2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 8-2磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用同步檢測(cè)試題.doc

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2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 8-2磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用同步檢測(cè)試題 1．如圖29－1所示，水平導(dǎo)線中有電流I通過，導(dǎo)線正下方的電子初速度的方向 圖29－1 與電流I的方向相同，則電子將(　　) A．沿路徑a運(yùn)動(dòng)，軌跡是圓 B．沿路徑a運(yùn)動(dòng)，軌道半徑越來越大 C．沿路徑a運(yùn)動(dòng)，軌道半徑越來越小 D．沿路徑b運(yùn)動(dòng)，軌道半徑越來越小 解析：由r＝知，B減小，r越來越大，故電子的徑跡是a. 答案：B 圖29－2 2．如圖29－2所示，一束電子流沿管的軸線進(jìn)入螺線管，忽略重力，電子在管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)應(yīng)該是(　　) A．當(dāng)從a端通入電流時(shí)，電子做勻加速直線運(yùn)動(dòng) B．當(dāng)從b端通入電流時(shí)，電子做勻加速直線運(yùn)動(dòng) C．不管從哪端通入電流，電子都做勻速直線運(yùn)動(dòng) D．不管從哪端通入電流，電子都做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 答案：C 3．[xx·北京卷]處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的一個(gè)帶電粒子，僅在磁場(chǎng)力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．將該粒子的運(yùn)動(dòng)等效為環(huán)形電流，那么此電流值(　　) A．與粒子電荷量成正比 B．與粒子速率成正比 C．與粒子質(zhì)量成正比 D．與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比 解析：由電流概念知，該電流是通過圓周上某一個(gè)位置(即某一截面)的電荷量與所用時(shí)間的比值．若時(shí)間為帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T，則公式I＝q/T中的電荷量q即為該帶電粒子的電荷量．又T＝，解出I＝.故選項(xiàng)D正確． 答案：D 圖29－3 4．在光滑絕緣水平面上，一輕繩拉著一個(gè)帶電小球繞豎直方向的軸O在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做逆時(shí)針方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向豎直向下，且范圍足夠大，其俯視圖如圖29－3所示，若小球運(yùn)動(dòng)到某點(diǎn)時(shí)，繩子突然斷開，則關(guān)于繩子斷開后，對(duì)小球可能的運(yùn)動(dòng)情況的判斷不正確的是(　　) A．小球仍做逆時(shí)針方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，但半徑減小 B．小球仍做逆時(shí)針方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑不變 C．小球做順時(shí)針方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑不變 D．小球做順時(shí)針方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑減小 解析：繩子斷開后，小球速度大小不變，電性不變．由于小球可能帶正電也可能帶負(fù)電，若帶正電，繩子斷開后小球仍做逆時(shí)針方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，向心力減小或不變(原繩拉力為零)，則運(yùn)動(dòng)半徑增大或不變．若帶負(fù)電，繩子斷開后小球做順時(shí)針方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，繩斷前的向心力與帶電小球受到的洛倫茲力的大小不確定，向心力變化趨勢(shì)不確定，則運(yùn)動(dòng)半徑可能增大，可能減小，也可能不變． 答案：A 圖29－4 5．(多選題)[2011·浙江卷]利用如圖29－4所示裝置可以選擇一定速度范圍內(nèi)的帶電粒子．圖中板MN上方是磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，板上有兩條寬度分別為2d和d的縫，兩縫近端相距為L(zhǎng).一群質(zhì)量為m、電荷量為q、具有不同速度的粒子從寬度為2d的縫垂直于板MN進(jìn)入磁場(chǎng)，對(duì)于能夠從寬度為d的縫射出的粒子，下列說法正確的是(　　) A．粒子帶正電 B．射出粒子的最大速度為 C．保持d和L不變，增大B，射出粒子的最大速度與最小速度之差增大 D．保持d和B不變，增大L，射出粒子的最大速度與最小速度之差增大 解析：本題考查帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，意在考查考生應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)處理問題的能力和分析問題的能力．