专题8-2+磁场对运动电荷的作用（押题专练）-2019年高考物理一轮复习精品资料 19页

‎1．如图1是科学史上一张著名的实验照片，显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹．云室放置在匀强磁场中，磁场方向垂直照片向里．云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用．分析此运动轨迹可知粒子(　　)‎ 图1‎ A．带正电，由下往上运动 B．带正电，由上往下运动 C．带负电，由上往下运动 D．带负电，由下往上运动 答案　A ‎2．(多选)如图2所示，空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场，一质量为0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端放置一质量为0.1kg、带电荷量q＝＋0.2C的滑块，滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力．现对木板施加方向水平向左、大小为0.6N的恒力，g取10m/s2，则(　　)‎ 图2‎ A．木板和滑块一直做加速度为2m/s2的匀加速运动 B．滑块开始做匀加速直线运动，然后做加速度减小的变加速运动，最后做匀速运动 C．最终木板做加速度为2m/s2的匀加速直线运动，滑块做速度为10 m/s的匀速直线运动 D．最终木板做加速度为3m/s2的匀加速直线运动，滑块做速度为10 m/s的匀速直线运动 答案　BD 解析　由于动摩擦因数为0.5，静摩擦力能提供的最大加速度为5m/s2，所以当0.6N的恒力作用于木板时，系统一起以a＝＝m/s2＝2 m/s2的加速度一起运动，当滑块获得向左运动的速度以后磁场对其有竖直向上的洛伦兹力，当洛伦兹力等于重力时滑块与木板之间的弹力为零，此时有Bqv＝mg，解得v ‎＝10m/s，此时摩擦力消失，滑块做匀速直线运动，而木板在恒力作用下做匀加速直线运动，a′＝＝3m/s2，所以B、D正确．‎ ‎3.(多选)质量为m、带电荷量为q的小球，从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中，其磁感应强度为B，如图所示．若带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法中正确的是(　　)‎ A．小球带负电 B．小球在斜面上运动时做匀加速直线运动 C．小球在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动 D．小球在斜面上下滑过程中，小球对斜面压力为零时的速率为 ‎【答案】　BD ‎4.(多选)如图所示，质量为m，电荷量为＋q的带电粒子，以不同的初速度两次从O点垂直于磁感线和磁场边界向上射入匀强磁场，在洛伦兹力作用下分别从M、N两点射出磁场，测得OM∶ON＝3∶4，则下列说法中错误的是(　　)‎ A．两次带电粒子在磁场中经历的时间之比为3∶4‎ B．两次带电粒子在磁场中运动的路程长度之比为3∶4‎ C．两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小之比为3∶4‎ D．两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小之比为4∶3‎ ‎【解析】　设OM＝2r1，ON＝2r2，故＝＝，路程长度之比＝＝，B正确；由r＝知＝，故＝＝，C正确，D错误；由于T＝，则＝＝1，A错．‎ ‎【答案】　AD ‎5.(多选)回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示．设D形盒半径为R.若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f.则下列说法正确的是(　　)‎ A．质子被加速后的最大速度不可能超过2πfR B．质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关 C．只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值 D．不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速α粒子 ‎【答案】　AB ‎6．(多选)质量为m、带电荷量为q的粒子(忽略重力)在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动，形成空间环形电流．已知粒子的运行速率为v、半径为r、周期为T，环形电流的强度为I，则下面说法中正确的是(　　)‎ A．该带电粒子的比荷为＝ B．在时间t内，粒子转过的圆弧对应的圆心角为θ＝ C．当速率v增大时，环形电流的强度I保持不变 D．当速率v增大时，运动周期T变小 ‎【解析】　带电粒子做匀速圆周运动，＝Bqv，所以＝，A错误；运动周期T＝，与速率无关，D 错误；在时间t内，粒子转过的圆弧对应的圆心角为θ＝·2π＝，B正确；I＝＝，与速率v无关，C正确．‎ ‎【答案】　BC ‎7.