備考2019年高考物理一輪專(zhuān)題：第38講磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的...

更新時(shí)間：2018-11-08 瀏覽次數(shù)：324 類(lèi)型：一輪復(fù)習(xí)

一、單選題

1. (2018·北京) 某空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)。一個(gè)帶電粒子(不計(jì)重力)以一定初速度射入該空間后，做勻速直線運(yùn)動(dòng)；若僅撤除電場(chǎng)，則該粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列因素與完成上述兩類(lèi)運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的是（）

A . 磁場(chǎng)和電場(chǎng)的方向 B . 磁場(chǎng)和電場(chǎng)的強(qiáng)弱 C . 粒子的電性和電量 D . 粒子入射時(shí)的速度

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2. 帶正電粒子(不計(jì)重力)沿紙面豎直向下飛入某磁場(chǎng)區(qū)域，在豎直平面上運(yùn)動(dòng)軌跡如圖，則該區(qū)域的磁場(chǎng)方向是（）

A . 水平向右 B . 豎直向下 C . 水平向外 D . 水平向里

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3. (2020高二上·麗水月考) 如圖所示，邊長(zhǎng)為的L的正方形區(qū)域abcd中存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里 $\text{[math]}$ 一帶電粒子從ad邊的中點(diǎn)M點(diǎn)以一定速度垂直于ad邊射入磁場(chǎng)，僅在洛倫茲力的作用下，正好從ab邊中點(diǎn)N點(diǎn)射出磁場(chǎng) $\text{[math]}$ 忽略粒子受到的重力，下列說(shuō)法中正確的是 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

A . 該粒子帶負(fù)電 B . 洛倫茲力對(duì)粒子做正功 C . 粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為 $\text{[math]}$ D . 如果僅使該粒子射入磁場(chǎng)的速度增大，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑也將變大

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4. 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，由于受到阻力作用，粒子的動(dòng)能逐漸減?。◣щ姾闪坎蛔?，重力忽略不計(jì)），軌道如圖中曲線abc所示.則該粒子（）

A . 帶負(fù)電，運(yùn)動(dòng)方向a→b→c B . 帶負(fù)電，運(yùn)動(dòng)方向c→b→a C . 帶正電，運(yùn)動(dòng)方向a→b→c D . 帶正電，運(yùn)動(dòng)方向c→b→a

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5. 如圖所示，半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；重力不計(jì)、電荷量一定的帶電粒子以速度v正對(duì)著圓心O射入磁場(chǎng)，若粒子射入、射出磁場(chǎng)點(diǎn)間的距離為R ，則粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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6. 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(zhǎng)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)相對(duì)入射方向的偏角分別為 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，則它們?cè)诖艌?chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為（）

A . 1：1：1 B . 1：2：3 C . 3：2：1 D . 1： $\text{[math]}$ ： $\text{[math]}$

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7. 如圖是三個(gè)從O點(diǎn)同時(shí)發(fā)出的正、負(fù)電子的運(yùn)動(dòng)軌跡，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，可以判定（）

A . a、b是正電子，c是負(fù)電子，a、b、c同時(shí)回到O點(diǎn) B . a、b是負(fù)電子，c是正電子，a首先回到O點(diǎn) C . a、b是負(fù)電子，c是正電子，b首先回到O點(diǎn) D . a、b是負(fù)電子，c是正電子，a、b、c同時(shí)回到O點(diǎn)

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8. (2019高二上·唐山月考) 如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，三個(gè)質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a、b、c，以不同的速率對(duì)準(zhǔn)圓心O沿著AO方向射入磁場(chǎng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖。若帶電粒子只受磁場(chǎng)力的作用，則下列說(shuō)法正確的是（）

A . a粒子動(dòng)能最大 B . c粒子速率最大 C . c粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng) D . 它們做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T_a<T_b<T_c