由左手定則和粒子的偏轉(zhuǎn)情況可以判斷粒子帶負(fù)電，選項(xiàng)A錯(cuò)；根據(jù)洛倫茲力提供向心力qvB＝可得v＝，r越大v越大，由圖可知r最大值為rmax＝，選項(xiàng)B正確；又r最小值為rmin＝，將r的最大值和最小值代入v的表達(dá)式后得出速度之差為Δv＝，可見選項(xiàng)C正確、D錯(cuò)誤． 答案：BC 圖29－5 6．如圖29－5所示，一個(gè)帶負(fù)電的物體從粗糙斜面頂端滑到斜面底端時(shí)的速度為v.若加上一個(gè)垂直紙面指向讀者方向的磁場(chǎng)，則滑到底端時(shí)(　　) A．v變大　　　　　　 B．v變小 C．v不變 D．不能確定 解析：洛倫茲力雖然不做功，但其方向垂直斜面向下，使物體與斜面間的正壓力變大，故摩擦力變大，損失的機(jī)械能增加． 答案：B B組　能力提升 7．(多選題)長(zhǎng)為L(zhǎng)的水平極板間，有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B， 圖29－6 板間距離為L(zhǎng)，板不帶電，現(xiàn)有質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子(重力不計(jì))，從左邊極板間中點(diǎn)處垂直磁場(chǎng)以速度v水平入射，如圖29－6所示，欲使粒子不打在極板上，可采用的辦法是(　　) A．使粒子速度v＜ B．使粒子速度v＞ C．使粒子速度v＞ D．使粒子速度＜v＜ 圖29－7 解析：如圖29－7，設(shè)粒子能從右邊穿出的運(yùn)動(dòng)半徑的臨界值為r1，有r＝L2＋2，得r1＝L.又因?yàn)閞1＝，得v1＝，所以v＞時(shí)粒子能從右邊穿出．設(shè)粒子能從左邊穿出的運(yùn)動(dòng)半徑的臨界值為r2，由r2＝得v2＝，所以v＜時(shí)粒子能從左邊穿出． 答案：AB 圖29－8 8．如圖29－8所示，MN為兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的分界面，兩磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的關(guān)系為B1＝2B2，一帶電荷量為＋q、質(zhì)量為m的粒子從O點(diǎn)垂直MN進(jìn)入B1磁場(chǎng)，則經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間它將向下再一次通過O點(diǎn)(　　) A.　　　　　　　　B. C. D. 圖29－9 解析：粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖29－9所示，由周期公式T＝知，粒子從O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)到再一次通過O點(diǎn)的時(shí)間t＝＋＝，所以B選項(xiàng)正確． 答案：B 9．(多選題)如圖29－10所示，在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)．在邊長(zhǎng)為2R的正方形區(qū)域里也有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩個(gè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同．兩個(gè)相同的帶電粒子以相同的速率分別從M、N兩點(diǎn)射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)．在M點(diǎn)射入的帶電粒子，其速度方向指向圓心；在N點(diǎn)射入的帶電粒子，速度方向與邊界垂直，且N點(diǎn)為正方形邊長(zhǎng)的中點(diǎn)，則下列說法正確的是(　　) 圖29－10 A．帶電粒子在磁場(chǎng)中飛行的時(shí)間可能相同 B．從M點(diǎn)射入的帶電粒子可能先飛出磁場(chǎng) C．從N點(diǎn)射入的帶電粒子可能先飛出磁場(chǎng) D．從N點(diǎn)射入的帶電粒子不可能比M點(diǎn)射入的帶電粒子先飛出磁場(chǎng) 解析：畫軌跡草圖如圖29－11所示，容易得出粒子在圓形磁場(chǎng)中的軌跡長(zhǎng)度(或軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角)不會(huì)大于在正方形磁場(chǎng)中的，故A、B、D正確． 29－11 答案：ABD 圖29－12 10．[xx·陜西省西安市長(zhǎng)安區(qū)一中模擬]如圖29－12所示，有一個(gè)正方形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域abcd，e是ad的中點(diǎn)，f是cd的中點(diǎn)，如果在a點(diǎn)沿對(duì)角線方向以速度v射入一帶負(fù)電的帶電粒子(帶電粒子重力不計(jì))，恰好從e點(diǎn)射出，則(　　) A．如果粒子的速度增大為原來的二倍，將從d點(diǎn)射出 B．如果粒子的速度增大為原來的三倍，將從f點(diǎn)射出 C．如果粒子的速度不變，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼亩?，也將從d點(diǎn)射出 D．只改變粒子的速度使其分別從e、d、f點(diǎn)射出時(shí)，從e點(diǎn)射出所用時(shí)間最短 29－13 解析：由于速度與半徑垂直，因此圓心一定在a點(diǎn)正下方，從e點(diǎn)射出時(shí)，圓心角恰好為90°，如圖29－13所示，根據(jù)r＝，若速度增為原來的2倍，則軌道半徑也增為原來的2倍，圓心角不變，對(duì)應(yīng)的弦也增為原來的2倍，恰好從d點(diǎn)射出，A正確；如果粒子的速度增大為原來的3倍，軌道半徑也變?yōu)樵瓉淼?倍，從圖中看出，出射點(diǎn)從f點(diǎn)靠下，B錯(cuò)誤；如果粒子的速度不變，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼亩?