2022屆高考物理第一輪復(fù)習(xí)方略82磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用課時(shí)提能演練新人教版

《全程復(fù)習(xí)》

2022屆高考物理全程復(fù)習(xí)方略（人教版

-第一輪）課時(shí)提能操練（含詳盡解析）磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用40分鐘

100

分一、選擇題此題共

8小題，每題

9分，起碼一個(gè)答案正確，選不全得

5分，共

72分1如下圖,在通電直導(dǎo)線下方,有一電子沿平行導(dǎo)線方向以速度v向左運(yùn)動(dòng),則對于電子的運(yùn)動(dòng)軌跡和運(yùn)動(dòng)半徑的判斷正確的選項(xiàng)是A將沿軌跡Ⅰ運(yùn)動(dòng),半徑越來越小B將沿軌跡Ⅰ運(yùn)動(dòng),半徑越來越大C將沿軌跡Ⅱ運(yùn)動(dòng),半徑越來越小D將沿軌跡Ⅱ運(yùn)動(dòng),半徑越來越大2電荷量為q的粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)，下面說法中正確的選項(xiàng)是只需速度大小相同，所受洛倫茲力就相同如果把q改為-q，且速度反向、大小不變，則洛倫茲力的大小、方向均不變C洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂直，磁場方向一定與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直D粒子只受到洛倫茲力作用時(shí)，運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能不變32022·海南高考空間存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，點(diǎn)入射這兩種粒子帶同種電荷，它們的電荷量、質(zhì)量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子，不計(jì)重力下列說法正確的選項(xiàng)是入射速度不同的粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定不同入射速度相同的粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡一定相同C在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同的粒子，其運(yùn)動(dòng)軌跡一定相同D在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長的粒子，其軌跡所對的圓心角一定越大4一束帶電粒子以同一速度,并從同一地點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場,1,粒子半徑為r2,且r2=2r1,q1、q2分別是它們的帶電量,則

q2的軌跡帶負(fù)電、q2帶正電,比荷之比為q1∶q2=2∶1m1m2帶負(fù)電、q2帶正電,比荷之比為q1∶q2=1∶2m1m2帶正電、q2帶負(fù)電,比荷之比為q1∶q2=2∶1m1m2帶正電、q2帶負(fù)電,比荷之比為q1∶q2=1∶1m1m25如圖甲是用來加快帶電粒子的盤旋加快器的示意圖,其核心部分是兩個(gè)D形金屬盒在加快帶電粒子時(shí),兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場中,的變化規(guī)律如圖乙所示,忽略帶電粒子在電場中的加速時(shí)間,則下列判斷正確的選項(xiàng)是3=t3-t2=t2-t1-1C粒子加快次數(shù)越多,粒子最大動(dòng)能一定越大D要想粒子獲得的最大動(dòng)能越大,可增加D形盒的面積62022·常州模擬1922年英國物理學(xué)家阿斯頓因質(zhì)譜儀的發(fā)明、同位素和質(zhì)譜的研究榮獲了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)若一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀后的運(yùn)動(dòng)軌跡如下圖,則下列說法中正確的選項(xiàng)是該束帶電粒子帶負(fù)電極板帶正電磁場中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子,質(zhì)量越大2磁場中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子,比荷q越小m72022·衡水模擬如下圖,一半徑為R的圓形地區(qū)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(jì)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(shí)速度方向改變了θ角磁場的磁感覺強(qiáng)度大小為mvBmvAqRtanqRcot22CmvDmvqRsinqRcos228長為l的水平極板間,有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,如下圖,磁感覺強(qiáng)度為B,板間距離也為l,板不帶電,現(xiàn)有質(zhì)量為m,電荷量為q的正電粒子不計(jì)重力,從極板間左邊中點(diǎn)處垂直磁感線以速度v水平射入磁場,欲使粒子不打在極板上,可采用的辦法是使粒子的速度使粒子的速度C使粒子的速度D使粒子的速度

v＜Bql4mv＞Bql4mv＞5Bql4mBql＜v＜5Bql4m4m二、計(jì)算題本大題共2小題，共28分，要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位92022·肇慶模擬12分如下圖，在一個(gè)圓形地區(qū)內(nèi)，兩個(gè)方向都垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場散布在以直徑A2A4為邊界的兩個(gè)半圓形地區(qū)Ⅰ、Ⅱ中，直徑A2A4與A1A3的夾角為60°，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子以某一速度從Ⅰ區(qū)的邊緣點(diǎn)A1處沿與A1A3成30°角的方向射入磁場，再以垂直A2A4的方向經(jīng)過圓心O進(jìn)入Ⅱ區(qū)，,求Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)中磁感覺強(qiáng)度B1和B2的大小忽略粒子重力1016分在實(shí)驗(yàn)室中，需要控制某些帶電粒子在某地區(qū)內(nèi)的滯留時(shí)間，的紙面內(nèi)存在如下圖的勻強(qiáng)磁場地區(qū)，在O點(diǎn)到P點(diǎn)地區(qū)的軸上方，磁感覺強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向外，在軸下方，磁感覺強(qiáng)度大小也為B，方向垂直紙面向里，0不斷地向第一象限內(nèi)發(fā)射氘核粒子1設(shè)粒子以與軸成45°角從O點(diǎn)射出，第一次與軸相交于A點(diǎn)，第n次與軸交于P點(diǎn)，求氘核粒子的比荷q用已知量B、0、v0、n表示，并求OA段粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的弧m長用已知量0、v0、n表示2求粒子從O點(diǎn)到A點(diǎn)所經(jīng)歷時(shí)間t1和從O點(diǎn)到P點(diǎn)所經(jīng)歷時(shí)間t用已知量0、v0、n表示答案解析1【解析】選A根據(jù)安培定則能夠確定導(dǎo)線下方磁場方向垂直于紙面向里,再根據(jù)左手定則和mv電子帶負(fù)電知,電子受洛倫茲力方向向上再根據(jù)rqB

