2019-2020年高考物理一輪總復習 8.2磁場對運動電荷的作用限時規(guī)范特訓.doc
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2019-2020年高考物理一輪總復習 8.2磁場對運動電荷的作用限時規(guī)范特訓一、選擇題(本題共10小題,每小題6分,共60分)1. xx金華模擬2011年5月29日夜,一道閃電擊中了位于加拿大多倫多市的加拿大國家電視塔。該電視塔高553.3 m,是多倫多市的標志性建筑,也是加拿大的著名象征。假設發(fā)生閃電的云層帶負電,則在閃電瞬間,電視塔受到地磁場在水平方向的作用力方向是()A. 向東B. 向南C. 向西 D. 向北解析:閃電發(fā)生時,電子運動方向向下,又因地磁場有水平向北的分量,用左手定則判斷電子受到的洛倫茲力向西,故C對。答案:C2. 如圖所示,在真空中,水平導線中有恒定電流I通過,導線的正下方有一質子初速度方向與電流方向相同,則質子可能的運動情況是()A. 沿路徑a運動 B. 沿路徑b運動C. 沿路徑c運動 D. 沿路徑d運動解析:由安培定則,電流在下方產生的磁場方向指向紙外,由左手定則,質子剛進入磁場時所受洛倫茲力方向向上。則質子的軌跡必定向上彎曲,因此C、D必錯;由于洛倫茲力方向始終與電荷運動方向垂直,故其運動軌跡必定是曲線,則B正確、A錯誤。答案:B3. xx山東臨沂質檢(多選)如圖所示,兩根長直導線豎直插入光滑絕緣水平桌面上的M、N兩小孔中,O為M、N連線中點,連線上a、b兩點關于O點對稱,導線通有大小相等、方向相反的電流。已知通電長直導線在周圍產生的磁場的磁感應強度Bk,式中k是常數(shù)、I是導線中電流、r為點到導線的距離。一帶正電的小球以初速度v0從a點出發(fā)沿連線運動到b點。關于上述過程,下列說法正確的是()A. 小球先做加速運動后做減速運動B. 小球一直做勻速直線運動C. 小球對桌面的壓力先增大后減小D. 小球對桌面的壓力一直在增大解析:根據(jù)安培定則和磁感應強度的疊加原理可知,線段ab上的磁場方向平行于桌面向里,且aOb部分的磁場強弱關于O點對稱分布,O點磁場最弱。帶正電的小球從a沿連線運動到b的過程中,所受的洛倫茲力豎直向上,大小先減小后增大,小球對桌面的壓力FNmgqvB,F(xiàn)N先增大后減小,C正確,D錯誤;小球水平方向不受外力作用,故小球做勻速直線運動,B正確,A錯誤。答案:BC4. (多選)如圖甲是用來加速帶電粒子的回旋加速器的示意圖,其核心部分是兩個D形金屬盒。在加速帶電粒子時,兩金屬盒置于勻強磁場中,兩盒分別與高頻電源相連。帶電粒子在磁場中運動的動能Ek隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示,忽略帶電粒子在電場中的加速時間,則下列判斷正確的是()A. 在Ekt圖中應有t4t3t3t2t2t1B. 高頻電源的變化周期應該等于tntn1C. 粒子加速次數(shù)越多,粒子最大動能一定越大D. 要想粒子獲得的最大動能越大,可增加D形盒的面積解析:帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的周期與速度大小無關,因此,在Ekt圖中應有t4t3t3t2t2t1,選項A正確;帶電粒子在回旋加速器中每運行一周加速兩次,高頻電源的變化周期應該等于2(tntn1),選項B錯;由r可知,粒子獲得的最大動能取決于D形盒的半徑,當軌道半徑與D形盒半徑相等時就不能繼續(xù)加速,故選項C錯、D對。答案:AD5. xx安徽蕪湖模擬如圖所示,在x軸上方存在垂直于紙面向里的勻強磁場,磁感應強度為B。在xOy平面內,從原點O處沿與x軸正方向成角(0v丙v乙,選項A、B錯誤;三個小球在運動過程中,只有重力做功,即它們的機械能守恒,選項D正確;甲球在最高點處的動能最大,因為勢能相等,所以甲球的機械能最大,甲球的釋放位置最高,選項C正確。答案:CD8. xx西安模擬(多選)某一空間存在著磁感應強度為B且大小不變、方向隨時間t做周期性變化的勻強磁場(如圖甲所示),規(guī)定垂直紙面向里的磁場方向為正。為了使靜止于該磁場中的帶正電的粒子能按abcdef的順序做橫“”字曲線運動(即如圖乙所示的軌跡),下列辦法可行的是(粒子只受磁場力的作用,其他力不計)()A. 若粒子的初始位置在a處,在t時給粒子一個沿切線方向水平向右的初速度B. 若粒子的初始位置在f處,在t時給粒子一個沿切線方向豎直向下的初速度C. 若粒子的初始位置在e處,在tT時給粒子一個沿切線方向水平向左的初速度D. 若粒子的初始位置在b處,在t時給粒子一個沿切線方向豎直向上的初速度解析:要使粒子的運動軌跡如題圖乙所示,粒子做圓周運動的周期應為T0,結合左手定則可知,選項A、D正確。答案:AD9. (多選)如圖所示,以直角三角形AOC為邊界的有界勻強磁場區(qū)域,磁感應強度為B,A60,AOa。