高考物理二輪復(fù)習(xí) 訓(xùn)練9 專(zhuān)題四 電場(chǎng)和磁場(chǎng) 第9講 磁場(chǎng)及帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
《高考物理二輪復(fù)習(xí) 訓(xùn)練9 專(zhuān)題四 電場(chǎng)和磁場(chǎng) 第9講 磁場(chǎng)及帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》由會(huì)員分享,可在線(xiàn)閱讀,更多相關(guān)《高考物理二輪復(fù)習(xí) 訓(xùn)練9 專(zhuān)題四 電場(chǎng)和磁場(chǎng) 第9講 磁場(chǎng)及帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(7頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
訓(xùn)練9磁場(chǎng)及帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一、選擇題(本大題共8小題,每小題8分,共64分第15題只有一項(xiàng)符合題目要求,第68題有多項(xiàng)符合題目要求)1.中國(guó)宋代科學(xué)家沈括在夢(mèng)溪筆談中最早記載了地磁偏角:“以磁石磨針?shù)h,則能指南,然常微偏東,不全南也”進(jìn)一步研究表明,地球周?chē)卮艌?chǎng)的磁感線(xiàn)分布示意如圖結(jié)合上述材料,下列說(shuō)法不正確的是()A地理南、北極與地磁場(chǎng)的南、北極不重合B地球內(nèi)部也存在磁場(chǎng),地磁南極在地理北極附近C地球表面任意位置的地磁場(chǎng)方向都與地面平行D地磁場(chǎng)對(duì)射向地球赤道的帶電宇宙射線(xiàn)粒子有力的作用解析:本題考查地磁場(chǎng)以及地理知識(shí),意在考查學(xué)生的理解能力由夢(mèng)溪筆談中的記載和題中磁感線(xiàn)分布示意圖可知,地球內(nèi)部也存在磁場(chǎng),地磁南極在地理北極附近,地理南、北極與地磁場(chǎng)的南、北極不重合,在兩極附近地球表面的地磁場(chǎng)方向不與地面平行,C項(xiàng)錯(cuò)誤,AB項(xiàng)正確;射向地球赤道的帶電宇宙射線(xiàn)粒子與地磁場(chǎng)的磁感線(xiàn)不平行,故受洛倫茲力的作用,D項(xiàng)正確答案:C2.如圖,a是豎直平面P上的一點(diǎn),P前有一條形磁鐵垂直于P,且S極朝向a點(diǎn),P后一電子在偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈和條形磁鐵的磁場(chǎng)的共同作用下,在水平面內(nèi)向右彎曲經(jīng)過(guò)a點(diǎn)在電子經(jīng)過(guò)a點(diǎn)的瞬間條形磁鐵的磁場(chǎng)對(duì)該電子的作用力的方向()A向上B向下C向左D向右解析:條形磁鐵的磁感線(xiàn)方向在a點(diǎn)為垂直P(pán)向外,粒子在條形磁鐵的磁場(chǎng)中向右運(yùn)動(dòng),所以根據(jù)左手定則可得電子受到的洛倫茲力方向向上,A正確答案:A3.如圖所示,圓形區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B1,P為磁場(chǎng)邊界上的一點(diǎn)相同的帶正電荷粒子,以相同的速率從P點(diǎn)射入磁場(chǎng)區(qū)域,速度方向沿位于紙面內(nèi)的各個(gè)方向這些粒子射出邊界的位置均處于邊界的某一段弧上,這段圓弧的弧長(zhǎng)是圓周長(zhǎng)的.若將磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小變?yōu)锽2,結(jié)果相應(yīng)的弧長(zhǎng)變?yōu)閳A周長(zhǎng)的,不計(jì)粒子的重力和粒子間的相互影響,則等于()A. B. C. D.解析:設(shè)圓形區(qū)域的半徑為r,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1時(shí),從P點(diǎn)射入的粒子與磁場(chǎng)邊界的最遠(yuǎn)交點(diǎn)為M,最遠(yuǎn)的點(diǎn)是軌跡上直徑與磁場(chǎng)邊界圓的交點(diǎn),POM120,如圖甲所示,所以粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R為:sin60,解得:Rr,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2時(shí),從P點(diǎn)射入的粒子與磁場(chǎng)邊界的最遠(yuǎn)交點(diǎn)為N,最遠(yuǎn)的點(diǎn)是軌跡上直徑與磁場(chǎng)邊界圓的交點(diǎn),PON90,如圖乙所示,所以粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R為:Rr由帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R得:.