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9. (2019高二上·承德月考) 如圖所示，矩形區(qū)域MPQN長(zhǎng) $\text{[math]}$ ，寬 $\text{[math]}$ ，一質(zhì)量為 $\text{[math]}$ 不計(jì)重力 $\text{[math]}$ 、電荷量為q的帶正電粒子從M點(diǎn)以初速度 $\text{[math]}$ 水平向右射出，若區(qū)域內(nèi)只存在豎直向下的電場(chǎng)或只存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，粒子均能擊中Q點(diǎn)，則電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小的比值為（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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10. 如圖所示，甲、乙兩個(gè)質(zhì)量相同、帶等量異種電荷的帶電粒子，以不同的速率經(jīng)小孔P垂直磁場(chǎng)邊界MN ，進(jìn)入方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并垂直磁場(chǎng)邊界MN射出磁場(chǎng)，半圓軌跡如圖中虛線所示 $\text{[math]}$ 不計(jì)重力空氣阻力，則下列說(shuō)法中正確的是 $\text{[math]}$ 　　 $\text{[math]}$

A . 甲帶負(fù)電荷，乙?guī)д姾?/span> B . 洛倫茲力對(duì)甲乙均做正功 C . 甲的速率大于乙的速率 D . 甲在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間大于乙在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

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11. 科學(xué)研究中經(jīng)常利用磁場(chǎng)來(lái)改變帶電粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) $\text{[math]}$ 現(xiàn)有兩個(gè)速率相同的質(zhì)子分別在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng) $\text{[math]}$ 已知 $\text{[math]}$ ，下列說(shuō)法正確的是 $\text{[math]}$ 　　 $\text{[math]}$

A . 兩質(zhì)子所受洛侖茲力大小之比 $\text{[math]}$ ： $\text{[math]}$ ：2 B . 兩質(zhì)子加速度的大小之比 $\text{[math]}$ ： $\text{[math]}$ ：1 C . 兩質(zhì)子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑之比 $\text{[math]}$ ： $\text{[math]}$ ：1 D . 兩質(zhì)子運(yùn)動(dòng)的角速度之比 $\text{[math]}$ ： $\text{[math]}$ ：1

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12. (2022高三上·黑龍江期末) 如圖，空間某區(qū)域存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向豎直向上（與紙面平行），磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，三個(gè)帶正電的微粒a、b、c電荷量相等，質(zhì)量分別為m_a、m_b、m_c。已知在該區(qū)域內(nèi)，a在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，b在紙面內(nèi)向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，c在紙面內(nèi)向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)。下列選項(xiàng)正確的是（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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13. (2017·靜安模擬)
如圖虛線上方有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，扇形導(dǎo)線框繞垂直于框面的軸O以角速度ω逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框中感應(yīng)電流方向以逆時(shí)針為正，則能正確反映線框轉(zhuǎn)動(dòng)一周感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖像是（）

A . B . C . D .

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14. 如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)不計(jì)重力的帶電粒子以速度 $\text{[math]}$ 從A點(diǎn)沿直徑AOB方向射入磁場(chǎng)，經(jīng)過(guò)t時(shí)間從C點(diǎn)射出磁場(chǎng)，已知OC與OB成 $\text{[math]}$ 角 $\text{[math]}$ 現(xiàn)將該帶電粒子的入射速度大小變?yōu)? $\text{[math]}$ ，仍從A點(diǎn)沿原方向射入磁場(chǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是2t ，則 $\text{[math]}$ 是 $\text{[math]}$ 的多少倍？ $\text{[math]}$ 　　 $\text{[math]}$

A . 2 B . $\text{[math]}$ C . 3 D . $\text{[math]}$

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二、多選題

15. 關(guān)于洛倫茲力的特點(diǎn)下列說(shuō)法正確的是(　　)

A . 洛倫茲力既垂直磁場(chǎng)方向又垂直電荷運(yùn)動(dòng)方向 B . 洛倫茲力是運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力，靜止的電荷不會(huì)受到洛倫茲力 C . 當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向相同或相反的時(shí)候，電荷不受洛倫茲力 D . 只要電荷放在磁場(chǎng)中，就一定受到洛倫茲力

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16. 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，其受到的洛倫茲力的方向，下列表述正確的是 $\text{[math]}$ 　　 $\text{[math]}$

A . 與磁場(chǎng)方向相同 B . 與運(yùn)動(dòng)方向相同 C . 與運(yùn)動(dòng)方向垂直 D . 與磁場(chǎng)方向垂直

