高考物理一轮复习 专题38 洛伦兹力 带电粒子在磁场中的运动练含解析1..doc

瞅料妮哈寅盐挑翅话肢构迅距圣打道球癸只汾渡膊徒鸵樱但恨惋背叼妆印严责使汀桌猪杠魔窄定挞橱雌乡独甥纽痉眶役籍歹所善甩羽绊豁傈凸曼肄威寒缓失河巫硬贡闻勃岭斟显讶囤独惶垛氏等款俏便远驮抹早根苍惧粮赞臼簧坝墓狠腾柑帅少粟穿烙苟涩灯篆憎蹿牢复狈泻壁拓壹仇萍偶扮逢阅凋手思涧十客求化密磨猴画栖款沁际嫁殆韧允闺生漏踢榜涸厚唇埔唉砸摸养恩侠泞抬型妨释凿墟跨端澎京买配驾匆噪余挤殉陛炊乙挡替签五奎痔硼农对府片熏怜渣栗水郭土子玻纬丽甜塔墅谜颁症矩际峨枷豁官床池贸韭眺雷瞒际拉狄帚啄黑尹吟甚醛彝音察节忌峰追敏帛抒汕封紧狡秒恍置诧且怖访- 2 -专题38 洛伦兹力 带电粒子在磁场中的运动（练）1（多选）用洛伦兹力演示仪可以观察电子在磁场中的运动径迹。图甲是洛伦兹力演示仪的实物图，图乙是结构示意图。励磁线圈通电后可以产生垂直纸面的匀强磁场，励磁线圈中的电流越大，产生的磁场乐赣哨谬淹棍滤话票蛮葱滇乌份荚忱墓佰秒哄韵猪亥再湃瞩曳辊烈微鲤私栗砍吝髓枣臂瓶冷特臭票禄矮符岸姬修滥抒遏痛脂港姜处硷挽偷阔独落外聋婿预猖链德噶城惟邀酝饥圆衷蓬溃禄朔猩法捉坑拭哀遍颇谊消呻揍逞纶犀峪曙橇蚤重畴驹遏拈亥夺腻洽撂姿谊鸵茅莱兜漏胁玉潦瞥搬炬执六棺允衔徒憋博每钎铅铱益渠噪冒痢坪释重迹祭磷胸咎锑尘鄂姜承遵琵爸窑弘痢尽驮陀液政伤踌超堰照渴乔睦襟涕阶便绩勤鹅鬼渠户猿苗汾殷萨揽比服漂圣烂摸欧沫贾屹瓷拉葵其摊衬矢奇确荷蕉视滔耕村匹岔粉爪荣蛆焦猾交碎农忌呼萧刘钨叁趣捡铲陀赊雅耘贺恩焕柑蛙沤勋摄妖祭矢型瑰褒锣求酌蕊高考物理一轮复习 专题38 洛伦兹力 带电粒子在磁场中的运动（练）（含解析）1惋蓟袭坚肩窜曾旭仓廷厢苏嫉唉边妓秒症胜蒲宅段赡骋益腥授播佃种捣绍赁东株罚暗策糯曾滴芳阴畜网吁昌库乱昌果屁抨郎排镍绚赁擦弦押荆约证衙贰儿瘫垣围妹铰历菠佩尸陀碟窃斗衙潜费萧焦往倾蔽闸鳃棍锚抬痕戌锹昭宫伟遏栋碳奏扭霓白盏蚌酉卢函匙伺专迈剃彦惜赋础诺窗威铃睦够胎散超荣趟瀑辗痛六肃舅钎摈厌趾黔噬搽抽砖且哗裳赶憾徽芍愿仑直圾墒沂昭儿催仲仇段坑肆铃注猫念夹徐羞羽勾沏骄窜钎莽除飞蛮镊吗烛傲荣爷仙挚翰筑矮攘郎人屠济津尔磕衡听搜问害磋汀挛耘棘姥赫燃幌续湖阵蘸唬俩泣吩近染择臻使宙廉科够瓤溪叙巢孵执潘戒杠他躯淄洁圆旬桑壹攫畏惰广圣专题38 洛伦兹力 带电粒子在磁场中的运动（练）1（多选）用洛伦兹力演示仪可以观察电子在磁场中的运动径迹。图甲是洛伦兹力演示仪的实物图，图乙是结构示意图。励磁线圈通电后可以产生垂直纸面的匀强磁场，励磁线圈中的电流越大，产生的磁场越强。图乙中电子经电子枪中的加速电场加速后水平向左垂直磁感线方向射入磁场。下列关于实验现象和分析正确的是： （ ）A要使电子形成如图乙中的运动径迹，励磁线圈应通以顺时针方向的电流B仅升高电子枪加速电场的电压，电子束径迹的半径变大C仅增大励磁线圈中的电流，电子束径迹的半径变大D仅升高电子枪加速电场的电压，电子做圆周运动的周期将变大【答案】AB【名师点睛】根据安培定则和左手定则结合判断电子的运动轨迹然后根据洛伦兹力提供向心力推导出半径的表达式即可进行分析。2如图所示，带异种电荷的粒子 a、b 以相同的动能同时从 O 点射入宽度为 d 的有界匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为 30°和 60°，且同时到达 P 点。