《（新課標(biāo)）2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)42 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用（含解析）新人教版》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（新課標(biāo)）2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)42 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用（含解析）新人教版（12頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用一、選擇題1(2018莆田二模)真空中，一帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)與一不帶電的靜止粒子發(fā)生碰撞并合為一體則碰撞前、后粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡正確的是(實(shí)線表示碰撞前的軌跡，虛線表示碰撞后的軌跡)()答案A解析兩粒子碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，根據(jù)半徑公式有：r，碰撞前、后動(dòng)量不變，電量q不變，所以運(yùn)動(dòng)的軌道半徑不變，故A項(xiàng)正確，故B、C、D三項(xiàng)錯(cuò)誤2.(2018玉溪二模)如圖所示，一條直線上有O、M、N三點(diǎn)，OMMN，直線上方的整個(gè)空間存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)子和一粒子分別以速度v1、v2從O點(diǎn)沿OP方向射入磁場(chǎng)，質(zhì)子經(jīng)時(shí)間t1從M點(diǎn)射出磁場(chǎng)，粒子經(jīng)時(shí)間t2

2、從N點(diǎn)射出磁場(chǎng)，質(zhì)子和粒子的重力不計(jì)，不考慮它們之間的相互作用，則關(guān)于t1、t2、v1、v2的判斷正確的是()At1t2，v1v2Bt1t2，v1v2Ct1t2，v1v2 Dt1t2，v1v2答案B解析畫(huà)出兩粒子的軌跡過(guò)程圖，如圖所示，設(shè)OMMNL，對(duì)質(zhì)子根據(jù)洛倫茲力提供向心力：q1v1Bm1，可得：r1根據(jù)幾何關(guān)系可得：2r1sinL聯(lián)立可得：v1同理對(duì)粒子可得：v2又因?yàn)椋簃24m1，q22q1聯(lián)立可得：v1v2質(zhì)子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期：T1粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期：T2根據(jù)：m24m1，q22q1可得：T2T1，因?yàn)閳A心角相等，所以：t1t2.3(2018汕頭二模)(多選)如圖所示，虛線MN

3、將平面分成和兩個(gè)區(qū)域，兩個(gè)區(qū)域分別存在著與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)一帶電粒子僅在磁場(chǎng)力作用下由區(qū)運(yùn)動(dòng)到區(qū)，曲線aPb為運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的一段軌跡，其中弧aP、弧Pb的弧長(zhǎng)之比為21，且粒子經(jīng)過(guò)a、b點(diǎn)時(shí)的速度方向均水平向右，下列判斷正確的是()A、區(qū)域兩個(gè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反，大小之比為12B粒子在、區(qū)域兩個(gè)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑之比為21C粒子通過(guò)aP、Pb兩段弧的時(shí)間之比為11D弧aP與弧Pb對(duì)應(yīng)的圓心角之比為21答案AB解析粒子在磁場(chǎng)中只受洛倫茲力作用，洛倫茲力做向心力，不做功，故有：Bvq，、區(qū)域粒子速度大小不變；根據(jù)粒子偏轉(zhuǎn)方向相反可得：、區(qū)域兩個(gè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反；根據(jù)粒子偏轉(zhuǎn)方向相反，由

4、粒子經(jīng)過(guò)a、b點(diǎn)時(shí)的速度方向均水平向右可得：粒子轉(zhuǎn)過(guò)的角度相等；又有弧aP、弧Pb的弧長(zhǎng)之比為21，粒子在、區(qū)域兩個(gè)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑之比為21；根據(jù)B可得：、區(qū)域兩個(gè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為12；根據(jù)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T，由中心角相等可得：粒子通過(guò)aP、Pb兩段弧的時(shí)間之比為21，故A、B兩項(xiàng)正確，C、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤4(2018安徽模擬)(多選)半徑為R的光滑絕緣豎直圓形軌道的最低點(diǎn)，有一個(gè)電量為q的介質(zhì)小球，以初速度v0向右沖上軌道下面四種情形中，A圖圓心處放置正點(diǎn)電荷，B圖加上豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)E，C圖加上水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)E，D圖加上垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)則小球一定能夠在圓軌

