2025新高考方案一轮物理课时跟踪检测(五十一)　带电粒子在磁场中的运动

2025新高考方案一轮物理课时跟踪检测(五十一)带电粒子在磁场中的运动课时跟踪检测(五十一)带电粒子在磁场中的运动一、立足基础，体现综合1．(多选)一电中性微粒静止在垂直纸面向里的匀强磁场中，在某一时刻突然分裂成a、b和c三个微粒，a和b在磁场中做半径相等的匀速圆周运动，环绕方向如图所示，c未在图中标出。仅考虑磁场对带电微粒的作用力，下列说法正确的是()A．a带负电荷 B．b带正电荷C．c带负电荷 D．a和b的动量大小一定相等2．如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一段静止的长为L的通电导线，磁场方向垂直于导线。设单位长度导线中有n个自由电荷，每个自由电荷的电荷量都为q，它们沿导线定向移动的平均速率为v。下列选项正确的是()A．导线中的电流大小为nLqvB．这段导线受到的安培力大小为nLqvBC．沿导线方向电场的电场强度大小为vBD．导线中每个自由电荷受到的平均阻力大小为qvB3．(2024·西安高三质检)如图所示，竖直放置的光滑绝缘斜面处于方向垂直竖直平面(纸面)向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一带电荷量为q(q>0)的滑块自a点由静止沿斜面滑下，下降高度为h时到达b点，滑块恰好对斜面无压力。关于滑块自a点运动到b点的过程，下列说法正确的是(重力加速度为g)()A．滑块在a点受重力、支持力和洛伦兹力作用B．滑块在b点受到的洛伦兹力大小为qBeq\r(2gh)C．洛伦兹力做正功D．滑块的机械能增大4．(2024·沈阳高三模拟)如图所示，虚线框MNQP内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。a、b、c三个带电粒子，它们在纸面内从PQ边的中点垂直于PQ边射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹。若不计粒子所受重力，则()A．粒子a带负电，粒子b、c带正电B．若三个粒子比荷相同，则粒子c在磁场中的加速度最大C．若三个粒子入射的速度相同，则粒子c在磁场中的加速度最大D．若三个粒子入射的动量相同，则粒子b的带电量最大5．(2024·成都高三检测)如图所示，边长为L的正方形区域ABCD内存在着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。一带电粒子以速度v从D点射入磁场，速度方向与CD边夹角为60°，垂直BC边射出磁场，则下列说法正确的是()A．粒子一定带正电B．粒子的比荷为eq\f(\r(3)v,BL)C．粒子在磁场中的运动时间为eq\f(2\r(3)πL,9v)D．减小粒子的速度，粒子不可能从CD边射出6．(2024年1月·贵州高考适应性演练)如图，半径为R的圆形区域内有一方向垂直纸面向里的匀强磁场，MN、PQ是相互垂直的两条直径。两质量相等且带等量异种电荷的粒子从M点先后以相同速率v射入磁场，其中粒子甲沿MN射入，从Q点射出磁场，粒子乙沿纸面与MN方向成30°角射入，两粒子同时射出磁场。不计粒子重力及两粒子间的相互作用，则两粒子射入磁场的时间间隔为()A.eq\f(πR,12v)B.eq\f(πR,6v)C.eq\f(πR,3v)D.eq\f(2πR,3v)7．(2023·全国甲卷)(多选)光滑刚性绝缘圆筒内存在着平行于轴的匀强磁场，筒上P点开有一个小孔，过P的横截面是以O为圆心的圆，如图所示。一带电粒子从P点沿PO射入，然后与筒壁发生碰撞。假设粒子在每次碰撞前、后瞬间，速度沿圆上碰撞点的切线方向的分量大小不变，沿法线方向的分量大小不变、方向相反；电荷量不变。不计重力。下列说法正确的是()A．粒子的运动轨迹可能通过圆心OB．最少经2次碰撞，粒子就可能从小孔射出C．射入小孔时粒子的速度越大，在圆内运动时间越短D．每次碰撞后瞬间，粒子速度方向一定平行于碰撞点与圆心O的连线8．(2022·江苏高考)利用云室可以知道带电粒子的性质。