青海省高考物理一輪基礎(chǔ)復(fù)習(xí)： 專題37 洛倫茲力 帶電粒子在磁場中的運(yùn)動A卷

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1、青海省高考物理一輪基礎(chǔ)復(fù)習(xí)： 專題37 洛倫茲力 帶電粒子在磁場中的運(yùn)動A卷 姓名:________ 班級:________ 成績:________ 一、 單選題 (共8題；共16分) 1. （2分） 關(guān)于地球的磁場，下面說法中正確的是 　　 A . 地球磁場是勻強(qiáng)磁場 B . 地球磁場的南北極和地理的南北極是一致的 C . 赤道附近的地磁場方向與地面垂直 D . 北極附近的地磁場方向近似與地面垂直 2. （2分） (2017高二上如皋期末) 一根較容易形變的彈性導(dǎo)線，將上下兩端固定，當(dāng)沒有磁場時，導(dǎo)線呈直線狀態(tài)．現(xiàn)使導(dǎo)線通過電流

2、，方向自下而上（如圖中箭頭所示），分別加上方向豎直向上、水平向右、垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場時，下列描述導(dǎo)線發(fā)生形變的四個圖示中正確的是（ ） A . B . C . D . 3. （2分） (2017高二上雙峰期末) 兩相鄰勻強(qiáng)磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不同，方向平行，一速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直的帶電粒子（不計重力），從較強(qiáng)磁場區(qū)域進(jìn)入到較弱磁場區(qū)域后，粒子的（ ） A . 軌道半徑減少，角速度增大 B . 軌道半徑減少，角速度減少 C . 軌道半徑增大，角速度增大 D . 軌道半徑增大，角速度減少 4. （2分） 一勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于xOy平面

3、，在xOy平面上，磁場分布在以O(shè)為圓心的一個圓形區(qū)域內(nèi)。一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子，由原點O開始運(yùn)動，初速度為v，方向沿x軸正方向。后來，粒子經(jīng)過y軸上的P點，如圖所示。不計重力的影響。粒子經(jīng)過P點時的速度方向可能是圖中箭頭表示的 （ ） A . 只有箭頭a、b是可能的 B . 只有箭頭b、c是可能的 C . 只有箭頭c是可能的 D . 箭頭a、b、c、d都是可能的 5. （2分） (2017高二上薌城期末) 回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電源兩極相連接的兩個D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時都能得到加速，

4、兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示．設(shè)D形盒半徑為R．若用回旋加速器加速質(zhì)子時，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，高頻交流電頻率為f．則下列說法正確的是（ ） A . 只要R足夠大，質(zhì)子的速度可以被加速到任意值 B . 質(zhì)子被加速后的最大速度可以超過2πtR C . 質(zhì)子被加速后的最大速度與加速電場的電壓大小無關(guān) D . 不改變B和f，該回旋加速器也能用于加速a粒子 6. （2分） 如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，三個質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a、b、c，以不同的速率對準(zhǔn)圓心O沿著AO方向射入磁場，其運(yùn)動軌跡如圖。若帶電粒子只受磁場力的作用，則下列說法正確

5、的是（ ） A . a粒子動能最大 B . c粒子速率最大 C . b粒子在磁場中運(yùn)動時間最長 D . 它們做圓周運(yùn)動的周期Ta

6、物塊對斜面壓力為零時的速率為 8. （2分） 在半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場，磁場方向如圖所示．一束速度不同的質(zhì)子從磁場邊緣的A點沿直徑方向飛入磁場后，經(jīng)不同路徑飛出磁場，其中有三個質(zhì)子分別到達(dá)磁場邊緣的a，b，c三點．若不計質(zhì)子間的相互作用力，比較這三個質(zhì)子的運(yùn)動情況，下面說法正確的是（ ） A . 到達(dá)c點的質(zhì)子，在磁場中運(yùn)動的時間最長 B . 到達(dá)a點的質(zhì)子，在磁場中運(yùn)動的時間最長 C . 到達(dá)b點的質(zhì)子，在磁場中運(yùn)動的時間最長 D . 這三個質(zhì)子在磁場中運(yùn)動的時間相同 二、 多選題 (共4題；共12分) 9. （3分） (2017自貢模擬) 如圖所示，在0

7、≤x≤ a、0≤y≤a的長方形區(qū)域由垂直于xoy平面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，坐標(biāo)原點O處由一粒子源，在某時刻發(fā)射大量質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子（重力不計），其速度方向均在xoy平面內(nèi)的第一象限，且與y軸正方向的夾角分布在0～90范圍內(nèi)，速度大小不同，且滿足 ≤v≤ ，已知粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的周期為T，則下列說法正確的是（ ） A . 最先從磁場上邊界飛出的粒子經(jīng)歷的時間為 B . 最先從磁場上邊界飛出的粒子經(jīng)歷的時間小于 C . 最后從磁場中飛出的粒子經(jīng)歷的時間為 D . 最后從磁場中飛出的粒子經(jīng)歷的時間小于 10. （3分） (2017

8、高二上長春期末) 一個帶電粒子以初速度v0垂直于電場方向向右射入勻強(qiáng)電場區(qū)域，穿出電場后接著又進(jìn)入勻強(qiáng)磁場區(qū)域．設(shè)電場和磁場區(qū)域有明確的分界線，且分界線與電場強(qiáng)度方向平行，如圖中的虛線所示．在圖所示的幾種情況中，可能出現(xiàn)的是（ ） A . B . C . D . 11. （3分） (2017高三上濠江期末) 如圖所示，光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m和2m的四個木塊，其中兩個質(zhì)量為m的木塊間用一不可伸長的輕繩相連，木塊間的最大靜摩擦力是fm ． 現(xiàn)用水平拉力F拉其中一個質(zhì)量為2m的木塊，使四個木塊以同一加速度運(yùn)動，則輕繩的拉力可能為（ ） A . fm B .