5、道內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)是()答案AD解析A項(xiàng)，小球運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中受到重力和庫(kù)侖力，其中庫(kù)侖力不做功，只有重力做功，則小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的速度滿足：mv122mgRmv02可得：v1小球在最高點(diǎn)需要的向心力：Fn1mg小球在最高點(diǎn)受到重力、向上的庫(kù)侖力，所以必定還受到軌道對(duì)小球的向下的作用力，可知，小球一定能到達(dá)最高點(diǎn)故A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，小球運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中受到重力和向下的電場(chǎng)力，重力和電場(chǎng)力都做負(fù)功，若小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，則速度滿足：mv222mgR2qERmv02可得：mv220，這顯然是不可能的，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，若電場(chǎng)的方向向右，將電場(chǎng)力與重力合成，等效于小球受到向右下方的等效重力mg，則：mgmg小

6、球向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中等效重力做功，若小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，則速度滿足：mv322mgRmv02可得：mv020這顯然是不可能的故C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，洛倫茲力不做功，小球在該情況下的運(yùn)動(dòng)與A圖的運(yùn)動(dòng)相似，小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的速度也是，小球在最高點(diǎn)受到重力、向上的洛倫茲力，所以必定還受到軌道對(duì)小球的向下的作用力，可知，小球一定能到達(dá)最高點(diǎn)故D項(xiàng)正確5(2018四川模擬)(多選)如圖所示，虛線所圍圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，比荷相同的a、b兩帶電粒子同時(shí)從P點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，a的速度v1沿半徑方向，b的速度v2與PO之間夾角為60，兩粒子分別經(jīng)過(guò)時(shí)間t1、t2都從Q點(diǎn)出磁場(chǎng)，POQ120.不計(jì)兩粒子間相互作用力

7、與重力，則()At1t231 Bt1t213Cv1v221 Dv1v22答案BC解析設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域半徑為R，那么，根據(jù)粒子運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)軌跡上的兩個(gè)點(diǎn)；根據(jù)如圖所示幾何關(guān)系可得：a的軌道半徑為Rtan60Rb的軌道半徑為Rsin60R；a轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角為60，b轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角為180；故根據(jù)洛倫茲力做向心力可得：Bvq故速度v運(yùn)動(dòng)周期T，所以運(yùn)動(dòng)周期相等；故運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比t1t26018013，速度之比v1v2rarb21，故B、C兩項(xiàng)正確，A、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤6(2018湖南模擬)(多選)如圖所示，電子由P點(diǎn)從靜止開(kāi)始沿直線PQ做加速直線運(yùn)動(dòng)，從Q點(diǎn)射出若要求電子能擊中在與直線PQ成角方向、與Q點(diǎn)相距d

8、的點(diǎn)M(已知：電子的電荷量為e、質(zhì)量為m、加速電壓為U、不計(jì)電子重力)下列選項(xiàng)正確的是()A電子運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的速度vB若在Q的右側(cè)加一個(gè)垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，則其大小為BC若在Q的右側(cè)加一個(gè)平行于PQ的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則電子不可能到達(dá)M點(diǎn)D若在Q的右側(cè)加一個(gè)垂直于PQ向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，則其大小為E答案ACD解析A項(xiàng)，在電場(chǎng)中加速，根據(jù)動(dòng)能定理有：eUmv20所以：v.故A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，若在Q的右側(cè)加一個(gè)垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，根據(jù)左手定則可知，電子受到的洛倫茲力的方向向下，電子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)：rsind又：evBm聯(lián)立解得：B.故B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，若在Q的右側(cè)加一個(gè)平行于PQ的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電子在磁

9、場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的方向與磁場(chǎng)的方向平行，則電子不受洛倫茲力，則不可能到達(dá)M點(diǎn)故C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，若在Q的右側(cè)加一個(gè)垂直于PQ向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，電子沿PQ方向勻速運(yùn)動(dòng)，有：dcosvt得：t垂直于PQ方向勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為：a垂直于PQ方向的位移：ydsinat2聯(lián)立解得：E.故D項(xiàng)正確7(2018衡陽(yáng)二模)如圖所示，由Oa、Ob、Oc三個(gè)鋁制薄板互成120角均勻分開(kāi)的、三個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，其磁感應(yīng)強(qiáng)度分別用B1、B2、B3表示現(xiàn)有帶電粒子自a點(diǎn)垂直O(jiān)a板沿逆時(shí)針?lè)较蛏淙氪艌?chǎng)中，帶電粒子完成一周運(yùn)動(dòng)，假設(shè)帶電粒子穿過(guò)鋁質(zhì)薄板過(guò)程中電荷量不變，在三個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為135，軌跡恰好是一個(gè)以O(shè)為圓心