如图所示，云室中存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，一个质量为m、速度为v的电中性粒子在A点分裂成带等量异号电荷的粒子a和b，a、b在磁场中的径迹是两条相切的圆弧，相同时间内的径迹长度之比la∶lb＝3∶1，半径之比ra∶rb＝6∶1。不计重力及粒子间的相互作用力，求：(1)粒子a、b的质量之比ma∶mb；(2)粒子a的动量大小pa。二、注重应用，强调创新9．(2024·南宁质检)(多选)如图所示，A、C两点分别位于x轴和y轴上，∠OCA＝30°，OA的长度为L。在△OCA区域内(包括边界)有垂直于xOy平面向里的匀强磁场。质量为m、电荷量为q的带电粒子，以不同的速度垂直OA边射入磁场。已知粒子从某点射入时，恰好垂直于OC边射出磁场，且粒子在磁场中运动的时间为2t0。不计粒子重力，下列说法正确的是()A．带电粒子带负电B．磁场的磁感应强度的大小为eq\f(πm,4qt0)C．从OA中点射入磁场的带电粒子可以从C点出射D．能从OA边射出的带电粒子最大射入速度是eq\f(2\r(3)－3,4t0)πL10．(2024·盐城高三模拟)如图所示，在直角坐标系xOy平面内，有一半径为R的圆形匀强磁场区域，磁感应强度的大小为B、方向垂直于纸面向里，边界与x、y轴分别相切于a、b两点，ac为直径。一质量为m、电荷量为q的带电粒子从b点以某一初速度v0(v0大小未知)沿平行于x轴正方向进入磁场区域，从a点垂直于x轴离开磁场，不计粒子重力。下列判断不正确的是()A．该粒子的速度为v0＝eq\f(BqR,m)B．该粒子从b点运动到a点的时间为eq\f(πm,2qB)C．以eq\f(\r(2),2)v0从b点沿各个方向垂直进入磁场的该种粒子从边界出射的最远点恰为a点D．以eq\r(2)v0从b点沿各个方向垂直进入磁场的该种粒子在磁场中运动的最长时间是eq\f(πm,4qB)11．(2023·浙江6月选考，节选)利用磁场实现离子偏转是科学仪器中广泛应用的技术。如图所示，Oxy平面(纸面)的第一象限内有足够长且宽度均为L、边界均平行x轴的区域Ⅰ和Ⅱ，其中区域Ⅰ存在磁感应强度大小为B1的匀强磁场，区域Ⅱ存在磁感应强度大小为B2的磁场，方向均垂直纸面向里，区域Ⅱ的下边界与x轴重合。位于(0,3L)处的离子源能释放出质量为m、电荷量为q、速度方向与x轴夹角为60°的正离子束，沿纸面射向磁场区域。不计离子的重力及离子间的相互作用，并忽略磁场的边界效应。(1)求离子不进入区域Ⅱ的最大速度v1及其在磁场中的运动时间t；(2)若B2＝2B1，求能到达y＝eq\f(L,2)处的离子的最小速度v2。课时跟踪检测(一)描述运动的基本概念一、立足基础，体现综合1．如图所示是奥运会中的运动项目，在考查运动员比赛成绩时，可将运动员视为质点的是()2.2023年11月30日，重庆市域铁路江跳线与重庆轨道交通5号线正式贯通载客运营，乘客乘坐贯通列车即可实现跨线运行、零换乘，提升乘客出行体验。如图是在江跳线圣泉寺站首趟贯通运营的列车进站，下列说法正确的是()A．研究某乘客上车动作时，可以将该乘客视为质点B．研究列车通过某一道闸所用的时间，可以将该列车视为质点C．选进站时运动的列车为参考系，坐在列车中的乘客是静止的D．选进站时运动的列车为参考系，站台上等候的乘客是静止的3．(2024·郑州高三检测)某品牌植保无人机喷洒农药，最快工作效率达到150亩/小时，可持续工作8小时。下列说法中正确的是()A．调整无人机在空中的姿态时可以将无人机看成质点B．确定无人机的位置时需要建立三维坐标系C．观察无人机飞行速度时可以选取无人机上的摄像机为参考系D．“8小时”指的是时刻4．杭州东站到上海虹桥站的G7560次高铁列车的时刻表如下表所示，已知杭州东站到上海虹桥站的直线距离约为162km，下列说法正确的是()站名到时发时停留杭州东15：2915：29……嘉兴南15：5415：562分上海虹桥16：2416：24……A.15：29是指时间间隔B．研究列车驶出杭州东站的平均速度时，列车可视为质点C．以G7560次列车为参考系，坐在车上的乘客在运动D．列车全程的平均速度大小约为177km/h5.