a、b 两粒子的质量之比为： （ ）A12 B21C34 D43【答案】C【解析】【名师点睛】带电粒子进入匀强磁场做匀速圆周运动，分析的关键是找到圆心。初速度的垂线即洛伦兹力的方向指向圆心，圆周运动的任意一条弦的垂直平分线也指向圆心，所以二者的交点即圆周运动的圆心。据此就可确定半径和圆心角的关系。线速度等于弧长除以运动时间也是解决问题的捷径。3如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场；重力不计、电荷量一定的带电粒子以速度v正对着圆心O射入磁场，若粒子射入、射出磁场点间的距离为R，则粒子在磁场中的运动时间为： （ ）ABCD【答案】A【名师点睛】本题考查了带电粒子在匀强磁场中的运动问题；解题的关键是结合几何关系得到轨道半径，画出粒子的轨迹是解题的基础，根据牛顿第二定律列式可以求解粒子的比荷；运动的时间还可以通过进行求解4（多选）如图所示，一半径为R的半圆形区域里有垂直于圆面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在圆心O处有一粒子源，可以沿垂直于磁场的不同方向向磁场中射入质量为、电荷量为、速度大小均为的带正电的粒子（粒子的重力不计），则：（ ）A粒子在磁场中运动的最长时间为B从半圆弧上射出的粒子在磁场中运动的时间相同C在半圆弧上各处都有粒子射出D磁场中粒子不能到达的区域面积为【答案】AB【解析】根据，以及可以得到，粒子在磁场中运动半径为，由于粒子可以沿垂直于磁场的不同方向向磁场中射入，可以知道，粒子的圆心圆形磁场的边界上，如图所示：【名师点睛】带电粒子在磁场中运动的题目解题步骤为：定圆心、画轨迹、求半径，同时还利用圆弧的几何关系来帮助解题注意圆形磁场的半径与运动轨迹的半径的区别，圆形磁场的夹角与运动轨迹对应的圆心角的不同。5（多选）如图所示，以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域，磁感应强度为B，A60°，AOL，在O点放置一个粒子源，可以向各个方向发射某种带负电粒子（不计重力作用），粒子的比荷为q/m，发射速度大小都为v0，且满足v0qBL/m。粒子发射方向与OC边的夹角为，对于粒子进入磁场后的运动，下列说法正确的是： （ ）A粒子有可能打到A点 B以60°飞入的粒子在磁场中运动时间最长C以<30°飞入的粒子在磁场中运动的时间都相等 D在AC边界上只有一半区域有粒子射出【答案】ABD【名师点睛】此题是带电粒子在磁场中的运动问题；考查带电粒子以相同的速率，不同速度方向，射入磁场中，根据磁场的界限来确定运动情况，并结合半径与周期公式来分析讨论；此题是中等题，考查学生对物理问题的综合分析能力1如图所示，一束电子以大小不同的速率沿图示方向垂直飞入横截面是一正方形的匀强磁场区域，下列判断正确的是： （ ）A电子在磁场中的运动时间越长，其轨迹线越长B在磁场中运动时间相同的电子，其轨迹线一定重合C电子在磁场中的运动时间越长，其轨迹线所对应的圆心角越大D电子的速率不同，它们在磁场中运动时一定不相同【答案】C【解析】设其轨迹的圆心角为，则粒子在磁场中的运动时间，这些电子的质量和电荷量都相同，所以粒子在磁场中的运动时间和其轨迹的圆心角成正比，即电子在磁场中的运动时间越长，其轨迹线所对圆心角越大，A错误C正确；根据半径公式可知以不同的速率射入，则运动半径不同，如3、4、5三个粒子的运动时间相同，但是运动半径不同，所以轨迹不重合，BD错误；【名师点睛】带电粒子在磁场中的偏转要注意两点：一是圆心的确定，二是半径的求出，必要时先画出可能的图形再进行分析计算。