2019年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 8.25 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用 滬科版.doc

2019年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 8.25 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用 滬科版課時(shí)規(guī)范練第43頁(yè)一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,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。全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分)1.(xx湖南長(zhǎng)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()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.(xx鄭州高中畢業(yè)質(zhì)量預(yù)測(cè))如圖所示,把一個(gè)裝有Na2SO4導(dǎo)電溶液的圓形玻璃器皿放入磁場(chǎng)中,玻璃器皿的中心放一個(gè)圓柱形電極,沿器皿邊緣內(nèi)壁放一個(gè)圓環(huán)形電極,把兩電極分別與電池的正、負(fù)極相連。從器皿上方往下看(俯視),對(duì)于導(dǎo)電溶液和溶液中正、負(fù)離子的運(yùn)動(dòng),下列說法中正確的是()A.溶液做順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)B.溶液做逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)C.正離子沿圓形玻璃器皿的半徑向邊緣移動(dòng)D.負(fù)離子沿圓形玻璃器皿的半徑向中心移動(dòng)解析:通電后正離子的運(yùn)動(dòng)方向和電流方向一致,負(fù)離子的運(yùn)動(dòng)方向和電流的方向相反,又因?yàn)榱Ｗ犹幱趧驈?qiáng)磁場(chǎng)中,會(huì)受到洛倫茲力的作用,從上往下看,由左手定則可得正、負(fù)離子所受到的力都沿順時(shí)針方向,故離子會(huì)在沿半徑運(yùn)動(dòng)的同時(shí)順時(shí)針旋轉(zhuǎn),選項(xiàng)A正確、BCD錯(cuò)誤。答案:A3.(xx江蘇蘇南四校聯(lián)考)如圖所示,兩個(gè)相同的半圓形光滑絕緣軌道分別豎直放置在勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中,軌道兩端在同一高度上,兩個(gè)相同的帶正電小球a、b同時(shí)從軌道左端最高點(diǎn)由靜止釋放,且在運(yùn)動(dòng)中始終能通過各自軌道的最低點(diǎn)M、N,則()A.兩小球某次到達(dá)軌道最低點(diǎn)時(shí)的速度可能有vN=vMB.兩小球都能到達(dá)軌道的最右端C.小球b第一次到達(dá)N點(diǎn)的時(shí)刻與小球a第一次到達(dá)M點(diǎn)的時(shí)刻相同D.a小球受到的電場(chǎng)力一定不大于a的重力,b小球受到的最大洛倫茲力也不可能大于b的重力解析:由于洛倫茲力不做功,而電場(chǎng)力對(duì)帶電小球一定做功,所以兩小球某次到達(dá)軌道最低點(diǎn)M、N時(shí)的速度不可能有vN=vM,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;小球b可以到達(dá)軌道的最右端,由于電場(chǎng)力做負(fù)功,小球a不能到達(dá)軌道的最右端,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由于兩個(gè)小球受力情況不同,運(yùn)動(dòng)情況不同,小球b第一次到達(dá)N點(diǎn)的時(shí)刻與小球a第一次到達(dá)M點(diǎn)的時(shí)刻不同,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;a小球能到最低點(diǎn),說明從釋放點(diǎn)到最低點(diǎn),重力做功要大于等于電場(chǎng)做功,所以a小球受到的電場(chǎng)力一定不大于a的重力,由于運(yùn)動(dòng)中兩小球能始終通過各自軌道最低點(diǎn),則b小球受到的最大洛倫茲力也不可能大于b的重力,選項(xiàng)D正確。答案:D4.(xx江西景德鎮(zhèn)質(zhì)檢)如圖所示,以直角三角形AOC為邊界的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,A=60,AO=a。在O點(diǎn)放置一個(gè)粒子源,可以向各個(gè)方向發(fā)射某種帶負(fù)電粒子,粒子的比荷為,發(fā)射速度大小都為v0,且滿足v0=,發(fā)射方向由圖中的角度表示。對(duì)于粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后的運(yùn)動(dòng)(不計(jì)重力作用),下列說法正確的是()A.粒子不可能打到A點(diǎn)B.以=60飛入的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短C.以<30飛入的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間都相等D.