如图所示，ABC为与匀强磁场垂直的边长为a的等边三角形，磁场垂直纸面向外，比荷为的电子以速度v0从A点沿AB方向射入，欲使电子能经过BC边，则磁感应强度B的取值应为(　　)‎ A．B> B．B< C．B< D．B> ‎【解析】　‎ ‎【答案】　C ‎8.(多选)如图所示，在两个不同的匀强磁场中，磁感强度关系为B1＝2B2，当不计重力的带电粒子从B1磁场区域运动到B2磁场区域时(在运动过程中粒子的速度始终与磁场垂直)，则粒子的(　　)‎ A．速率将加倍 B．轨道半径将加倍 C．周期将加倍 D．做圆周运动的角速度将加倍 ‎【解析】　粒子在磁场中只受到洛伦兹力，洛伦兹力不会对粒子做功，故速率不变，A错；由半径公式r＝，B1＝2B2，则当粒子从B1磁场区域运动到B2磁场区域时，轨道半径将加倍，B对；由周期公式T＝，磁感应强度减半，周期将加倍，C对；角速度ω＝，故做圆周运动的角速度减半，D错．‎ ‎【答案】　BC ‎9.(多选)如图所示，平面直角坐标系的第Ⅰ象限内有一匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v从O点沿着与y轴夹角为30°的方向进入磁场，运动到A点时速度方向与x轴的正方向相同，不计粒子的重力，则(　　)‎ A．该粒子带正电 B．A点与x轴的距离为 C．粒子由O到A经历时间t＝ D．运动过程中粒子的速度不变 ‎【答案】　BC ‎10.如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器(带电粒子的重力不计)．速度选择器内有互相垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为B，电场的场强为E.挡板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2，挡板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是(　　)‎ A．质谱仪是分析同位素的重要工具 ‎ B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里 C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于 D．带电粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，带电粒子的比荷越小 ‎【答案】　A ‎11．(多选)有两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，Ⅰ中的磁感应强度是Ⅱ中的k倍．两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动．与Ⅰ中运动的电子相比，Ⅱ中的电子(　　)‎ A．运动轨迹的半径是Ⅰ中的k倍 B．加速度的大小是Ⅰ中的k倍 C．做圆周运动的周期是Ⅰ中的k倍 D．做圆周运动的角速度与Ⅰ中的相等 答案　AC 解析　设电子的质量为m，速率为v，电荷量为q，B2＝B，B1＝kB 则由牛顿第二定律得：qvB＝①‎ T＝②‎ 由①②得：R＝，T＝，所以＝k，＝k 根据a＝，ω＝可知＝，＝ 所以选项A、C正确，选项B、D错误．‎ ‎12．如图4所示，圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点．有无数带有同样电荷、具有同样质量的粒子在纸面内沿各个方向以相同的速率通过P点进入磁场．这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段圆弧上，这段圆弧的弧长是圆周长的.将磁感应强度的大小从原来的B1变为B2，结果相应的弧长变为原来的一半，则等于(　　)‎ 图4‎ A.B.C．2D．3‎ 答案　B 解析　当轨道半径小于或等于磁场区半径时，粒子射出圆形磁场的点离入射点最远距离为轨迹直径．如图所示，‎ ‎13．如图5所示，边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场，边界OA上有一个粒子源S.某一时刻，从S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子(不计粒子的重力及粒子间的相互作用)，所有粒子的初速度大小相同，经过一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场．已知∠AOC＝60°，从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最短时间等于(T为粒子在磁场中运动的周期)，则从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最长时间为(　　)‎ 图5‎ A.B.C.D. 答案　B ‎14．如图所示，斜面顶端在同一高度的三个光滑斜面AB、AC、AD，均处于水平方向的匀强磁场中。一个带负电的绝缘物块，分别从三个斜面顶端A点由静止释放，设滑到底端的时间分别为tAB、tAC、tAD，则(　　)‎ A．tAB＝tAC＝tAD B．tAB>tAC>tAD C．tAB