2020年高考物理《带点粒子在纯磁场中的运动规律》专项练习及答案解析.doc

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1、高考物理《带点粒子在纯磁场中的运动规律》专项练习1.两个带电粒子以同一速度、同一位置进入匀强磁场，在磁场中它们的运动轨迹如图所示。粒子a的运动轨迹半径为r1，粒子b的运动轨迹半径为r2，且r2＝2r1，q1、q2分别是粒子a、b所带的电荷量，则(　　)A．a带负电、b带正电，粒子的比荷＝2∶1B．a带负电、b带正电，粒子的比荷＝1∶2C．a带正电、b带负电，粒子的比荷＝2∶1D．a带正电、b带负电，粒子的比荷＝1∶1【答案】：　C【解析】：结合左手定则可知a带正电、b带负电；因为粒子的半径关系为为r2＝2r1，根据半径公式，，代入可得：粒子的比荷为

2、2∶1，故C选项正确。2.(2019·山东名校联考)(多选)如图所示，两个半径相同的半圆形轨道分别竖直放在匀强电场和匀强磁场中，轨道两端在同一高度上，轨道是光滑的，两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点O由静止释放，M、N为轨道的最低点，以下说法正确的是(　　　)A.两小球到达轨道最低点的速度vM＞vNB.两小球到达轨道最低点时对轨道的压力FM＞FNC.小球第一次到达M点的时间大于到达N点的时间D.在磁场中小球能到达轨道的另一端，在电场中不能【答案】ABD【解析】　小球在磁场中到达轨道最低点时只有重力做功，vM＝.在电场中到达轨道最低点时，重力

3、做正功，电场力做负功，根据动能定理有mgR－qER＝mv，vN＝，所以vM＞vN；因为OM＝ON，所以该过程所用时间tM＜tN，A正确，C错误；根据能量守恒定律，D正确；在M点F′M＝mg＋qvMB＋m，在N点F′N＝mg＋m，不难看出，F′M＞F′N，由牛顿第三定律可知FM＝F′M，FN＝F′N，B正确．3.如图所示，平面直角坐标系的第Ⅰ象限内有一匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v从O点沿着与y轴夹角为30°的方向进入磁场，运动到A点时速度方向与x轴的正方向相同，不计粒子的重力，则(　　)A．该粒子带正电

4、B．A点与x轴的距离为C．粒子由O到A经历时间t＝D．运动过程中粒子的速度不变【答案】：　B【解析】：　由左手定则可判断该粒子带负电，A错误；粒子运动轨迹半径r＝，如图所示，由O到A圆心角θ＝60°，根据粒子运动轨迹，A点离x轴的距离为r(1－cosθ)＝，B正确；粒子由O到A经历的时间为t＝T＝，C错误；运动过程中粒子速度大小不变，方向时刻改变，D错误。4.(2019·江西南昌模拟)如图所示，在圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，ab是圆的直径．一带电粒子从a点射入磁场，速度大小为v、方向与ab成30°角时，恰好从b点飞出磁场，且粒子在磁场中运

5、动的时间为t；若同一带电粒子从a点沿ab方向射入磁场，也经时间t飞出磁场，则其速度大小为(不计重力)(　　)A.v　　　　B.v　　　　C.v　　　　D.v【答案】C【解析】　设圆形区域的半径为R，带电粒子进入磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，qvB＝m，得r＝，r∝v；当粒子从b点飞出磁场时，运动轨迹如图甲所示，入射速度与出射速度与ab的夹角相等，所以速度的偏转角为60°，轨迹对应的圆心角为60°，根据几何知识得轨迹半径为r1＝2R；当粒子从a点沿ab方向射入磁场时，如图乙所示，经过磁场的时间也是t，由T＝知，同一粒子两次在磁场中运动的

6、周期相等，又轨迹对应的圆心角θ＝，即粒子沿ab方向射入磁场时，轨迹对应的圆心角也是60°，根据几何知识得，粒子的轨迹半径为r2＝R；可得＝＝，则v′＝v，选项C正确．甲乙5.(2018·广东华南三校联考)如图所示，在直角坐标系xOy中，x轴上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于纸面向外。许多质量为m、电荷量为＋q的粒子，以相同的速率v沿纸面内，由x轴负方向与y轴正方向之间各个方向从原点O射入磁场区域。不计重力及粒子间的相互作用。下列图中阴影部分表示带电粒子在磁场中可能经过的区域，其中R＝，正确的图是(　　)【答案】：　D【解析】：　由

7、左手定则可知带负电粒子的偏转方向，以R＝为半径作圆a和圆b，如图所示，将圆a以O点为轴顺时针转动，直到与b圆重合，可以判断出图D正确。6.如图所示，半径为R的圆形区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于纸面向里，一带负电的粒子(不计重力)沿水平方向以速度v正对圆心入射，通过磁场区域后速度方向偏转了60°.(1)求粒子的比荷及粒子在磁场中的运动时间t；(2)如果想使粒子通过磁场区域后速度方向的偏转角度最大，在保持原入射速度的基础上，需将粒子的入射点沿圆弧向上平移的距离d为多少？【答案】见解析【解析】(1)粒子的轨迹半径：r＝①粒子做圆周运动：

8、qvB＝m②由①②两式得粒子的比荷＝③运动周期T＝④在磁场中的运动时间t＝T⑤由①④⑤式得t＝.⑥(2)当粒子的入射点和出