2022届高考物理第一轮复习方略82磁场对运动电荷的作用课时提能演练新人教版

《全程复习》

2022届高考物理全程复习方略（人教版

-第一轮）课时提能操练（含详尽解析）磁场对运动电荷的作用40分钟

100

分一、选择题此题共

8小题，每题

9分，起码一个答案正确，选不全得

5分，共

72分1如下图,在通电直导线下方,有一电子沿平行导线方向以速度v向左运动,则对于电子的运动轨迹和运动半径的判断正确的选项是A将沿轨迹Ⅰ运动,半径越来越小B将沿轨迹Ⅰ运动,半径越来越大C将沿轨迹Ⅱ运动,半径越来越小D将沿轨迹Ⅱ运动,半径越来越大2电荷量为q的粒子在匀强磁场中运动，下面说法中正确的选项是只需速度大小相同，所受洛伦兹力就相同如果把q改为-q，且速度反向、大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变C洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直D粒子只受到洛伦兹力作用时，运动的动能不变32022·海南高考空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，点入射这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子，不计重力下列说法正确的选项是入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同C在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同D在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大4一束带电粒子以同一速度,并从同一地点进入匀强磁场,1,粒子半径为r2,且r2=2r1,q1、q2分别是它们的带电量,则

q2的轨迹带负电、q2带正电,比荷之比为q1∶q2=2∶1m1m2带负电、q2带正电,比荷之比为q1∶q2=1∶2m1m2带正电、q2带负电,比荷之比为q1∶q2=2∶1m1m2带正电、q2带负电,比荷之比为q1∶q2=1∶1m1m25如图甲是用来加快带电粒子的盘旋加快器的示意图,其核心部分是两个D形金属盒在加快带电粒子时,两金属盒置于匀强磁场中,的变化规律如图乙所示,忽略带电粒子在电场中的加速时间,则下列判断正确的选项是3=t3-t2=t2-t1-1C粒子加快次数越多,粒子最大动能一定越大D要想粒子获得的最大动能越大,可增加D形盒的面积62022·常州模拟1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如下图,则下列说法中正确的选项是该束带电粒子带负电极板带正电磁场中运动半径越大的粒子,质量越大2磁场中运动半径越大的粒子,比荷q越小m72022·衡水模拟如下图,一半径为R的圆形地区内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一质量为m,电荷量为q的正电荷重力忽略不计以速度v沿正对着圆心O的方向射入磁场,从磁场中射出时速度方向改变了θ角磁场的磁感觉强度大小为mvBmvAqRtanqRcot22CmvDmvqRsinqRcos228长为l的水平极板间,有垂直纸面向里的匀强磁场,如下图,磁感觉强度为B,板间距离也为l,板不带电,现有质量为m,电荷量为q的正电粒子不计重力,从极板间左边中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场,欲使粒子不打在极板上,可采用的办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、计算题本大题共2小题，共28分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位92022·肇庆模拟12分如下图，在一个圆形地区内，两个方向都垂直于纸面向外的匀强磁场散布在以直径A2A4为边界的两个半圆形地区Ⅰ、Ⅱ中，直径A2A4与A1A3的夹角为60°，一质量为m、带电荷量为q的粒子以某一速度从Ⅰ区的边缘点A1处沿与A1A3成30°角的方向射入磁场，再以垂直A2A4的方向经过圆心O进入Ⅱ区，,求Ⅰ区和Ⅱ区中磁感觉强度B1和B2的大小忽略粒子重力1016分在实验室中，需要控制某些带电粒子在某地区内的滞留时间，的纸面内存在如下图的匀强磁场地区，在O点到P点地区的轴上方，磁感觉强度为B，方向垂直纸面向外，在轴下方，磁感觉强度大小也为B，方向垂直纸面向里，0不断地向第一象限内发射氘核粒子1设粒子以与轴成45°角从O点射出，第一次与轴相交于A点，第n次与轴交于P点，求氘核粒子的比荷q用已知量B、0、v0、n表示，并求OA段粒子运动轨迹的弧m长用已知量0、v0、n表示2求粒子从O点到A点所经历时间t1和从O点到P点所经历时间t用已知量0、v0、n表示答案解析1【解析】选A根据安培定则能够确定导线下方磁场方向垂直于纸面向里,再根据左手定则和mv电子带负电知,电子受洛伦兹力方向向上再根据rqB

