B电子）、丫光子）射线以及质子，沿与地球表面垂直的方向射向赤道上空，则在地磁场的作用下（）A. a射线沿直线射向赤道B. B射线向西偏转C. 丫射线向东偏转D.质子向北偏转答案B解析赤道上方磁场方向与地面平行、由南向北，根据左手定则可知，带正电

2、的a射线和质子向东偏转，带负电的B射线向西偏转，不带电的丫射线不偏转，B项正确。2. 如图所示，一圆环用细橡皮筋悬吊着处于静止状态，环中通以逆时针方向的电流，在环的两侧放有平行于橡皮筋的直导线，导线和环在同一竖直面内，两导线到橡皮筋的距离相等。现在直导线中同时通以方向如图所示、大小相等的电流，则通电的瞬间（）A.环将向右摆动B. 俯视看环会发生顺时针转动C.橡皮筋会被拉长D.环有收缩的趋势答案D解析直导线通电后，由安培定则可知，两导线间平面上的磁场方向垂直于纸面向里，由于磁场分布具有轴对称性，将圆环分成若干段小的直导线，由左手定则可知，各段受到的安培力都指向圆心，根据对称性可知，它们的合力为零

3、，因此环不会摆动，也不会转动，橡皮筋的拉力也不会增大，只是环有收缩的趋势，A、B、C项错误，D项正确。3. 2019邢台摸底如图所示，在边长为L的正方形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，有一带正电的电荷从D点以v°的速度沿DB方向射入磁场，恰好从A点射出，已知电荷的质量为m，带电量为q，不计电荷的重力，则下列说法正确的是（）A.匀强磁场的磁感应强度为mvoqLB. 电荷在磁场中运动的时间为C.若减小电荷的入射速度，使电荷从CD边界射出，电荷在磁场中运动的时间会减小D. 若电荷的入射速度变为2v°,则粒子会从AB边的中点射出答案A解析带正电的电荷从D点射入，恰好从A射出，在磁

4、场中的轨迹半径R=L,由牛顿第二定律A选项正确。电2mv°心mv°Bqv0=下得Bqf,荷在磁场中运动的时间为t=4t=4x2vf=nB选项错误。若减小电荷的入射速度，使电荷从CD边界射出，轨迹所对的圆心角将变大,在磁场中运动的时间会变长,C选项错误2v0,则由Bqv=mv2r得r=2L,如图从F点射出，设BF=x,由几何关系知r2=(r-x)2+L2,则x=4；3l,d选项错误4.2019西安八校联考如图所示，空间中存在一匀强磁场，将长度为L的直导线放置在y轴上，当通以大小为I、沿y轴负方向的电流后，测得其受到的安培力大小为F,应强度的方向和大小，说法正确的是A. 只能沿

5、x轴正方向B. 可能在xOy平面内，大小为C.可能在xOz平面内，大小为D.可能在yOz平面内，大小为方向沿x轴正方向。则关于磁感()2FIL2FIL2FIL答案D2FIL解析电流I沿y轴负方向，安培力大小为F，沿x轴正方向，若,则B与I不垂直，但要求B的两个分量，一个沿z轴正向,一个平行y轴，那只能在yOz平面内，选项D正确，A、B、C错误XXXXXXXXXXXXXXX："C5.2019宝鸡质检如图所示，横截面为正方形abed的有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。一束电子以大小不同、方向垂直ad边界的速度飞入该磁场。对于从不同边界射出的电子，下列判断错误的是（）A.从e点离开的电子

6、在磁场中运动时间最长B.从ad边射出的电子在磁场中运动的时间都相等C.电子在磁场中运动的速度偏转角最大为nD.从be边射出的电子的速度一定大于从ad边射出的电子的速度答案A解析根据带电粒子在有界磁场中运动周期公式t=2nm，运动时间t=丹=卷，由几何条件可知，从ad边离开的电子在磁场中运动时间最长且均为半个周期，偏转角最大且均为n,A项错，B、C项正确；由几何关系可知，从be边射出的电子轨道半径大于从ad边射出的电子轨道半径，又由半径公式R=mq可知，从be边射出的电子的速度大于从ad边射出的电子的速度，D项正确，故选A项。6. 2019成都二诊如图甲所示为足够大空间内存在水平方向的匀强磁场，

7、在磁场中A、B两物块叠在一起置于光滑水平面上，物块A带正电，物块B不带电且表面绝缘，A、B接触面粗糙，自t=0时刻起用水平恒力F作用在物块B上，由静止开始做匀加速直线运动。乙图图象的横轴表示时间，则纵轴y可以表示（）XXXXXXXXXA.A所受支持力的大小C. A所受合力的大小答案ABB.B对地面压力的大小D. B所受摩擦力的大小解析由于A、B由静止开始做匀加速直线运动，所以合外力恒定,且B所受摩擦力大小等于B对A的摩擦力，以A为研究对象，由牛顿第二定律得f=mAa，不随时间改变，故C、D选项错误。A带正电，所受洛伦兹力向下，A受支持力Fna=mAg+Bqv=mAg+Bqat,符合图象。B受地

8、面支持力Fnb=Ea+mB)g+Bqv=(mA+mB)g+Bqat,也符合图象，故A、7. 2019河北、河南、山西考前质监如图所示，在xOy平面内的y轴和虚线之间除圆形区域外的空间存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B。虚线经过Q点(3L,0)且与y轴平行。圆形区域的圆心P的坐标为(2L,0),半径为L。一个质量为m,电荷量为q的带正电的粒子从y轴上某点垂直y轴进入磁场，不计粒子的重力，则()A.如果粒子没有经过圆形区域到达了Q点，则粒子的入射速度为v=3qBLB.如果粒子没有经过圆形区域到达了Q点，则粒子的入射速度3qBL2mC. 粒子第一次从P点经过了x轴，则粒子的最小入