(多选)如图所示，在某次自行车越野比赛中，某选手用地图计算出从出发地A到目的地B的直线距离为12km，实际从A运动到B用时30min，实际里程表指示的里程数比直线距离多了8km，当他经过某路标C时，车上速度计指示的示数为50km/h，下列说法正确的是()A．整个过程中自行车的平均速度大小为24km/hB．整个过程中自行车的平均速率为40km/hC．经过路标C时自行车的瞬时速度大小为50km/hD．经过路标C时自行车的速度方向为由A指向B6．(2024·广州高三模拟)华南师大附中知识城校区位于广州市黄埔区，为一所新建学校。李老师打算驾车从华附天河校本部到知识城校区。她用手机导航，导航推荐了三种方案，其中方案一是高速多，用时少；方案二是走免费公路；方案三是走普通国道。李老师按照方案一驾驶小汽车从华附天河校本部出发，行驶了37km，共用了36分钟到达了知识城校区。则()A．汽车可能做匀变速运动B．汽车运动的平均速度约为61.67km/hC．研究汽车的运动轨迹时，可以将汽车视为质点D．手机导航推荐的三种方案位移大小相等，方向不同7．(2024·长沙高三调研)在现代的国防军工领域，无人机被广泛运用于侦测、预警和通信等各个方面。在某军区举行的一次军事演习中，甲、乙两架无人机以相同的速度沿同一条水平直线匀速前进，甲在前，乙在后，发现对方后，两架无人机的自动发射系统瞄准对方，同时相对自身以大小为v的速度水平射击对方，忽略发射子弹过程无人机速度的变化，不计空气阻力和子弹的竖直下落，则(两子弹不会相撞)()A．甲先被击中 B．乙先被击中C．甲不会被击中 D．甲、乙同时被击中二、注重应用，强调创新8．(2024·名校联盟高三大联考)2023年10月3日，在杭州亚运会田径女子4×100m接力决赛中，位于第8道的中国队以43秒39的成绩夺得冠军，时隔9年重返亚洲之巅。如图所示为4×100m跑道的起终点区域，部分赛道起点位置及比赛终点线如图中所标注，则在整个比赛中()A．43秒39表示时刻B．每位运动员位移的大小都为100mC．中国队的平均速度约为9.2m/sD．中国队运动员的总位移比位于第3道的新加坡队大9.如图所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间Δt。测得遮光条的宽度为Δx，用eq\f(Δx,Δt)近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度。为使eq\f(Δx,Δt)更接近瞬时速度，正确的措施是()A．换用宽度更窄的遮光条B．提高测量遮光条宽度的精确度C．使滑块的释放点更靠近光电门D．增大气垫导轨与水平面的夹角10.核潜艇是战略核威慑手段之一，我国自主研制的“094A”核潜艇在世界上处于比较领先的地位。如图所示，在某次实战训练中潜艇遇到情况需要紧急下潜，假设在某段时间内可视为匀减速下潜，若在这段时间内5s末的速度比2s末的速度小3m/s，则“094A”潜艇在该段时间内的加速度大小为()A．1m/s2 B．1.5m/s2C．2m/s2 D．3m/s211.排球在我国是广受欢迎的比赛项目，女排精神更是体现了顽强拼搏、永不放弃的中国精神。在排球比赛中，扣球手运动员抓住机会打了一个“探头球”，已知来球速度大小v1＝6m/s，反向击回的球速度大小v2＝8m/s，击球时间为0.2s。关于击球过程中的平均加速度，下列说法正确的是()A．平均加速度大小为70m/s2，方向与v1相同B．平均加速度大小为10m/s2，方向与v1相同C．平均加速度大小为70m/s2，方向与v2相同D．平均加速度大小为10m/s2，方向与v2相同12．(2024·福州高三模拟)厦门的鼓浪屿是集观光、度假、旅游、购物、休闲、娱乐为一体的综合性海岛风景文化旅游区。“鼓浪屿：国际历史社区”已被列入世界遗产名录。如图为小闵同学在游玩鼓浪屿某段时间内的x­t图像。随后小闵沿半径为R的圆进行取景，在t1内绕行1.5圈。由图可知()A．在0～t0时间内，小闵的行走轨迹为一条曲线B．在0～t0时间内，小闵的加速度越来越小，行走的平均速度小于eq\f(x1－x0,t0)C．取景过程，小闵绕行的平均速率为eq\f(2R,t1)D．取景过程中，为实时监测相机