2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 24《磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用》試題.doc

2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 24磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用試題1.(xx湖南長沙高三聯(lián)考)下列運(yùn)動(dòng)(電子只受電場(chǎng)或磁場(chǎng)力的作用)不可能的是()2.從太陽或其他星體上放射出的宇宙射線中含有大量的高能帶電粒子,這些高能粒子流到達(dá)地球會(huì)對(duì)地球上的生命帶來危害,但是由于地球周圍存在磁場(chǎng),地磁場(chǎng)能改變宇宙射線中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向,對(duì)地球上的生命起到保護(hù)作用,如圖所示.那么()A.地磁場(chǎng)對(duì)宇宙射線的阻擋作用各處相同B.地磁場(chǎng)對(duì)垂直射向地球表面的宇宙射線的阻擋作用在南、北兩極最強(qiáng),赤道附近最弱C.地磁場(chǎng)對(duì)垂直射向地球表面的宇宙射線的阻擋作用在南、北兩極最弱,赤道附近最強(qiáng)D.地磁場(chǎng)會(huì)使沿地球赤道平面內(nèi)射來的宇宙射線中的帶電粒子向兩極偏轉(zhuǎn)3.如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的圓環(huán)，可在水平放置的足夠長的粗糙細(xì)桿上滑動(dòng)，細(xì)桿處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中(不計(jì)空氣阻力).現(xiàn)給圓環(huán)向右的初速度v0，在以后的運(yùn)動(dòng)過程中，圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的速度圖象可能是圖中的（ ）4.(xx安徽一檢)如圖所示，兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向相同，磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1、B2，虛線MN為理想邊界.現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為e的電子以垂直于邊界MN的速度v由P點(diǎn)沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其運(yùn)動(dòng)軌跡為圖中虛線所示的心形圖線.則以下說法正確的是（ ）A.電子的運(yùn)動(dòng)軌跡為PDMCNEPB.電子運(yùn)動(dòng)一周回到P點(diǎn)所用的時(shí)間TC.B14B2D.B12B25.(xx安徽江南十校摸底)如圖所示，三個(gè)速度大小不同的同種帶電粒子，沿同一方向從圖中長方形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)上邊緣射入，當(dāng)它們從下邊緣飛出時(shí)對(duì)入射方向的偏角分別為90、60、30，則它們?cè)诖艌?chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為（ ）A.111 B.123C.321 D.16.如圖所示,在豎直放置的金屬板M上放一個(gè)放射源C,可向紙面內(nèi)各個(gè)方向射出速率均為v的帶正電粒子,P是與金屬板M 平行的足夠大的熒光屏,到M的距離為d.現(xiàn)在 P與金屬板M間加上垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),調(diào)整磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,恰使沿M板向上射出的粒子剛好垂直打在熒光屏上.若粒子的質(zhì)量為m,電荷量為2e,不計(jì)重力,則()A.磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為B.磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為C.在熒光屏上能觀察到的亮斑區(qū)的長度為2dD.在熒光屏上能觀察到的亮斑區(qū)的長度為4d7.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),其邊界過原點(diǎn)O和y軸上的點(diǎn)a(O,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.下列說法正確的是()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)8.如圖所示,垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)以MN 為邊界,左側(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1,右側(cè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2,B1=2B2=2T,比荷為2106 C/kg的帶正電粒子從O點(diǎn)以v0=4104m/s的速度垂直MN進(jìn)入右側(cè)的磁場(chǎng)區(qū)域,求粒子通過距離O點(diǎn)4cm的磁場(chǎng)邊界上的P點(diǎn)所需的時(shí)間.參考答案1.解析:電子可以在正電荷的電場(chǎng)力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)A描述的運(yùn)動(dòng)可能實(shí)現(xiàn);由于等量異種點(diǎn)電荷在中垂線處產(chǎn)生的電場(chǎng)的方向?yàn)樗较蛴?