，根?jù)r＝得，軌道半徑變成原來的一半，從ae的中點(diǎn)射出，C錯(cuò)誤；根據(jù)粒子運(yùn)動(dòng)的周期T＝知，粒子運(yùn)動(dòng)周期與速度無關(guān)，從e和d點(diǎn)射出的粒子，轉(zhuǎn)過的圓心角都是90°，運(yùn)動(dòng)時(shí)間都是，運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，D錯(cuò)誤． 答案：A 11. 圖29－14 如圖29－14所示，無重力空間中有一恒定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于xOy平面向外、大小為B，沿x軸放置一個(gè)垂直于xOy平面的較大的熒光屏，P點(diǎn)位于熒光屏上，在y軸上的A點(diǎn)放置一放射源，可以不斷地沿平面內(nèi)的不同方向以大小不等的速度放射出質(zhì)量為m、電荷量為＋q的同種粒子，這些粒子打到熒光屏上能在屏上形成一條亮線，P點(diǎn)處在亮線上，已知OA＝OP＝l，求： (1)若能打到P點(diǎn)，則粒子速度的最小值為多少？ (2)若能打到P點(diǎn)，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為多少？ 解析：(1)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，設(shè)粒子的速度大小為v時(shí)，其在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑為R，則F＝qBv， 由牛頓運(yùn)動(dòng)定律有F＝ 若粒子以最小的速度到達(dá)P點(diǎn)時(shí)，其軌跡一定是以AP為直徑的圓(如圖中圓O1所示)． 由幾何關(guān)系知sAP＝l， R＝＝l. 則粒子的最小速度v＝. (2)粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)周期T＝， 設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)其軌跡所對(duì)應(yīng)的圓心角為θ，則粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為： t＝T＝. 由圖29－15可知，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)的粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中圓O2所示，此時(shí)粒子的初速度方向豎直向上． 圖29－15 則由幾何關(guān)系有θ＝π. 則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間t＝. 答案：(1) (2) 12．[xx·山西省太原市模擬]如圖29－16所示，豎直邊界PQ左側(cè)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，右側(cè)有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，C為邊界上的一點(diǎn)，A與C在同一水平線上且相距為L(zhǎng).兩相同的粒子以相同的速率分別從A、C兩點(diǎn)同時(shí)射出，A點(diǎn)射出的粒子初速度沿AC方向，C點(diǎn)射出的粒子初速度斜向左下方與邊界PQ成夾角θ＝.A點(diǎn)射出的粒子從電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到邊界PQ時(shí)，兩粒子剛好相遇．若粒子質(zhì)量為m，電荷量為＋q，重力不計(jì)，求： 圖29－16 (1)粒子初速度v0的大小； (2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??； (3)相遇點(diǎn)到C點(diǎn)的距離． 解析：A點(diǎn)射出的粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t到達(dá)邊界，L＝v0t　① 豎直方向的位移：y＝at2?、? Eq＝ma?、? 圖29－17 C點(diǎn)射出的粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有qvB＝m?、? 由幾何關(guān)系：2Rsinθ＝y(tǒng)?、? 在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等． t＝T?、? T＝　⑦ 由以上關(guān)系解得：v0＝?、? B＝?、? 相遇點(diǎn)距C點(diǎn)距離y＝　⑩ 答案：(1)　(2)　(3) C組　難點(diǎn)突破 13．[xx·安慶模擬]如圖29－18所示，空間存在垂直于紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)， 圖29－18 場(chǎng)內(nèi)有一絕緣的足夠長(zhǎng)的直桿，它與水平面的傾角為θ，一電荷量為－q、質(zhì)量為m的帶負(fù)電的小球套在直桿上，從A點(diǎn)由靜止沿桿下滑，小球與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，在小球以后運(yùn)動(dòng)的過程中，下列說法正確的是(　　) A．小球下滑的最大速度為v＝ B．小球下滑的最大加速度為am＝gsinθ C．小球的加速度一直在減小 D．小球的速度先增大后減小 解析：小球開始下滑時(shí)有：mgsinθ－μ(mgcosθ－qvB)＝ma，隨v增大，a增大，當(dāng)v＝時(shí)，達(dá)最大值gsinθ，此后下滑過程中有：mgsinθ－μ(qvB－mgcosθ)＝ma，隨v增大，a減小，當(dāng)vm＝時(shí)，a＝0.所以整個(gè)過程中，v先一直增大后不變；a先增大后減小，所以B選項(xiàng)正確． 答案：B