2022届高三物理大一轮复习-第8章-第2节-磁场对运动电荷的作用-课后达标检测-.docx
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1、一、单项选择题1.两个质量分别为m1与m2的带电粒子M、N的电荷量分别为q1和q2,以同一速度v进入匀强磁场中,在磁场里,它们的运动轨迹如图中虚线所示已知粒子M的轨道半径r1为粒子N的轨道半径r2的一半,由此可知()A粒子M带正电,粒子N带负电,q1q221B粒子M带负电,粒子N带正电,12C粒子M带正电,粒子N带负电,21D粒子M带正电,粒子N带负电,运动周期之比解析:选C.由左手定则可知,粒子M带正电,粒子N带负电,B错误;由于条件不足,不能求出q1与q2的比值,A错误;对粒子M有Bq1v,对粒子N有Bq2v,又r22r1,解得21,故C正确;周期T1,T2,故D错误2如图所示,圆形区域内
2、有垂直纸面的匀强磁场,三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c,以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场,其运动轨迹如图若带电粒子只受磁场力的作用,则下列说法正确的是()Aa粒子速率最大,在磁场中运动时间最长Bc粒子速率最大,在磁场中运动时间最短Ca粒子速率最小,在磁场中运动时间最短Dc粒子速率最小,在磁场中运动时间最短解析:选B.由题图可知,粒子a的运动半径最小,圆心角最大,粒子c的运动半径最大,圆心角最小,由洛伦兹力供应粒子做圆周运动的向心力可得:qvBm,故半径公式r,T,故在质量、带电荷量、磁场的磁感应强度都相同的状况下,速率越小,半径越小,所以粒子a的运动速率最小,粒子c的运动速
3、率最大,而带电粒子在磁场中的运动时间只取决于运动所对应的圆心角,所以粒子a的运动时间最长,粒子c的运动时间最短3(2021贵阳适应性检测)如图所示,半径为R的圆形区域内有一垂直纸面对里的匀强磁场,P为磁场边界上的一点大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子,在纸面内沿各个方向以相同速率v从P点射入磁场这些粒子射出磁场时的位置均位于PQ圆弧上,PQ圆弧长等于磁场边界周长的.不计粒子重力和粒子间的相互作用,则该匀强磁场的磁感应强度大小为()A.B.C. D.解析:选D.这些粒子在磁场中做匀速圆周运动,由牛顿其次定律可得qvB.从Q点离开磁场的粒子是这些粒子中离P点最远的粒子,所以PQ为从Q点离开磁场的
4、粒子的轨迹圆弧的直径,由图中几何关系可知,该粒子轨迹圆的圆心O、磁场圆的圆心O和点P形成一个直角三角形,由几何关系可得,rRsin 60R.联立解得B,选项D正确4.(2021洛阳统考)如图所示,在圆形区域内存在垂直纸面对外的匀强磁场,ab是圆的一条直径一带正电的粒子从a点射入磁场,速度大小为2v,方向与ab成30时恰好从b点飞出磁场,粒子在磁场中运动的时间为t.若仅将速度大小改为v,则粒子在磁场中运动的时间为(不计带电粒子所受重力)()A3t B.tC.t D2t解析:选D.由q2vBm(2v)2/R可得R2mv/qB.设磁场区域半径为r,则rRcos 60R/2.粒子在磁场中运动的轨迹所对
5、的圆心角为60,弧长为圆周的1/6,即R/32vt.若仅将速度大小改为v,其轨迹半径减小为原来的1/2,即Rmv/qBr.画出带电粒子在磁场中运动的轨迹如图所示,粒子在磁场中运动的轨迹所对的圆心角为120,弧长为圆周的1/3,即2R/3vt.联立解得t2t,选项D正确5.如图所示,边长为L的正方形ABCD区域内存在磁感应强度方向垂直于纸面对里、大小为B的匀强磁场,一质量为m、带电荷量为q的粒子从AB边的中点处垂直于磁感应强度方向射入磁场,速度方向与AB边的夹角为30.若要求该粒子不从AD边射出磁场,则其速度大小应满足()Av BvCv Dv解析:选C.当粒子的轨迹跟AD边相切时,粒子恰好不从A
6、D边射出,通过作图,知rmsin 30,得rmL,此时的速度为vm,而满足条件的半径r应小于等于L,故有v,C正确6.如图所示为一有界匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面对外,MN、PQ为其两个边界,两边界间的距离为L.现有两个带负电的粒子同时从A点以相同速度沿与PQ成30角的方向垂直射入磁场,结果两粒子又同时离开磁场已知两带负电的粒子质量分别为2m和5m,电荷量大小均为q,不计粒子重力及粒子间的相互作用,则粒子射入磁场时的速度为()A. B.C. D.解析:选B.由于两粒子在磁场中运动时间相等,则两粒子确定是分别从MN边和PQ边离开磁场的,如图所示,由几何学问可得质量为2m的粒子对应的
7、圆心角为300,由tT得质量为5m的粒子对应的圆心角为120,由图可知OCD为等边三角形,可求得RL,由Bqv得v,B正确二、多项选择题7(2022高考新课标全国卷)如图为某磁谱仪部分构件的示意图图中,永磁铁供应匀强磁场,硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子当这些粒子从上部垂直进入磁场时,下列说法正确的是()A. 电子与正电子的偏转方向确定不同B电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径确定相同C仅依据粒子运动轨迹无法推断该粒子是质子还是正电子D粒子的动能越大,它在磁场中运动轨迹的半径越小解析:选AC.依据左手定则,电子、正电子进入磁场后所受洛伦兹力的方向相
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