電子所受電場(chǎng)力的方向水平向左,而電子的初速度方向沿中垂線方向,則電子將做曲線運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)B所描述的運(yùn)動(dòng)不可能實(shí)現(xiàn);電子可以在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)C描述的運(yùn)動(dòng)可能實(shí)現(xiàn);由于通電螺線管中的磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng),又電子的速度方向與磁場(chǎng)方向平行,則電子不受洛倫茲力作用,電子將沿通電螺線管中心軸線做勻速直線運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)D描述的運(yùn)動(dòng)可能實(shí)現(xiàn).答案:B2.解析:對(duì)垂直射向地球表面的宇宙射線,在兩極因其速度方向和地磁場(chǎng)的方向接近平行,所受洛倫茲力較小,因而產(chǎn)生的阻擋作用較小;而在赤道附近,宇宙射線速度方向和地磁場(chǎng)方向接近垂直,所受洛倫茲力較強(qiáng),能使宇宙射線發(fā)生較大偏轉(zhuǎn),即產(chǎn)生較強(qiáng)的阻擋作用.C項(xiàng)正確.答案:C3解析：由左手定則判定圓環(huán)受到的洛倫茲力向上，若qvBmg，則彈力為零，摩擦力為零，圓環(huán)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確；若qvB>mg，則桿對(duì)圓環(huán)有彈力，摩擦力不為零，圓環(huán)做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度減小到使洛倫茲力與重力平衡時(shí)，將做勻速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確；若qvB<mg，則桿對(duì)圓環(huán)有彈力，摩擦力不為零，圓環(huán)做減速運(yùn)動(dòng)，最終速度變?yōu)榱?，選項(xiàng)C正確.無論哪種情況，圓環(huán)都不可能做勻減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤.答案：ACD4.解析：由左手定則可判定電子在P點(diǎn)受到的洛倫茲力的方向向上，軌跡為PDMCNEP，選項(xiàng)A正確；由圖得兩個(gè)磁場(chǎng)中軌跡圓的半徑之比為12，由r可得磁感應(yīng)強(qiáng)度之比21，電子運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間tT1，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確.答案：AD5.解析：由于粒子運(yùn)動(dòng)的偏向角等于圓弧軌跡所對(duì)的圓心角，由t可知，它們?cè)诖艌?chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為906030321，選項(xiàng)C正確.答案：C6.解析:粒子帶正電,由左手定則可知,磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,粒子的軌道半徑為d,由2eBv=m得:B=,故B項(xiàng)正確;亮斑區(qū)的上邊界是沿M板向上射出的粒子,經(jīng)1/4圓弧到達(dá)的a點(diǎn);亮斑區(qū)的下邊界是垂直M板射出的粒子,經(jīng)1/4圓弧與屏相切的b點(diǎn),如圖所示,所以亮斑區(qū)的長度為2d,C項(xiàng)正確.答案:BC7. 解析:電子射出磁場(chǎng)時(shí)速度方向與x軸正方向的夾角為60,容易得到其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖,則過b點(diǎn)的半徑與此時(shí)的速度方向垂直,且半徑與x軸的夾角為30,則有R-L=,即R=2L,故電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t=T=.容易判斷圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的圓心坐標(biāo)應(yīng)該在a、b連線的中點(diǎn)上,根據(jù)幾何知識(shí),其坐標(biāo)為x=xb,y=ya,故磁場(chǎng)區(qū)域的圓心坐標(biāo)為();電子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心在原點(diǎn)O的正下方,坐標(biāo)為(0,-L).答案:BC8.解析:粒子在右側(cè)磁場(chǎng)B2中做圓周運(yùn)動(dòng)由qvB2=m解得R2=2cm故粒子經(jīng)過半個(gè)圓周恰好到達(dá)P點(diǎn),軌跡如圖1所示,則粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2=10-6s.由于B1=2B2,由上面的求解可知粒子從P點(diǎn)射入左邊的磁場(chǎng)后,做半徑R1=R2=1cm的圓周運(yùn)動(dòng),經(jīng)過兩次周期性運(yùn)動(dòng)可再次經(jīng)過P點(diǎn),軌跡如圖2所示,則粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 t=T1+T2=10-6s所以,粒子通過距離O點(diǎn)4cm的磁場(chǎng)邊界上的P點(diǎn)所需的時(shí)間為10-6s或10-6s.答案:10-6s或10-6s