9、射速度为3qBLmD. 粒子第一次从P点经过了x轴，则粒子的最小入射速度为2qBLmVminVmin答案AC解析若粒子没经过圆形区域到达了Q点，则轨迹如图，和圆形区域相切于Q点，则r=3L，根据牛顿第二定律2Bqv=竽得v=3BqL,A选项正确，B选项错误。粒子第一次从P点经过了x轴，如图:设在磁场中转过的圆心角为0,由几何关系得rsin0+Lcos0=2L,2cos0得r=HTL2022cos2+1=l00L2sih2COS23oj0901oj3.202co2+sinco$22coS?+戸叫300sincosL00L(2j十2sin2cos2tanqtan0）L>3L。据Bqv=列十得

10、vmin=亠丛，选项C正确，D错误。8. 2019盐城二模如图所示，空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场，一质量为0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端放置一质量为m=0.1kg、带正电q=0.2C的滑块，滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为05,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。现对木板施加方向水平向左，大小为F=0.6N的恒力，g取10m/s2。则滑块（）«»*FA. 开始做匀加速运动，然后做加速度减小的加速运动，最后做匀速直线运动B. 直做加速度为2m/s2的匀加速运动，直到滑块飞离木板为止C. 速度为6m/s时，滑块开始减速D

11、.最终做速度为10m/s的匀速运动答案AD解析当滑块和绝缘木板受力运动后，对滑块进行受力分析如图，开始时对滑块和木板整体应用牛顿第二定律有：F=(m+M)a,得a=2m/s2,f=ma卩mg所以滑块与木板整体一起匀加速，随着速度v的增大，滑块与木板间正压力变小，最大静摩擦变小，当最大静摩擦达到fm=ma=0.2N时，滑块与木板开始滑动，滑动摩擦力提供加速度，即卩打=ma,Fn减小，a减小，当Fn=0时，滑块匀速，A正确，B错误，C错误。最终匀速时，Bqv=mg得v=器=10m/s,D正确。二、计算题(本题共2小题，共36分，需写出规范的解题步骤)9. 2019西安二模如图所示，在一个圆形区域内

12、，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A2A4为边界的两个半圆形区域I、H中，A2A4与A1A3的夹角为60°一质量为m、带电量为+q的粒子以某一速度从I区的边缘点亠处沿与A43成30°角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于A2A4的方向经过圆心0进入H区，最后再从A4处射出磁场。已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t,求：画出粒子在磁场I和H中的运动轨迹;(2)粒子在磁场I和H中的轨道半径Ri和R2比值；I区和H区中磁感应强度的大小(忽略粒子重力)。答案见解析图(2)2:i56qm叢解析(1)画出粒子在磁场I和H中的运动轨迹如图所示。(2)设粒子的入射速度为V

13、,已知粒子带正电，故它在磁场中先顺时针做圆周运动，再逆时针做圆周运动，最后从A4点射出，用Bl、B2、Ri、R2、Ti、T2分别表示在磁场I区、H区的磁感应强度、轨道半径和周期(没有设符号的，在图中标记也可以)设圆形区域的半径为r,如图所示，已知带电粒子过圆心且垂直A2A4进入H区磁场，连接AiA2,AAQA2为等边三角形，A2为带电粒子在I区磁场中运动轨迹的圆心，其半径Ri=AiA2=0A2=r在H区磁场中运动的半径R2=2即：R1R2=212v_(3)qvBi=巾只“2V_qvB2=mR2泯“2nmTi=v="qK2nR22nmT2=qB2圆心角/人1人2。=60°带电

14、粒子在I区磁场中运动的时间为ti=在H区磁场中运动时间为t2=带电粒子从射入到射出磁场所用的总时间t=ti+t2由以上各式可得5nm5nmBi="6qt，B2=丽。10.2019盐城二模如图所示的xOy坐标系中，y轴右侧空间存在范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B,方向垂直于xOy平面向里。P点的坐标为(一2L,0),Qi、Q2两点的坐标分别为(0,L),(0,12L)。坐标为(-§L,0)处的C点固定一平行于y轴放置的长为3L的绝缘弹性挡板，C为挡板中点，带电粒子与弹性绝缘挡板碰撞前后，沿y带负电的粒子质P点沿PQi方向进P*(-2L,0)方向分速度不变，沿x方向分速

15、度反向，大小不变。量为m,电量为q,不计粒子所受重力。若粒子在入磁场，经磁场运动后，求：XXXXXXXXXQ1从Qi直接到达Q2处的粒子初速度大小；(2) 从Qi直接到达0点，粒子第一次经过x轴的交点坐标;(3) 只与挡板碰撞两次并能回到P点的粒子初速度大小。答案亠谿（L，0）（3）彎驴解析（1）由题意画出粒子运动轨迹，如图（甲）所示,设PQi与x轴正方向夹角为0,粒子在磁场中做圆周运动的半径大小为Ri,由几何关系得：Ricos0=L252其中：cos0=粒子在磁场中做匀速圆周运动qviB=mRr解得：vi=-5qBL（2）由题意画出粒子运动轨迹如图（乙）所示，设其与x轴交点为E,L由几何关系得：R2COS0=2,R2=L设E点横坐标为Xe,由几何关系得：Xe=2R2Sin0得Xe=2则E点坐标为：(2,0)