2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí) 題能演練 專題3 電場(chǎng)和磁場(chǎng) 3.2 磁場(chǎng)及帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（含解析）.doc

2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí) 題能演練 專題3 電場(chǎng)和磁場(chǎng) 3.2 磁場(chǎng)及帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（含解析）1(多選)(xx新課標(biāo)全國(guó)卷)如圖為某磁譜儀部分構(gòu)件的示意圖圖中，永磁鐵提供勻強(qiáng)磁場(chǎng)，硅微條徑跡探測(cè)器可以探測(cè)粒子在其中運(yùn)動(dòng)的軌跡宇宙射線中有大量的電子、正電子和質(zhì)子，當(dāng)這些粒子從上部垂直進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，下列說法正確的是()A電子與正電子的偏轉(zhuǎn)方向一定不同B電子與正電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑一定相同C僅依據(jù)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡無法判斷該粒子是質(zhì)子還是正電子D粒子的動(dòng)能越大，它在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑越小答案：AC解析：根據(jù)左手定則，電子、正電子進(jìn)入磁場(chǎng)后所受洛倫茲力的方向相反，故兩者的偏轉(zhuǎn)方向不同，選項(xiàng)A正確；根據(jù)qvB，得r，若電子與正電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)速度不相等，則軌跡半徑不相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；對(duì)于質(zhì)子、正電子，它們?cè)诖艌?chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)不能確定mv的大小，故選項(xiàng)C正確；粒子的mv越大，軌道半徑越大，而mv，粒子的動(dòng)能大，其mv不一定大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤2(多選)(xx全國(guó)理綜)有兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域和，中的磁感應(yīng)強(qiáng)度是中的k倍兩個(gè)速率相同的電子分別在兩磁場(chǎng)區(qū)域做圓周運(yùn)動(dòng)與中運(yùn)動(dòng)的電子相比，中的電子()A運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑是中的k倍B加速度的大小是中的k倍C做圓周運(yùn)動(dòng)的周期是中的k倍D做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度與中的相等答案：AC解析：兩速率相同的電子在兩勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B1是磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的k倍A：由qvB得r，即中電子運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑是中的k倍，選項(xiàng)A正確B：由F合ma得aB，所以，選項(xiàng)B錯(cuò)誤C：由T得Tr，所以k，選項(xiàng)C正確D：由得，選項(xiàng)D錯(cuò)誤正確選項(xiàng)為A、C.3(xx江蘇單科)一臺(tái)質(zhì)譜儀的工作原理如圖所示，電荷量均為q、質(zhì)量不同的離子飄入電壓為U0的加速電場(chǎng)，其初速度幾乎為零這些離子經(jīng)加速后通過狹縫O沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后打在底片上已知放置底片的區(qū)域MNL，且OML.某次測(cè)量發(fā)現(xiàn)MN中左側(cè)區(qū)域MQ損壞，檢測(cè)不到離子，但右側(cè)區(qū)域QN仍能正常檢測(cè)到離子在適當(dāng)調(diào)節(jié)加速電壓后，原本打在MQ的離子即可在QN檢測(cè)到(1)求原本打在MN中點(diǎn)P的離子質(zhì)量m；(2)為使原本打在P的離子能打在QN區(qū)域，求加速電壓U的調(diào)節(jié)范圍；(3)為了在QN區(qū)域?qū)⒃敬蛟贛Q區(qū)域的所有離子檢測(cè)完整，求需要調(diào)節(jié)U的最少次數(shù)(取lg 20.301，lg 30.477，lg 50.699)答案：(1)(2)U(3)最少次數(shù)為3次解析：(1)離子在電場(chǎng)中加速，qU0mv2在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，qvBm解得r0 代入r0L，解得m.(2)由(1)知，U離子打在Q點(diǎn)時(shí)，rL，得U離子打在N點(diǎn)時(shí)，rL，得U則加速電壓U的范圍U.(3)由(1)可知，r由題意知，第1次調(diào)節(jié)電壓到U1，使原本Q點(diǎn)的離子打在N點(diǎn)，此時(shí)，原本半徑為r1的打在Q1的離子打在Q上，解得r12L第2次調(diào)節(jié)電壓到U2，原本打在Q1的離子打在N點(diǎn)，原本半徑為r2的打在Q2的離子打在Q上，則，解得r23L同理，第n次調(diào)節(jié)電壓，有rnn1L檢測(cè)完整，有rn，解得n12.8故最少次數(shù)為3次規(guī)律探尋帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)，是高考考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，常設(shè)置新情境來考查對(duì)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)的掌握情況解答此類試題需要確定圓周運(yùn)動(dòng)的半徑、圓心和運(yùn)動(dòng)時(shí)間，復(fù)雜時(shí)需要畫出軌跡圖，需要結(jié)合幾何關(guān)系求解單獨(dú)考查的題型一般為選擇題，綜合其他知識(shí)考查的一般為計(jì)算題，難度中等考題預(yù)測(cè) (多選)如圖所示，xOy平面的一、二、三象限內(nèi)存在垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度B1 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，ON為處于y軸負(fù)方向的彈性絕緣薄擋板，長(zhǎng)度為9 m，M點(diǎn)為x軸正方向上一點(diǎn)，OM3 m現(xiàn)有一個(gè)比荷大小為1.0 C/kg、可視為質(zhì)點(diǎn)、帶正電的小球(重力不計(jì))從擋板下端N處小孔以不同的速度向x軸負(fù)方向射入磁場(chǎng)，若與擋板相碰就以原速率彈回，且碰撞時(shí)間不計(jì)，碰撞時(shí)電荷量不變，小球最后都能經(jīng)過M點(diǎn)，則小球射入的速度大小可能是()A3 m/sB3.75 m/sC4 m/s D5 m/s答案：ABD解析：因?yàn)樾∏蛲ㄟ^y軸的速度方向一定是x方向，故帶電小球圓周運(yùn)動(dòng)軌跡半徑最小值為3 m，即Rmin，解得vmin3 m/s；經(jīng)驗(yàn)證，帶電小球以3 m/s速度進(jìn)入磁場(chǎng)，與ON碰撞一次，再經(jīng)四分之三圓周經(jīng)過M點(diǎn)，如圖1所示，A項(xiàng)正確；當(dāng)帶電小球與ON不碰撞，直接經(jīng)過M點(diǎn)，如圖2所示，小球速度沿x方向射入磁場(chǎng)，則圓心一定在y軸上，作出MN的垂直平分線，交于y軸的點(diǎn)即得圓心位置，由幾何關(guān)系解得軌跡半徑最大值Rmax5 m，又Rmax，解得vmax5 m/s，D項(xiàng)正確；當(dāng)小球速度大于3 m/s、小于5 m/s時(shí)，軌跡如圖3所示，由幾何條件計(jì)算可知軌跡半徑R3.75 m，由半徑公式R得v3.75 m/s，B項(xiàng)正確，由分析易知選項(xiàng)C錯(cuò)誤圖1圖2圖3