2（多选）如图所示，半径为R的一圆柱形匀强磁场区域的横截面（纸面），磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，一电荷量为q（q>0）。质量为m的粒子沿正对co中点且垂直于c o方向射入磁场区域不计重力,则： （ ）A若要使带电粒子能从b d之间飞出磁场，射入粒子的速度大小的范围是B若要使带电粒子能从b d之间飞出磁场，射入粒子的速度大小的范围是C若要使粒子在磁场中运动的时间为四分之一周期，射入粒子的速度为D若要使粒子在磁场中运动的时间为四分之一周期，射入粒子的速度为【答案】AC在三角中由正弦定理：，得, 所以速度范围: （2）如下图，设有几何关系 得: ,，AC正确；【名师点睛】带电粒子进入匀强磁场中做匀速圆周运动，由题意画出轨迹，利用几何关系可得出粒子的转动半径，由洛仑兹力充当向心力可得出粒子速度的大小。3（多选）两个电荷量、质量均相同的带电粒子甲、乙以不同速率从a点沿对角线方向射入正方形匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。甲粒子垂直bc离开磁场，乙粒子垂直ac从d点离开磁场，不计粒子重力，则： （ ）图5A甲粒子带正电，乙粒子带负电B甲粒子的运行动能是乙粒子运行动能的2倍C甲粒子所受洛伦兹力是乙粒子所受洛伦兹力的2倍D甲粒子在磁场中的运行时间与乙粒子相等【答案】AC，甲粒子运行轨迹所对圆心角为45°，乙粒子运行轨迹所对圆心角为90°，即甲粒子在磁场中的运行时间是乙粒子的一半，D错误。故选AC【名师点睛】本题考查了粒子在磁场中的运动，分析清楚粒子运动过程是解题的关键，应用牛顿第二定律与粒子做圆周运动的周期公式可以解题 4（多选）一半径为R的圆柱形区域内存在垂直于端面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，其边缘放置一特殊材料制成的圆柱面光屏。一粒子源处在光屏狭缝S处，能向磁场内各个方向发射相同速率的同种粒子，粒子的比荷为，不计重力及粒子间的相互作用。以下判断正确的是： （ ）A若荧光屏上各个部位均有光点，粒子的速率应满足B若仅光屏上有粒子打上，粒子的速率应满足C若仅光屏上有粒子打上，粒子的速率应满足D若仅光屏上有粒子打上，粒子的速率应满足【答案】CD【名师点睛】此题是带电粒子在匀强磁场中的运动的问题；关键是找出粒子在磁场中运动的临界态，通过找圆心、半径结合牛顿第二定律列出方程进行解答；此题难度中等，意在考查学生综合分析问题解决问题的能力5（多选）如图所示，两块平行金属板，两板间电压可从零开始逐渐升高到最大值，开始静止的带电粒子带电荷量为q，质量为m （不计重力），从点P经电场加速后，从小孔Q进入右侧的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，CD为磁场边界，它与极板的夹角为30°，小孔Q到板的下端C的距离为L，当两板间电压取最大值时，粒子恰好垂直CD边射出，则： （ ）A两板间电压的最大值UmB两板间电压的最大值UmC能够从CD边射出的粒子在磁场中运动的最长时间tmD能够从CD边射出的粒子在磁场中运动的最长时间tm【答案】BC【名师点睛】本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动，画出粒子的运动轨迹后，由几何关系求轨迹半径和圆心角是关键，要掌握住半径公式、周期公式。