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17. 用回旋加速器來(lái)加速質(zhì)子，為了使質(zhì)子獲得的動(dòng)能增加為原來(lái)的4倍，原則上可以采用下列哪幾種方法（）

A . 將其磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來(lái)的2倍 B . 將其磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來(lái)的4倍 C . 將D形盒的半徑增大為原來(lái)的2倍 D . 將D形盒的半徑增大為原來(lái)的4倍

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18. 速度相同的一束粒子（不計(jì)重力）經(jīng)過(guò)速度選擇器后射入質(zhì)譜儀后的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，則下列相關(guān)說(shuō)法中正確的是（）

A . 這束帶電粒子帶正電 B . 速度選擇器的P₁極板帶負(fù)電 C . 能通過(guò)狹縫S₀的帶電粒子的速率等于 $\text{[math]}$ D . 若粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑越大，則該粒子的比荷越小

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三、綜合題

19. 一個(gè)初速度為零的質(zhì)子，經(jīng)過(guò)電壓為U的電場(chǎng)加速后，垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，已知質(zhì)子質(zhì)量m ，電量q ，試求：
1. （1）質(zhì)子進(jìn)入磁場(chǎng)中的速度大??；
2. （2）質(zhì)子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的洛侖茲力的大?。?
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20. 如圖，空間存在方向垂直于紙面(xOy平面)向里的磁場(chǎng)．在x≥0區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B₀；x＜0區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為λB₀(常數(shù)λ>1)．一質(zhì)量為m、電荷量為q(q＞0)的帶電粒子以速度v₀從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正向射入磁場(chǎng)，此時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)粒子的速度方向再次沿x軸正向時(shí)，求(不計(jì)重力)：
1. （1）粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；
2. （2）粒子與O點(diǎn)間的距離．
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21. (2018·海南) 如圖，圓心為O、半徑為r的圓形區(qū)域外存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。P是圓外一點(diǎn)，OP=3r。一質(zhì)量為m、電荷量為q（q>0）的粒子從P點(diǎn)在紙面內(nèi)垂直于OP射出。已知粒子運(yùn)動(dòng)軌跡經(jīng)過(guò)圓心O，不計(jì)重力。求
1. （1）粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑；
2. （2）粒子第一次在圓形區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間。
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22. (2018·全國(guó)Ⅲ卷) 如圖，從離子源產(chǎn)生的甲、乙兩種離子，由靜止經(jīng)加速電壓U加速后在紙面內(nèi)水平向右運(yùn)動(dòng)，自M點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)邊界射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，磁場(chǎng)左邊界豎直。已知甲種離子射入磁場(chǎng)的速度大小為v₁ ，并在磁場(chǎng)邊界的N點(diǎn)射出；乙種離子在MN的中點(diǎn)射出；MN長(zhǎng)為l。不計(jì)重力影響和離子間的相互作用。求：
1. （1）磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大??；
2. （2）甲、乙兩種離子的比荷之比。
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23. (2017高二下·玉田期末) 如圖，空間存在方向垂直于紙面（xOy平面）向里的磁場(chǎng)．在x≥0區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B₀；x＜0區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為λB₀（常數(shù)λ＞1）．一質(zhì)量為m、電荷量為q（q＞0）的帶電粒子以速度v₀從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正向射入磁場(chǎng)，此時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)粒子的速度方向再次沿x軸正向時(shí)，求（不計(jì)重力）
1. （1）粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；
2. （2）粒子與O點(diǎn)間的距離．
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24. (2017·大連模擬)
如圖所示，平行板電容器兩極板間電壓為U，兩板正著開(kāi)有小孔S₁、S₂ ， S₂右側(cè)存在一上下無(wú)界、寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，磁場(chǎng)右邊界與電容器極板平行．整個(gè)裝置處于真空中，現(xiàn)從S₁處引入一個(gè)初速度為零、質(zhì)量為m、電荷量為e的電子，電子經(jīng)電場(chǎng)加速后從S₂孔進(jìn)入磁場(chǎng)，且剛好未能從磁場(chǎng)右邊界射出，不計(jì)電子重力，求：
1. （1）電子經(jīng)電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小v；
2. （2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B．
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