高考核動力高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時作業(yè)24 磁場對運動電荷的作用.doc

【高考核動力】2016屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時作業(yè)24 磁場對運動電荷的作用(時間：45分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題7分，共70分，每小題至少有一個選項正確，把正確選項前的字母填在題后括號內(nèi)) 1.(2013安徽卷，15)右圖中a、b、c、d為四根與紙面垂直的長直導(dǎo)線，其橫截面位于正方形的四個頂點上，導(dǎo)線中通有大小相同的電流，方向如圖所示一帶正電的粒子從正方形中心o點沿垂直于紙面的方向向外運動，它所受洛倫茲力的方向是()a向上 b向下 c向左 d向右【解析】根據(jù)右手定則及磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加原理可得，四根導(dǎo)線在正方形中心o點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向左，當(dāng)帶正電的粒子垂直于紙面的方向向外運動時，根據(jù)左手定則可知，粒子所受洛倫茲力的方向向下，b正確【答案】b2處于勻強(qiáng)磁場中的一個帶電粒子，僅在磁場力作用下做勻速圓周運動將該粒子的運動等效為環(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】粒子僅在磁場力作用下做勻速圓周運動有qvbm，得r，周期t，其等效環(huán)形電流i，故d選項正確【答案】d3質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子m和n，以不同的速率經(jīng)小孔s垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，運行的半圓軌跡如圖中虛線所示下列表述正確的是()am帶負(fù)電，n帶正電bm的速率小于n的速率c洛倫茲力對m、n做正功dm的運行時間大于n的運行時間【解析】由左手定則知m帶負(fù)電，n帶正電，選項a正確；帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動且向心力f向f洛，即qvb得r，因為m、n的質(zhì)量、電荷量都相等，且rmrn，所以vmvn，選項b錯誤；m、n運動過程中，f洛始終與v垂直，f洛不做功，選項c錯誤；由t知m、n兩粒子做勻速圓周運動的周期相等且在磁場中的運動時間均為，選項d錯誤【答案】a4如圖所示，一半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，一質(zhì)量為m，電荷量為q的正電荷(重力忽略不計)以速度v沿正對著圓心o的方向射入磁場，從磁場中射出時速度方向改變了角磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為()a. b.c. d.【解析】粒子軌跡如圖，根據(jù)幾何關(guān)系r，再根據(jù)qvb，解得b，故b正確【答案】b5(2013全國新課標(biāo)卷，17)空間有一圓柱形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，該區(qū)域的橫截面的半徑為r，磁場方向垂直于橫截面一質(zhì)量為m、電荷量為q(q0)的粒子以速率v0沿橫截面的某直徑射入磁場，離開磁場時速度方向偏離入射方向60.不計重力，該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為()a. b. c. d.【解析】根據(jù)題意作出粒子運動的軌跡如圖所示，由幾何關(guān)系可得，粒子運動的半徑rr，根據(jù)粒子受到的洛倫茲力提供向心力可得，qv0bm，解得b，a項正確【答案】a6兩個質(zhì)量相同、所帶電荷量相等的負(fù)、正電粒子a、b，以不同的速率對準(zhǔn)圓心o沿著ao方向射入圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，其運動軌跡如圖所示若不計粒子的重力，則下列說法正確的是()aa粒子的運動軌跡是軌跡1，b粒子的運動軌跡是軌跡2ba粒子在磁場中所受洛倫茲力較大cb粒子動能較大db粒子在磁場中運動時間較長【解析】由左手定則可知a的軌跡是軌跡2，b的軌跡是軌跡1，a項錯；由幾何關(guān)系知a粒子半徑小，速度小，動能小，洛倫茲力也小，故b項錯，c項正確；a粒子的對應(yīng)的圓心角大，時間長，故d項錯誤【答案】c7在光滑絕緣水平面上，一輕繩拉著一個帶負(fù)電小球繞豎直方向的軸o在勻強(qiáng)磁場中做逆時針方向的勻速圓周運動，磁場方向豎直向下，且范圍足夠大，其俯視圖如圖所示若小球運動到某點時，繩子突然斷開，則關(guān)于繩子斷開后，小球可能的運動情況有()a小球仍做逆時針方向的勻速圓周運動，但半徑減小b小球仍做逆時針方向的勻速圓周運動，半徑不變c小球做順時針方向的勻速圓周運動，半徑不變d小球做順時針方向的勻速圓周運動，半徑減小【解析】繩斷以