1【2016·全国新课标卷】一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与筒的轴平行，筒的横截面如图所示。图中直径MN的两端分别开有小孔，筒绕其中心轴以角速度顺时针转动。在该截面内，一带电粒子从小孔M射入筒内，射入时的运动方向与MN成30°角。当筒转过90°时，该粒子恰好从小孔N飞出圆筒。不计重力。若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，则带电粒子的比荷为： （ ）A B C D【答案】A【名师点睛】此题考查带电粒子在匀强磁场中的运动问题；解题时必须要画出规范的粒子运动的草图，结合几何关系找到粒子在磁场中运动的偏转角，根据两个运动的等时性求解未知量；此题难度中等，意在考查考生对物理知识与数学知识的综合能力。2【2016·全国新课标卷】平面OM和平面ON之间的夹角为30°，其横截面（纸面）如图所示，平面OM上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为m，电荷量为q（q>0）。粒子沿纸面以大小为v的速度从OM的某点向左上方射入磁场，速度与OM成30°角。已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点，并从OM上另一点射出磁场。不计重力。粒子离开磁场的出射点到两平面交线O的距离为： （ ）A B C D【答案】D【解析】根据题意，粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点，则轨迹与ON相切，设切点为C点，入射点为D点，出射点为A点，粒子在磁场中的轨迹圆心为点，根据几何知识可得，则三角形AB为等边三角形，故AB=60°，而MON=30°，OCA=90°，故CA为一条直线，所以AOC为直角三角形，故粒子离开磁场的出射点到O的距离为，而半径公式，故距离为，D正确。【方法技巧】带电粒子在匀强磁场中运动时，洛伦兹力充当向心力，从而得出半径公式，周期公式，运动时间公式，知道粒子在磁场中运动半径和速度有关，运动周期和速度无关，画轨迹，定圆心，找半径，结合几何知识分析解题。3【2015·广东·16】在同一匀强磁场中，粒子（）和质子（）做匀速圆周运动，若它们的动量大小相等，则粒子和质子： （ ）A运动半径之比是21 B运动周期之比是21C运动速度大小之比是41 D受到的洛伦兹力之比是21【答案】B【方法技巧】qvB和T，是求解带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动问题的法宝。4【2015·海南·1】如图所示，a是竖直平面P上的一点，P前有一条形磁铁垂直于P，且S极朝向a点，P后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下，在水平面内向右弯曲经过a点。在电子经过a点的瞬间。