9、 fm C . fm D . fm 12. （3分） (2017高二上全椒期末) 質(zhì)量為m，電量為q的帶正電小物塊在磁感強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，沿動摩擦因數(shù)為μ的絕緣水平面以初速度v0開始向左運(yùn)動，如圖所示．物塊經(jīng)時間t移動距離S后停了下來，設(shè)此過程中，q不變，則（ ） A . S＞ B . S＜ C . t＞ D . t＜ 三、 綜合題 (共4題；共55分) 13. （15分） (2017高二上呼圖壁期末) 如圖所示，水平放置的兩塊長直平行金屬板a、b相距d=0.10m，a、b間的電場強(qiáng)度為E=5.0105N/C，b板下方整個空間存在著磁感

10、應(yīng)強(qiáng)度大小為B=6.0T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場．今有一質(zhì)量為m=4.810﹣25kg、電荷量為q=1.610﹣18C的帶正電的粒子（不計重力），從貼近a板的左端以v0=1.0106m/s的初速度水平射入勻強(qiáng)電場，剛好從狹縫P處穿過b板而垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，最后粒子回到b板的Q處（圖中未畫出）．求： （1） P、Q之間的距離L； （2） 粒子從P運(yùn)動到Q的時間． 14. （10分） (2015高二上溫州期中) 如圖所示，直線MN上方存在著垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，質(zhì)量為m、電荷量為﹣q（q＞0）的粒子1在紙面內(nèi)以速度v1=v0從O點射入磁場，其方向與MN的夾角

11、α=30；質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子2在紙面內(nèi)以速度v2= v0也從O點射入磁場，其方向與MN的夾角β=60角．已知粒子1、2同時到達(dá)磁場邊界的A ， B兩點（圖中未畫出），不計粒子的重力及粒子間的相互作用． （1） 求兩粒子在磁場邊界上的穿出點A，B之間的距離d； （2） 求兩粒子進(jìn)入磁場的時間間△t； （3） 若MN下方有平行于紙面的勻強(qiáng)電場，且兩粒子在電場中相遇，其中的粒子1做直線運(yùn)動．求電場強(qiáng)度E的大小和方向． 15. （15分） (2017高二上張家口期末) 質(zhì)譜儀原理如圖所示，a為粒子加速器，電壓為U1；b為速度選擇器，磁場與電場正交，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1

12、， 板間距離為d；c為偏轉(zhuǎn)分離器，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2 ． 今有一質(zhì)量為m、電荷量為+e的正電子（不計重力），經(jīng)加速后，該粒子恰能通過速度選擇器，粒子進(jìn)入分離器后做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動．求： （1） 粒子射出加速器時的速度v為多少？ （2） 速度選擇器的電壓U2為多少？ （3） 粒子在B2磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑R為多大？ 16. （15分） (2018天津) 真空管道超高速列車的動力系統(tǒng)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成平動動能的裝置。圖1是某種動力系統(tǒng)的簡化模型，圖中粗實線表示固定在水平面上間距為l的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌，電阻忽略不計，ab和cd是兩根與導(dǎo)軌垂直，長度均為l ，

13、 電阻均為R的金屬棒，通過絕緣材料固定在列車底部，并與導(dǎo)軌良好接觸，其間距也為l ， 列車的總質(zhì)量為m。列車啟動前，ab、cd處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下，如圖1所示，為使列車啟動，需在M、N間連接電動勢為E的直流電源，電源內(nèi)阻及導(dǎo)線電阻忽略不計，列車啟動后電源自動關(guān)閉。 （1） 要使列車向右運(yùn)行，啟動時圖1中M、N哪個接電源正極，并簡要說明理由； （2） 求剛接通電源時列車加速度a的大?。? （3） 列車減速時，需在前方設(shè)置如圖2所示的一系列磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場寬度和相鄰磁場間距均大于l。若某時刻列車的速度為 ，此時ab、cd均在無磁場區(qū)域，試討論：要使列車停下來，前方至少需要多少塊這樣的有界磁場？ 第 13 頁 共 13 頁 參考答案 一、 單選題 (共8題；共16分) 1-1、 2-1、 3-1、 4-1、 5-1、 6-1、 7-1、 8-1、 二、 多選題 (共4題；共12分) 9-1、 10-1、 11-1、 12-1、 三、 綜合題 (共4題；共55分) 13-1、 13-2、 14-1、 14-2、 14-3、 15-1、 15-2、 15-3、 16-1、 16-2、 16-3、