答案:C4如圖所示,比荷相同的帶正電粒子A和B,同時(shí)以速度vA和vB從寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界上的O點(diǎn)分別以60和30(與邊界的夾角)方向射入磁場(chǎng),又恰好不從另一邊界飛出,則下列說(shuō)法中正確的是()AA、B兩粒子的速度之比為(2)3BA、B兩粒子在磁場(chǎng)中的位移之比為11CA、B兩粒子在磁場(chǎng)中的路程之比為12DA、B兩粒子在磁場(chǎng)中的時(shí)間之比為21解析:設(shè)粒子速度方向和磁場(chǎng)邊界的夾角為,粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r,如圖所示,有rrcosd,即r,所以,A正確;粒子在磁場(chǎng)中的位移x2rsin,所以,B錯(cuò)誤;粒子在磁場(chǎng)中的路程sr(22),所以,C錯(cuò)誤;粒子在磁場(chǎng)中的時(shí)間t,所以,D錯(cuò)誤答案:A5.如圖所示,帶有正電荷的A粒子和B粒子同時(shí)以同樣大小的速度從寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界上的O點(diǎn)分別以30和60(與邊界的夾角)射入磁場(chǎng),又恰好都不從另一邊界飛出,則下列說(shuō)法中正確的是()AA、B兩粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為BA、B兩粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為CA、B兩粒子的之比是DA、B兩粒子的之比是解析:粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,其中A粒子的運(yùn)動(dòng)半徑滿(mǎn)足dRRcos30,可得R;同理可得B粒子的運(yùn)動(dòng)半徑r,則,所以A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤;據(jù)R可知R,所以?xún)闪W拥闹仁牵珻錯(cuò)誤,D正確答案:D6在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,電量都為q的三個(gè)正、負(fù)離子從O點(diǎn)同時(shí)沿紙面內(nèi)不同方向射出,運(yùn)動(dòng)軌跡如圖,已知mambmc,磁場(chǎng)足夠大,不計(jì)離子間的相互作用,可以判定()Aa、b是正離子,c是負(fù)離子Ba、b是負(fù)離子,c是正離子Ca最先回到O點(diǎn)Db、c比a先回到O點(diǎn)解析:根據(jù)左手定則知,c帶正電,a、b帶負(fù)電,故B正確,A錯(cuò)誤;根據(jù)T,因?yàn)殡娏肯嗟?,mambmc,可知b、c的周期相等,小于a的周期,則b、c比a先回到O點(diǎn),故D正確,C錯(cuò)誤答案:BD7如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系中有一個(gè)垂直于紙面向里的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng),其邊界過(guò)原點(diǎn)O和y軸上的點(diǎn)a(0,L)一質(zhì)量為m、電荷量為e的電子從a點(diǎn)以初速度v0平行于x軸正方向射入磁場(chǎng),并從x軸上的b點(diǎn)射出磁場(chǎng),此時(shí)速度方向與x軸正方向的夾角為60.下列說(shuō)法中正確的是()A電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為B電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為C磁場(chǎng)區(qū)域的圓心坐標(biāo)(,)D電子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心坐標(biāo)為(0,2L)解析:電子的軌跡半徑為R,由幾何知識(shí),Rsin30RL,得R2L.電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t,而T,得:t,故A錯(cuò)誤,B正確;設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域的圓心坐標(biāo)為(x,y),其中xRcos30L,y,所以磁場(chǎng)圓心坐標(biāo)為(L,),故C正確;根據(jù)幾何關(guān)系可得,電子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心坐標(biāo)為(0,L),故D錯(cuò)誤答案:BC8.如圖所示,直角三角形ABC區(qū)域中存在一勻強(qiáng)磁場(chǎng),比荷相同的兩個(gè)粒子(不計(jì)重力)從A點(diǎn)沿AB方向射入磁場(chǎng),分別從AC邊上的P、Q兩點(diǎn)射出,則()A從P點(diǎn)射出的粒子速度大B從Q點(diǎn)射出的粒子速度大C從Q點(diǎn)射出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)D兩個(gè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一樣長(zhǎng)解析:粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,根據(jù)幾何關(guān)系(圖示弦切角相等),粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的圓心角相等,根據(jù)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間tT,又因?yàn)榱W釉诖艌?chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)的周期T,可知粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等,D正確,C錯(cuò)誤;由圖知,粒子運(yùn)動(dòng)的半徑RPRQ,由粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R知粒子運(yùn)動(dòng)速度vPvQ,A錯(cuò)誤,B正確答案:BD二、計(jì)算題(本大題共2小題,共36分需寫(xiě)出規(guī)范的解題步驟)9.