,B越來越大,故r越來越小,故A正確2【解析】選B、D因?yàn)槁鍌惼澚Φ拇笮〔恢慌c粒子速度大小有關(guān)，而且與粒子速度方向有關(guān)，如當(dāng)粒子速度與磁場垂直時(shí)F=Bqv，當(dāng)粒子速度與磁場平行時(shí)F=0再者由于洛倫茲力的方向永遠(yuǎn)與粒子速度方向垂直，因此速度方向不同時(shí)，洛倫茲力的方向也不同，所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤因?yàn)閝改為-q且速度反向時(shí)所形成的電流方向與原q運(yùn)動(dòng)形成的電流方向相同，由左手定則可知洛倫茲力方向不變，再由F=Bqv知大小不變，所以B選項(xiàng)正確因?yàn)殡姾蛇M(jìn)入磁場時(shí)的速度方向能夠與磁場成隨意夾角，所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤因?yàn)槁鍌惼澚偱c速度垂直，所以洛倫茲力不做功，粒子動(dòng)能不變，洛倫茲力只改變粒子的運(yùn)動(dòng)方向，所以D選項(xiàng)正確3【解析】選B、D根據(jù)帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的周期T2m，由此可知兩種粒子在磁場qB中的運(yùn)動(dòng)周期相同，若速度不同的粒子在磁場中轉(zhuǎn)過的圓心角相同時(shí)，軌跡能夠不同，但運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，由半徑公式Rmv粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)可知，入射速度相同的粒子軌跡相同，qB的時(shí)間tT，即由軌跡所對的圓心角決定，故B、D正確，A、C錯(cuò)誤2【變式備選】如下圖,的正方形地區(qū)里也有勻強(qiáng)磁場,、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)為正方形邊長的中點(diǎn),則下列說法正確的選項(xiàng)是帶電粒子在磁場中飛翔的時(shí)間可能相同點(diǎn)射入的帶電粒子可能先飛出磁場點(diǎn)射入的帶電粒子可能先飛出磁場點(diǎn)射入的帶電粒子先飛出磁場【解析】選A、B、D畫軌跡草圖如下圖,容易得出粒子在圓形磁場中的軌跡長度或軌跡對應(yīng)的圓心角不會(huì)大于在正方形磁場中的,故A、B、D正確4【解析】選C根據(jù)qvBmv2,rmv知,半徑與比荷成反比故q1∶q2r2∶r121∶再根rqBm1m2據(jù)左手定則知,q1帶正電,q2帶負(fù)電,故C正確5【解析】選A、D帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期與速度大小無關(guān),因此,在E-t圖中應(yīng)有t4-t3=t3-t2=t2-t1,選項(xiàng)A正確;帶電粒子在盤旋加快器中每運(yùn)行一周加快兩次,高頻電源的變化周期應(yīng)當(dāng)?shù)扔?tn-tn-1,選項(xiàng)B錯(cuò);由rmv2mEkqB可知,粒子獲得的最qB大動(dòng)能取決于D形盒的半徑,當(dāng)軌道半徑與D形盒半徑相等時(shí)就不能持續(xù)加快,應(yīng)選項(xiàng)C錯(cuò)D對6【解析】選B、D根據(jù)左手定則可確定粒子帶正電,A錯(cuò)誤;由速度選擇器中電場力和洛倫茲力方向相反知,P1板帶正電,B正確;根據(jù)qvBmv2mvC錯(cuò)誤,D正確,r，故能夠確定rqB7【解析】選B粒子軌跡如圖,根據(jù)幾何關(guān)系rRcotmv2，解得,再根據(jù)qvB2rmv,故B正確BqRcot28【解題指南】粒子不打在極板上,能夠從左側(cè)或右側(cè)射出磁場,然后由運(yùn)動(dòng)軌跡邊界條件確定粒子半徑,由圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律確定臨界條件【解析】選A、C依題意粒子打在板上的臨界狀態(tài)如下圖由幾何關(guān)系有r11l,4r22l2(r2l)2,故r25l24根據(jù)rmv,則v1qBr1qBl,qBm4mv2qBr25qBlm4m,可使粒子速度v＜qBl或v＞5qBl那么欲使粒子不打在極板上4m4m9【解析】粒子在Ⅰ區(qū)運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心在A2處，mv由幾何知識(shí)和題意可知，軌道半徑R1=R,則R①2分qB1軌跡所對應(yīng)的圓心角113分T12mm②2則運(yùn)動(dòng)時(shí)間t16qB13qB16分粒子在Ⅱ區(qū)運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心在OA2的中點(diǎn)，由幾何關(guān)系可知軌跡半徑R2R,22mv則RqB2③2分軌跡對應(yīng)的圓心角θ2=π，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間tT2m④2分2qB22由題意知：tt1tmm23qB1qB21分由①③⑤式聯(lián)立解得：B22B1,B15m,B25m6qt3qt2分答案：5m5m6qt3qt10【解析】1氘核粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得qBvmv020R2分解得粒子運(yùn)動(dòng)的半徑Rmv02qB分由幾何關(guān)系知，粒子從A點(diǎn)到O點(diǎn)的弦長為2R，由題意知n2Rx02分解得氘核粒子的比荷：q2nv0mx0B2分由幾何關(guān)系得，OA段粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的弧長：OAR，圓心角：，2由以上各式解得2x02OA4n分2粒子從O點(diǎn)到A點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間：t12x03分4nv0從O點(diǎn)到P點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間tnt12x034v0分2nv02x02x02x0答案:12x0B4n4nv04v0