在O點放置一個粒子源,可以向各個方向發(fā)射某種帶負電粒子,粒子的比荷為,發(fā)射速度大小都為v,且滿足v,發(fā)射方向由圖中的角度表示。對于粒子進入磁場后的運動(不計重力作用),下列說法正確的是()A. 粒子有可能打到A點B. 以60飛入的粒子運動時間最短C. 30飛入的粒子運動的時間都相等D. 在AC邊界上只有一半區(qū)域有粒子射出解析:由半徑公式Ra,可判斷粒子可能打在A點,此時為60,A正確;速度一定,周期一定,所以圓周運動的弦長越長時間越長,從A點射出的粒子或從AC中點射出的粒子弦長都為a,此時時間最長,B錯誤;只有當0時粒子才從AC中點射出,這是射出最左邊的一點,所以在AC邊界上只有一半區(qū)域有粒子射出,D正確;30飛入的粒子運動軌跡不同,射出點不同,所以弧長不相同,時間不同,C錯誤。答案:AD10. xx江西重點中學聯(lián)考如圖所示,在半徑為R的圓形區(qū)域內充滿磁感應強度為B的勻強磁場,MN是一豎直放置的感光板。從圓形磁場最高點P以速度v垂直磁場射入大量的帶正電的粒子,且粒子所帶電荷量為q、質量為m。不考慮粒子間的相互作用力,關于這些粒子的運動,以下說法正確的是()A. 只要對著圓心入射,出射后均可垂直打在MN上B. 即使是對著圓心入射的粒子,其出射方向的反向延長線也不一定過圓心C. 對著圓心入射的粒子,速度越大,在磁場中通過的弧長越長,時間也越長D. 只要速度滿足v,沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在MN上解析:對著圓心入射,只有軌道半徑為R的粒子出射后可垂直打在MN上,A錯誤;由對稱性可知,對著圓心入射的粒子,其出射方向的反向延長線一定過圓心,B錯誤;對著圓心入射的粒子,速度越大,在磁場中通過的弧長所對的圓心角越小,運動時間越短,C錯誤;只要速度滿足v,沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在MN上,D正確。答案:D二、非選擇題(本題共2小題,共40分)11. (20分)靜電噴漆技術具有效率高、浪費少、質量好、有益于健康等優(yōu)點,其裝置可簡化如圖。A、B為水平放置的間距d1.6 m的兩塊足夠大的平行金屬板,兩板間有方向由B指向A的勻強電場,場強強度E0.1 V/m。在A板的中央放置一個安全接地的靜電油漆噴槍P,油漆噴槍可向各個方向均勻地噴出初速度大小均為v06 m/s的油漆微粒,已知油漆微粒的質量均為m1.0105 kg、電荷量均為q1.0103 C,不計油漆微粒間的相互作用、油漆微粒帶電對板間電場和磁場的影響及空氣阻力,重力加速度g10 m/s2。求:(1)油漆微粒落在B板上所形成的圖形面積; (2)若讓A、B兩板間的電場反向,并在兩板間加垂直于紙面向里的勻強磁場,磁感應強度B0.06 T,調節(jié)噴槍使油漆微粒只能在紙面內沿各個方向噴出,其他條件不變。B板被油漆微粒打中的區(qū)域的長度; (3)在滿足(2)的情況下,打中B板的油漆微粒中,在磁場中運動的最短時間。解析:(1)油漆微粒的加速度a根據(jù)運動規(guī)律可得,dat2xv0t落在B板上所形成圓形面積Sx2解得,S18.1 m2。(2)當電場反向Eqmg,油漆微粒做勻速圓周運動。根據(jù)洛倫茲力提供向心力得,Bqvm水平向右射出的油漆微粒打在B板的右端,根據(jù)幾何關系得,RRcosdac的長度acRsin打在B板左端的油漆微粒為和板相切的微粒,同理可得,bcac油漆微粒打在極板上的長度abacbc解得,ab1.6 m。(3)打在B板上的微粒中,Pc最短的弦長對應的時間最短由幾何關系得,sin運動的最短時間tminT微粒在磁場中運動的周期T解得,tmin0.31 s。答案:(1)18.1 m2(2)1.6 m(3)0.31 s12. (20分) 如圖所示,在坐標系xOy中,第一象限內充滿著兩個勻強磁場a和b,OP為分界線,在磁場a中,磁感應強度為2B,方向垂直于紙面向里,在磁場b中,磁感應強度為B,方向垂直于紙面向外,P點坐標為(4l,3l)。一質量為m、電荷量為q的帶正電粒子從P點沿y軸負方向射入磁場b,經過一段時間后,粒子恰能經過原點O,不計粒子重力。求:(1)粒子從P點運動到O點的最短時間是多少?(2)粒子運動的速度可能是多少?解析:(1)設粒子的入射速度為v,用Ra、Rb、Ta、Tb分別表示粒子在磁場a中和磁場b中運動的軌道半徑和周期,則有Ra,Rb,Ta,Tb當粒子先在區(qū)域b中運動,后進入區(qū)域a中運動,然后從O點射出時,粒子從P點運動到O點所用的時間最短,如圖所示。根據(jù)幾何知識得tan,故37粒子在區(qū)域b和區(qū)域a中運動的時間分別為tbTb,taTa故從P點運動到O點的時間為ttatb(2)由題意及上圖可知n(2Racos2Rbcos)解得v(n1,2,3,)。答案:(1)(2)(n1,2,3,)- 配套講稿:
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