10、的圓，不計(jì)粒子重力，則()A磁感應(yīng)強(qiáng)度B1B2B3135B磁感應(yīng)強(qiáng)度B1B2B3531C其在b、c處穿越鋁板所損失的動(dòng)能之比為252D其在b、c處穿越鋁板所損失的動(dòng)能之比為275答案C解析A、B兩項(xiàng)，帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：tT在各個(gè)區(qū)域的圓心角均為根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得：qvBm可得粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期：T所以t，故B，又因?yàn)閙、q均為定值在三個(gè)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度之比為B1B2B31553，故A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤；C、D兩項(xiàng)，三個(gè)區(qū)域的磁場(chǎng)半徑相同，為r，又因?yàn)閯?dòng)能Ekmv2聯(lián)立可得：Ek，因?yàn)閝、m和r均相同，故三個(gè)區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能之比為：Ek1Ek2Ek3B12B22B3322525

11、9設(shè)比例常數(shù)k，則：在b處穿越鋁板所損失的動(dòng)能為Ek1225k25k200k在c處穿越鋁板所損失的動(dòng)能為Ek225k9k16k在b、c處穿越鋁板所損失的動(dòng)能之比為：Ek1Ek2252，故C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤8(2018貴州模擬)如圖所示，aefc和befd是垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)、的邊界磁場(chǎng)、的磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1、B2，且B22B1.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子垂直邊界ae從P點(diǎn)射入磁場(chǎng)，后經(jīng)f點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，并最終從fc邊界射出磁場(chǎng)區(qū)域不計(jì)粒子重力，該帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為()A. B.C. D.答案B解析粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)只受洛倫茲力作用，故粒子做圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力做向心力，故有：

12、Bvq，所以，R；粒子垂直邊界ae從P點(diǎn)射入磁場(chǎng)，后經(jīng)f點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，故根據(jù)幾何關(guān)系可得：粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為磁場(chǎng)寬度d；粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為磁場(chǎng)寬度d；那么，根據(jù)幾何關(guān)系可得：粒子從P到f轉(zhuǎn)過(guò)的中心角為90，粒子在f點(diǎn)沿fd方向進(jìn)入磁場(chǎng)；然后粒子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)180在e點(diǎn)沿ea方向進(jìn)入磁場(chǎng)；最后，粒子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)90后從fc邊界射出磁場(chǎng)區(qū)域；故粒子在兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域分別轉(zhuǎn)過(guò)180，根據(jù)周期T可得：該帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為T(mén)1T2，故B項(xiàng)正確，A、C、D三項(xiàng)錯(cuò)誤9(2018江蘇三模)如圖所示，在直角坐標(biāo)系xOy中，x軸上方有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，磁場(chǎng)方向垂直于紙面

13、向外許多質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，以相同的速率v沿紙面內(nèi)，由x軸負(fù)方向與y軸正方向之間各個(gè)方向從原點(diǎn)O射入磁場(chǎng)區(qū)域不計(jì)重力及粒子間的相互作用下列圖中陰影部分表示帶電粒子在磁場(chǎng)中可能經(jīng)過(guò)的區(qū)域，其中R，正確的圖是()答案D解析粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，以x軸為邊界的磁場(chǎng)，粒子從x軸進(jìn)入磁場(chǎng)后到離開(kāi)，速度v與x軸的夾角相同，根據(jù)左手定則和R，知沿x軸負(fù)軸的剛好進(jìn)入磁場(chǎng)做一個(gè)圓周，沿y軸進(jìn)入的剛好轉(zhuǎn)半個(gè)周期，如圖，在兩圖形的相交的部分是粒子不經(jīng)過(guò)的地方，故D項(xiàng)正確10.(2018深圳二模)如圖所示，在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度B2 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一長(zhǎng)度L5 m的細(xì)圓筒，繞其一端O在紙面內(nèi)沿逆時(shí)

14、針?lè)较蜃鼋撬俣?0 rad/s的勻速圓周運(yùn)動(dòng)另端有一粒子源，能連續(xù)不斷相對(duì)粒子源沿半徑向外發(fā)射速度為v400 m/s的帶正電粒子已知帶電粒子的電量q2.5106 C，質(zhì)量m3108 kg，不計(jì)粒子間相互作用及重力，打在圓筒上的粒子均不被吸收，則帶電粒子在紙面內(nèi)所能到達(dá)的范圍面積S是()A48 m2 B. 9 m2C49 m2 D16 m2答案A解析發(fā)射粒子時(shí)，粒子沿半徑方向的速度為v400 m/s，粒子隨細(xì)圓筒做圓周運(yùn)動(dòng)，垂直半徑方向的速度為L(zhǎng)300 m/s；故粒子速度為v500 m/s，粒子速度方向與徑向成arctan37；粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力做向心力，故有：Bvq所以，運(yùn)動(dòng)