后洛倫茲力提供向心力，由左手定則可知，小球應(yīng)順時針運動；又繩斷開后，合力為fqvb，qvb，無法判斷fqvb的大小，所以半徑可能不變，可能減小或增大故a、b項錯，c、d項正確【答案】cd8如圖所示，兩個橫截面分別為圓和正方形、但磁感應(yīng)強(qiáng)度均相同的勻強(qiáng)磁場，圓的直徑d等于正方形的邊長，兩個電子以相同的速度同時分別飛入兩個磁場區(qū)域，速度方向均與磁場方向垂直進(jìn)入圓形區(qū)域的電子速度方向?qū)?zhǔn)了圓心，進(jìn)入正方形區(qū)域的電子是沿一邊的中心且垂直于邊界線進(jìn)入的，則()a兩個電子在磁場中運動的半徑一定相同b兩電子在磁場中運動的時間有可能相同c進(jìn)入圓形區(qū)域的電子一定先飛離磁場d進(jìn)入圓形區(qū)域的電子一定不會后飛離磁場【解析】將兩區(qū)域重合，正方形為圓的外切正方形，電子以相同的速度射入磁感應(yīng)強(qiáng)度相同的勻強(qiáng)磁場中，半徑一定相同，軌跡有相同的情況，在正方形區(qū)域中的軌跡長度一定大于或等于圓形區(qū)域的長度，即電子在圓形區(qū)域的運動時間小于或等于在正方形區(qū)域運動的時間【答案】abd9如圖所示，在直線mn上方存在著垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，放置在直線mn上p點的粒子源(粒子均帶負(fù)電)，可以向磁場區(qū)域紙面內(nèi)的各個方向發(fā)射出比荷k和速率v均相同的粒子，pq間距離等于粒子的軌道半徑r，則過q點的粒子的運動時間為()a. b.c. d.【解析】弦長pq等于軌道半徑，因此對應(yīng)的圓心角為60或300，則過q點的粒子的運動時間為tt或tt，運動周期t，代入解得b、c正確【答案】bc10(2015石家莊質(zhì)檢)如圖所示，有一垂直于紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，其邊界為一邊長為l的正三角形(邊界上有磁場)，a、b、c為三角形的三個頂點今有一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子(不計重力)，以速度v從ab邊上的某點p既垂直于ab邊又垂直于磁場的方向射入磁場，然后從bc邊上某點q射出，若從p點射入的該粒子能從q點射出，則()apbl bpblcqbl dqbl【解析】由bqv，可知rl，則從p點射入的粒子軌跡最長時為切著ac邊，此時pb，而當(dāng)粒子在其中經(jīng)歷圓弧時，從bc邊上射出時，qb最大為l，故a、d正確【答案】ad二、綜合應(yīng)用(本題共2小題，共30分，解答時應(yīng)寫出必要的文字說明，方程式和演算步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)11. (15分)如圖所示，在光滑水平面上，存在著垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場、垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，o、m、p、q為磁場邊界和x軸的交點，ommpl.一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的帶電小球，從原點o處，以速度大小為v0，與x軸正向成45射入?yún)^(qū)域，又從m點射出區(qū)域(粒子的重力忽略不計)(1)求區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小及方向；(2)若帶電小球能再次回到原點o，則勻強(qiáng)磁場的寬度需滿足什么條件？小球兩次經(jīng)過原點o的時間間隔為多少？【解】(1)小球進(jìn)入?yún)^(qū)域做勻速圓周運動，由幾何知識可得：r1l，由r1，解得b(2)運動軌跡如圖，在區(qū)域做勻速圓周運動的半徑為：r2l由幾何知識得d(1)l帶電小球第一次在磁場運動時間t1帶電小球第一次在空白區(qū)域運動時間t2帶電小球在磁場運動時間t3小球兩次經(jīng)過原點o的時間間隔為t總2(t1t2)t3【答案】(1)(2)d(1)l12(15分)(2014全國大綱卷，25)如圖，在第一象限存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面(xy平面)向外；在第四象限存在勻強(qiáng)電場，方向沿x軸負(fù)向在y軸正半軸上某點以與x軸正向平行、大小為v0的速度發(fā)射出一帶正電荷的粒子，該粒子在(d,0)點沿垂直于x軸的方向進(jìn)入電場不計重力若該粒子離開電場時速度方向與y軸負(fù)方向的夾角為，求(1)電場強(qiáng)度大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的比值；(2)該粒子在電場中運動的時間【解析】(1)如圖，粒子進(jìn)入磁場后做勻速圓周運動設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為b，粒子質(zhì)量與所帶電荷量分別為m和q，圓周運動的半徑為r0.由洛倫茲力公式及牛頓第二定律得qv0bm