在AC邊界上只有一半?yún)^(qū)域有粒子射出解析:R=a,與OA方向成30入射的粒子正好從A點(diǎn)射出,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;與OA方向成90入射的粒子,圓心在A點(diǎn),恰好從AC的中點(diǎn)射出,所以選項(xiàng)D正確;過O點(diǎn)作AC的垂線,弦最短,對(duì)應(yīng)的圓心角最小,運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短,對(duì)應(yīng)的圓心角的一半為sin =,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;<30時(shí),從OA邊射出,但入射的角度不同,在磁場(chǎng)中完成的圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角不同,由t=T可知運(yùn)動(dòng)時(shí)間不同,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。答案:D5.(xx東北三校第一次聯(lián)考)如圖所示,斜面頂端在同一高度的三個(gè)光滑斜面AB、AC、AD,均處于水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一個(gè)帶負(fù)電的絕緣物塊,分別從三個(gè)斜面頂端A點(diǎn)由靜止釋放,設(shè)滑到底端的時(shí)間分別為tAB、tAC、tAD,則()A.tAB=tAC=tADB.tAB>tAC>tADC.tAB<tAC<tADD.無法比較解析:帶負(fù)電物塊在磁場(chǎng)中的光滑斜面上受重力、支持力和垂直斜面向下的洛倫茲力,設(shè)斜面的高度為h,傾角為,可得物塊的加速度為a=gsin ,由公式s=at2=解得t=,可知越大,t越小,選項(xiàng)C正確。答案:C6.(xx黑龍江大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)開學(xué)考試改編)如圖所示,兩個(gè)帶等量異種電荷的帶電粒子a、b分別以速度va和vb射入勻強(qiáng)磁場(chǎng),兩粒子的入射方向與磁場(chǎng)邊界的夾角分別為30和60,磁場(chǎng)寬度為d,兩粒子同時(shí)由A點(diǎn)出發(fā),同時(shí)到達(dá)B點(diǎn),如圖所示,則()A.a粒子帶負(fù)電,b粒子帶正電B.兩粒子軌道半徑之比RaRb=1C.兩粒子質(zhì)量之比為mamb=12D.兩粒子的速度之比vavb=12解析:根據(jù)題意,由左手定則可知a粒子帶負(fù)電,b粒子帶正電,選項(xiàng)A正確;設(shè)AB距離為L(zhǎng),由幾何關(guān)系有Ra=,Rb=L,解得RaRb=1,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由幾何關(guān)系可知ta=Ta、tb=Tb,而T=,由題意有,解得mamb=12,選項(xiàng)C正確;由RaRb=1聯(lián)立R=得mamb=12解得vavb=2,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案:AC7.(xx河北石家莊第二次質(zhì)檢)如圖所示,有一垂直于紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,其邊界為一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正三角形,A、B、C為三角形的三個(gè)頂點(diǎn)。若一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子(不計(jì)重力),以速度v0=從AB邊上的某點(diǎn)P垂直于AB邊豎直向上射入磁場(chǎng),然后能從BC邊上某點(diǎn)Q射出。關(guān)于P點(diǎn)入射的范圍和從Q點(diǎn)射出的范圍,下列判斷正確的是()A.PB<LB.PB<LC.QB<LD.QBL解析:由洛倫茲力提供向心力,有qv0B=,解得R=L,如圖甲、圖乙所示,O1是AB的中點(diǎn),QO2與AB垂直,由圖中幾何關(guān)系可知:PB<L+L=L,QBL,則選項(xiàng)AD正確、BC錯(cuò)誤。答案:AD8.(xx山西四校第二次聯(lián)考)如圖甲所示,在足夠大空間內(nèi)存在水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在磁場(chǎng)中A、B兩物塊疊在一起置于光滑水平面上,物塊A帶正電,物塊B不帶電且表面絕緣,A、B接觸面粗糙。自t=0時(shí)刻起用水平恒力F作用在物塊B上,由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。若圖乙的橫軸表示時(shí)間,則縱軸y可以表示()A.A所受的洛倫茲力大小B.B對(duì)地面的壓力大小C.A對(duì)B的壓力大小D.A對(duì)B的摩擦力大小解析:物塊A受洛倫茲力F=qvB=qBat,與時(shí)間成正比,則選項(xiàng)A錯(cuò)誤;對(duì)物塊A,由平衡條件和牛頓第二定律得mAg+qvB=N和f=mAa,則N=mAg+Bqat,則選項(xiàng)C正確、D錯(cuò)誤;對(duì)整體由平衡條件得(mA+mB)g+qvB=NB,則NB=(mA+mB)g+Bqat,選項(xiàng)B正確。答案:BC二、非選擇題(本題共3小題,共52分。解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)9.(16分)(xx北京理綜,22)如圖所示,兩平行金屬板間距為d,電勢(shì)差為U,板間電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng);金屬板下方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。