如圖所示,質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子,以初速度v沿垂直磁場(chǎng)方向射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)不計(jì)帶電粒子所受重力(1)求粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R和周期T;(2)為使該粒子做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),還需要同時(shí)存在一個(gè)與磁場(chǎng)方向垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng),求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小解析:本題主要考查帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)以及在復(fù)合場(chǎng)中的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),意在考查學(xué)生的分析和推理能力(1)洛倫茲力提供向心力,有fqvBm帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T(2)粒子受電場(chǎng)力FqE ,洛倫茲力fqvB.粒子做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),則qEqvB電場(chǎng)強(qiáng)度的大小EvB答案:(1)(2)vB10如圖所示的xOy坐標(biāo)系中,y軸右側(cè)空間存在范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于xOy平面向外Q1、Q2兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(0,L)、(0,L),坐標(biāo)為(L,0)處的C點(diǎn)固定一平行于y軸放置的絕緣彈性擋板,C為擋板中點(diǎn)帶電粒子與彈性絕緣擋板碰撞前后,沿y軸方向分速度不變,沿x軸方向分速度反向,大小不變現(xiàn)有質(zhì)量為m、電量為q的粒子,在P點(diǎn)沿PQ1方向進(jìn)入磁場(chǎng),30,不計(jì)粒子重力(1)若粒子從點(diǎn)Q1直接通過(guò)點(diǎn)Q2,求粒子初速度大?。?2)若粒子從點(diǎn)Q1直接通過(guò)點(diǎn)O,求粒子第一次經(jīng)過(guò)x軸的交點(diǎn)坐標(biāo);(3)若粒子與擋板碰撞兩次并能回到P點(diǎn),求粒子初速度大小及擋板的最小長(zhǎng)度解析:(1)由題意畫(huà)出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖甲所示粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑大小為R1,由幾何關(guān)系得:R1cos30L粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得:qv1Bm解得v1(2)由題意畫(huà)出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖乙所示設(shè)其與x軸交點(diǎn)為M,橫坐標(biāo)為xM,由幾何關(guān)系知2R2cos30LxM2R2sin30則M點(diǎn)坐標(biāo)為(L,0)(3)由題意畫(huà)出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖丙所示:粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑大小為R3,偏轉(zhuǎn)一次后在y負(fù)方向偏移量為y1,由幾何關(guān)系得y12R3cos30為保證粒子最終能回到P,粒子每次射出磁場(chǎng)時(shí)速度方向與PQ2連線(xiàn)平行,與擋板碰撞后,速度方向與PQ1連線(xiàn)平行,每碰撞一次,粒子出進(jìn)磁場(chǎng)在y軸上距離y2(如圖中A、E間距)可由題給條件得y22tan30當(dāng)粒子只碰兩次,其幾何條件是3y12y22L聯(lián)立解得R3粒子磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得:qv3Bm解得v3擋板的最小長(zhǎng)度Ly1y22R3cos30tan30解得L答案:(1)(2)(L,0)(3)- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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