15、半徑為：R3 m；根據(jù)左手定則可知：粒子做圓周運(yùn)動(dòng)也是沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)；根據(jù)幾何關(guān)系，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心到O的距離為s4 m故帶電粒子在紙面內(nèi)所能到達(dá)的范圍為內(nèi)徑為sR1 m，外徑為sR7 m的環(huán)形區(qū)域；故帶電粒子在紙面內(nèi)所能到達(dá)的范圍面積為：S(7)2(1)2(m2)48 m2，故A項(xiàng)正確，B、C、D三項(xiàng)錯(cuò)誤二、非選擇題11(2018海南)如圖，圓心為O、半徑為r的圓形區(qū)域外存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.P是圓外一點(diǎn)，OP3r.一質(zhì)量為m、電荷量為q(q0)的粒子從P點(diǎn)在紙面內(nèi)垂直于OP射出已知粒子運(yùn)動(dòng)軌跡經(jīng)過(guò)圓心O，不計(jì)重力求(1)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑

16、；(2)粒子第一次在圓形區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間解析(1)根據(jù)題意，畫(huà)出粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡，如圖所示設(shè)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，由幾何關(guān)系有：(3rR)2R2r2解得：Rr(2)由R得v粒子第一次在圓形區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t.12(2018宿州一模)利用如圖所示的裝置可以測(cè)出電子的比荷和初速度大小，該裝置可簡(jiǎn)化為：半徑R m的圓簡(jiǎn)處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B2109 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與筒的中心軸O平行，過(guò)某一直徑的兩端分別開(kāi)有小孔a、b.電子以某一速度從小孔a沿著ab方向射入筒內(nèi)，與此同吋，簡(jiǎn)繞其中心軸以角速度3.6102 rad/s順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)筒轉(zhuǎn)過(guò)60時(shí)，該粒子恰好從小孔b飛出圓筒被接

17、收器收到，不計(jì)重力若粒子在筒內(nèi)未與筒壁發(fā)生碰撞，求：(1)電子的比荷；(2)電子的初速度大小(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)解析(1)電子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，電子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖電子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為：T由幾何關(guān)系知，圓弧所對(duì)的圓心角為60，電子運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：t1T圓筒勻速轉(zhuǎn)動(dòng)60的時(shí)間為為：t2其中t1t2解得：1.81011 C/kg(2)設(shè)電子勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，根據(jù)幾何關(guān)系有：tan30得：rR3 m根據(jù)半徑公式r，有：v01.81011210931.1103 m/s.13(2018德州一模)如圖所示，在水平面內(nèi)，OC與OD間的夾角30，OC與OD間有垂

18、直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)I，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1B0，OA與OC間的夾角45，OA與OC間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為m帶負(fù)電荷的粒子q(不計(jì)重力)從M點(diǎn)沿與OD方向成60角的方向射入磁場(chǎng)I，并剛好垂直于OC離開(kāi)磁場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)，且粒子剛好能從OA邊飛出求：(1)粒子經(jīng)過(guò)勻強(qiáng)磁場(chǎng)所用的時(shí)間；(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2大??；(3)在OD邊下方一圓形區(qū)域內(nèi)(未畫(huà)出)存在豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，粒子以初速度v0垂直于電場(chǎng)線方向射入電場(chǎng)，飛經(jīng)電場(chǎng)后再?gòu)腗點(diǎn)沿與OD方向成60角進(jìn)入磁場(chǎng)，則圓形電場(chǎng)區(qū)域的最小面積S.解析(1)帶電粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)如圖，由幾何關(guān)系可知，粒子在區(qū)運(yùn)動(dòng)的圓心角為60，由：qvB0m周期T運(yùn)動(dòng)時(shí)間tT解得：t(2)由題意知，粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖，設(shè)粒子在磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R1，在磁場(chǎng)內(nèi)的軌道半徑為R2，由幾何關(guān)系可知：sin45解得：又由R解得：解得B2B0(3)由題意可知，帶電粒子在圓形電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，在水平方向：xv0t；豎直方向：yat2vyat根據(jù)牛頓第二定律：a在M點(diǎn)速度的合成與分解有：vyv0tan60粒子在電場(chǎng)中的位移：L圓的面積：S()2聯(lián)立解得：S.12