,B越来越大,故r越来越小,故A正确2【解析】选B、D因为洛伦兹力的大小不只与粒子速度大小有关，而且与粒子速度方向有关，如当粒子速度与磁场垂直时F=Bqv，当粒子速度与磁场平行时F=0再者由于洛伦兹力的方向永远与粒子速度方向垂直，因此速度方向不同时，洛伦兹力的方向也不同，所以A选项错误因为q改为-q且速度反向时所形成的电流方向与原q运动形成的电流方向相同，由左手定则可知洛伦兹力方向不变，再由F=Bqv知大小不变，所以B选项正确因为电荷进入磁场时的速度方向能够与磁场成随意夹角，所以C选项错误因为洛伦兹力总与速度垂直，所以洛伦兹力不做功，粒子动能不变，洛伦兹力只改变粒子的运动方向，所以D选项正确3【解析】选B、D根据带电粒子在磁场中运动的周期T2m，由此可知两种粒子在磁场qB中的运动周期相同，若速度不同的粒子在磁场中转过的圆心角相同时，轨迹能够不同，但运动时间相同，由半径公式Rmv粒子在磁场中运动可知，入射速度相同的粒子轨迹相同，qB的时间tT，即由轨迹所对的圆心角决定，故B、D正确，A、C错误2【变式备选】如下图,的正方形地区里也有匀强磁场,、点射入的带电粒子,其速度方向指向圆心;在N点射入的带电粒子,速度方向与边界垂直,且N点为正方形边长的中点,则下列说法正确的选项是带电粒子在磁场中飞翔的时间可能相同点射入的带电粒子可能先飞出磁场点射入的带电粒子可能先飞出磁场点射入的带电粒子先飞出磁场【解析】选A、B、D画轨迹草图如下图,容易得出粒子在圆形磁场中的轨迹长度或轨迹对应的圆心角不会大于在正方形磁场中的,故A、B、D正确4【解析】选C根据qvBmv2,rmv知,半径与比荷成反比故q1∶q2r2∶r121∶再根rqBm1m2据左手定则知,q1带正电,q2带负电,故C正确5【解析】选A、D带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期与速度大小无关,因此,在E-t图中应有t4-t3=t3-t2=t2-t1,选项A正确;带电粒子在盘旋加快器中每运行一周加快两次,高频电源的变化周期应当等于2tn-tn-1,选项B错;由rmv2mEkqB可知,粒子获得的最qB大动能取决于D形盒的半径,当轨道半径与D形盒半径相等时就不能持续加快,应选项C错D对6【解析】选B、D根据左手定则可确定粒子带正电,A错误;由速度选择器中电场力和洛伦兹力方向相反知,P1板带正电,B正确;根据qvBmv2mvC错误,D正确,r，故能够确定rqB7【解析】选B粒子轨迹如图,根据几何关系rRcotmv2，解得,再根据qvB2rmv,故B正确BqRcot28【解题指南】粒子不打在极板上,能够从左侧或右侧射出磁场,然后由运动轨迹边界条件确定粒子半径,由圆周运动规律确定临界条件【解析】选A、C依题意粒子打在板上的临界状态如下图由几何关系有r11l,4r22l2(r2l)2,故r25l24根据rmv,则v1qBr1qBl,qBm4mv2qBr25qBlm4m,可使粒子速度v＜qBl或v＞5qBl那么欲使粒子不打在极板上4m4m9【解析】粒子在Ⅰ区运动轨迹的圆心在A2处，mv由几何知识和题意可知，轨道半径R1=R,则R①2分qB1轨迹所对应的圆心角113分T12mm②2则运动时间t16qB13qB16分粒子在Ⅱ区运动轨迹的圆心在OA2的中点，由几何关系可知轨迹半径R2R,22mv则RqB2③2分轨迹对应的圆心角θ2=π，则运动时间tT2m④2分2qB22由题意知：tt1tmm23qB1qB21分由①③⑤式联立解得：B22B1,B15m,B25m6qt3qt2分答案：5m5m6qt3qt10【解析】1氘核粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得qBvmv020R2分解得粒子运动的半径Rmv02qB分由几何关系知，粒子从A点到O点的弦长为2R，由题意知n2Rx02分解得氘核粒子的比荷：q2nv0mx0B2分由几何关系得，OA段粒子运动轨迹的弧长：OAR，圆心角：，2由以上各式解得2x02OA4n分2粒子从O点到A点所经历的时间：t12x03分4nv0从O点到P点所经历的时间tnt12x034v0分2nv02x02x02x0答案:12x0B4n4nv04v0