帶電荷量為+q、質(zhì)量為m的粒子,由靜止開始從正極板出發(fā),經(jīng)電場(chǎng)加速后射出,并進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。忽略重力的影響,求:(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小。(2)粒子從電場(chǎng)射出時(shí)速度v的大小。(3)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R。解析:(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E=。(2)根據(jù)動(dòng)能定理,有qU=mv2得v=。(3)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),洛倫茲力提供向心力,有qvB=m得R=。答案:(1)(2)(3)10.(18分)(xx湖北重點(diǎn)中學(xué)第二次聯(lián)考)在xOy坐標(biāo)系的O點(diǎn)有一個(gè)電子以速度v0與x軸正方向成30角射入第一象限,已知電子質(zhì)量為m,電荷量為e,為了使電子通過x軸上的A點(diǎn)(L,0),(1)僅在xOy平面內(nèi)加一與x軸正方向成120角的勻強(qiáng)電場(chǎng),求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小。(2)只在第一象限加一個(gè)垂直xOy平面的足夠大區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng),求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向。(3)以上兩種情況下,電子從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)所用的時(shí)間之比為多少?解析:(1)在垂直于電場(chǎng)方向,電子做勻速運(yùn)動(dòng)Lcos 30=v0t1在平行于電場(chǎng)方向,電子做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)Lsin 30=a由牛頓第二定律得a=聯(lián)立解得E=電子由原點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)所用的時(shí)間t1=(2)由左手定則,可判定磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。電子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)幾何關(guān)系,可知半徑為L(zhǎng)由qv0B=解得B=。(3)電子在磁場(chǎng)中所用時(shí)間為t2=而T=解得t2=電子分別在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)所用時(shí)間之比為。答案:(1)(2),方向垂直紙面向里(3)3211.(18分)(xx北京海淀二模)如圖所示,是電視顯像管工作原理圖。熾熱的金屬絲發(fā)射出電子,在金屬絲k和金屬板M之間加一電壓U,使電子在真空中加速后,從金屬板的小孔C穿出,進(jìn)入有界abcd矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng),經(jīng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)射出后,打在熒光屏上,熒光屏被電子撞擊而發(fā)光。已知電子的比荷1011C/kg,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.010-4T,磁場(chǎng)的長(zhǎng)度l=12 cm,磁場(chǎng)的右邊界距離熒光屏L=15 cm。加速電壓U=20 V時(shí),電子恰好從有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的右下角c點(diǎn)飛出。不計(jì)電子間的相互作用及重力影響。求:(1)電子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小(保留兩位有效數(shù)字)。(2)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑。(3)電子打在熒光屏上的亮點(diǎn)與熒光屏中心O點(diǎn)的距離。解析:(1)設(shè)電子到達(dá)C時(shí)的速度為v,根據(jù)動(dòng)能定理eU=mv2v=2.7106m/s電子離開C后做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以電子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小等于2.7106m/s。(2)設(shè)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R,根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律evB=mR=15 cm(3)如圖所示,設(shè)電子打在熒光屏上的A點(diǎn),距離中心O的距離為s,磁場(chǎng)一半的寬度為s1,電子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)角為,由幾何知識(shí)可知s1=R-=6 cms=s1+Ltan tan =s=6 cm+15cm=26 cm答案:(1)2.7106m/s(2)15 cm(3)26 cm