高考物理二輪復(fù)習(xí) 訓(xùn)練9 專題四 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)
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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1～5題只有一項(xiàng)符合題目要求，第6～8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，地球周圍地磁場(chǎng)的磁感線分布示意如圖．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粒子與地磁場(chǎng)的磁感線不平行，故受洛倫茲力的作用，D項(xiàng)正確． 答案：C 2. 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：條形磁鐵的磁感線方向在a點(diǎn)為垂直P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：A 3. 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)，∠POM＝120，如圖甲所示，所以粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R為：sin60＝，解得：R＝r，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)，∠PON＝90，如圖乙所示，所以粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R′為：R′＝r由帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R＝得：＝＝＝. 答案：C 4．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( ) A．A、B兩粒子的速度之比為(2＋)∶3 B．A、B兩粒子在磁場(chǎng)中的位移之比為1∶1 C．A、B兩粒子在磁場(chǎng)中的路程之比為1∶2 D．A、B兩粒子在磁場(chǎng)中的時(shí)間之比為2∶1 解析：設(shè)粒子速度方向和磁場(chǎng)邊界的夾角為θ，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，如圖所示，有r＋rcosθ＝d，即r＝＝，所以＝＝，A正確；粒子在磁場(chǎng)中的位移x＝2rsinθ，所以＝＝，B錯(cuò)誤；粒子在磁場(chǎng)中的路程s＝r(2π－2θ)，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：A 5. 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( ) A．A、B兩粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為 B．A、B兩粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為 C．A、B兩粒子的之比是 D．A、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)半徑滿足d＝R＋Rcos30，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，所以兩粒子的之比是，C錯(cuò)誤，D正確． 答案：D 6．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ma>mb＝mc，磁場(chǎng)足夠大，不計(jì)離子間的相互作用，可以判定( ) A．a(chǎn)、b是正離子，c是負(fù)離子 B．a(chǎn)、b是負(fù)離子，c是正離子 C．a(chǎn)最先回到O點(diǎn) D．b、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?，ma>mb＝mc，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：BD 7．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)，Rsin30＝R－L，得R＝2L. 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x＝Rcos30＝L，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：BC 8. 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t＝T，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RP下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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