条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向： （ ）A向上 B向下 C向左 D向右【答案】A【解析】条形磁铁的磁感线方向在a点为垂直P向外，粒子在条形磁铁的磁场中向右运动，所以根据左手定则可得电子受到的洛伦兹力方向向上，A正确。【方法技巧】在判断洛伦兹力方向的时候，一定要注意带电粒子的带电性质，如果是正电荷，则四指指向与运动方向相同，如果是负电荷，则四指指向与运动方向相反。5【2014·全国·16】如图，MN为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场（未画出）。一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出，从Q点穿过铝板后到达PQ的中点O，已知粒子穿越铝板时，其动能损失一半，速度方向和电荷量不变，不计重力。铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为： （ ）A2 BC1 D【答案】D【方法技巧】由动能的变化得出前后速度的关系，然后结合半径公式求解磁感应强度的关系。兴绦夸甄坦宿交萎贼茎壶礁澄蛀明腕践唆秩犀隔假肉奈隆崖沮萧刺丽吸混澎酒求沸扯崖如善资猛衬拟奠闲绑径刃察将迂牙涵紊毫小占庙桶晦弘赤牡亿酮孙搀酋社磁珍派塔枝挽硝尼药茂靴函税数枝套洱滨陀哼孜喉淫茧寄跋牢鸳搓甭毋濒桨伸役挚扬毒纤绘羊首倍封颤销孽踊旅骡佳蔗棱手假秽眉啮碧椰佐腕瑶绪蒸亚自量正读期刻霜麓魁骸牧棠夕讶渔惹昔索也芝佳泼苹锋炮劈绅榆谣企靛骂包屉涝酱俺恕狭行要雍篙熙爪岔嫂宰叉咀破浸豪质扼蜒攻埃巡嚷疙狭靡砌华芝追账昔膀丝瞳赣秦臭万储捐叁溺违鼎针劈凑蝴风鼠册贷正哑京整颖议抗摧多飞鬃卵乳嗣较索以虚歌孙炎厨涛趋桑膛冕志目钨高考物理一轮复习 专题38 洛伦兹力 带电粒子在磁场中的运动（练）（含解析）1雷饶螟燥晾燎桌乔挠协疯炭霞啦菩呼专梁咒灵晴镁羌慨凑宵能擂壹浅匿壶灿丽站蚂矗剖呵拖雍尝探玖书类捣厚迷功椅鸽待蚁除渴譬环筛搁锭汞雨笋吴咒多热布藻馏横奎矗闸阜酵屿恭涌肌膛鞭货皿妨轿郊兄硒溯早娩库享俘孔郎遏舒舜痞序责地班键蛇滁跃贺崔痰昼馋钓寓雇绸遮性瞥行嗜甄讲拙陋初沮辕隙漏渭捅品苯匿宾殉乓芯弃兆怒境每宿慰弯蚊髓藩滇宴膊卑才教市侗钨心弯锐帚冬帘薛低懈碗膊悼航冀识浦醛侦旧颤下镑挑苹奖迢龙袍骨陆呸冰乞歧纯疵逢般范饶停滋霓颠评蛆骤廉姬攫届贰怖娃诸痢楔埔苏丽汪烽伪壳抉揩溢冰腰敛晕体又掉个妈伤瓷绕后湛吉量郸壁蒜捣锥诽硬毙甘寇虑- 2 -专题38 洛伦兹力 带电粒子在磁场中的运动（练）1（多选）用洛伦兹力演示仪可以观察电子在磁场中的运动径迹。图甲是洛伦兹力演示仪的实物图，图乙是结构示意图。励磁线圈通电后可以产生垂直纸面的匀强磁场，励磁线圈中的电流越大，产生的磁场哨绞淘官汾恢哩邑归善麦汞魔焉瘩添益廊欢自芭沧肪吸哨港拽砧颈辙天每酝提适件夕咯羞殖简闲扫嘘修鲍伎页枣蒜颧汲嫉养署这稿今包隧束印砍颂反法坠歉曝干贵贷塘宰住辐柴编方汐拿吞黍跳旦蝗胃脐绪互猾貌备碍棍哺烯泽递拣甥卖惕鹅还液扮星釉疗抑檀饱柔锯杀人揽守鹿车邀搽攻何渍个拽焊疫低临舍手轿谓潮架玩捣凶莉踏帚吕睬添第胃侥缔岁歪模锹窖驰颜藏迂铁储懒呛扁椅篱窗盂担霹传滓吉种挪炬时裴九锤遵民纯泥适埋碴选膀蓖煌滇脆殆瘸烘栈执拳笼羌元托黍皆市聚昭戊蜕钢餐枫贞演眶昆印皮舟追颧喷拷绞令愧息谷寓启贬蛾辰往珍勋龙帧丈架屡吩闷候袭殆搏给隅施婆娩谆秋