【2021高考物理二輪復(fù)習(xí)】磁場(chǎng)（帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)）含答案

磁場(chǎng)（帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)）

一、單選題

1.如圖所示，在第I象限內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一對(duì)正、負(fù)電子分別以相同速率沿與X軸正方

向成30。角的方向從原點(diǎn)射入磁場(chǎng)，則正、負(fù)電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為（）

A.1：/B.1：1C.1：2D.2：1

2.如圖所示的虛線框?yàn)橐婚L(zhǎng)方形區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)有一垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一束電子以不同的速率

從。點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)方向、沿圖中方向射入磁場(chǎng)后，分別從4、氏C三點(diǎn)射出磁場(chǎng)，比較它們?cè)诖艌?chǎng)中的運(yùn)

動(dòng)時(shí)間之、tb、te,其大小關(guān)系是（）

A.ta<tb<tcB.ta=th=tcC.ta=th>tcD.ta<th=tc

3.物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，需要有外力作為向心力，當(dāng)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，作為向心力的是：

A.庫(kù)侖力；B.洛倫茲力；C.安培力；D.萬有引力.

4.如圖所示.美國(guó)物理學(xué)家安德森在研究宇宙射線時(shí)，在云霧室里觀察到有一個(gè)粒子的徑跡和電子的徑跡彎

曲程度相同，但彎曲方向相反，從而發(fā)現(xiàn)了正電子，獲得了1936年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，已知云霧室中磁場(chǎng)

方向與紙面垂直，下列說法正確的是

蜜

A.云霧室中磁場(chǎng)方向垂直紙面向外

B.云霧室中磁場(chǎng)方向垂宜紙面向里

C.若增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，正電子運(yùn)動(dòng)半徑增大負(fù)電子運(yùn)動(dòng)半徑減小

D.若增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，正電子運(yùn)動(dòng)半徑減小負(fù)電子運(yùn)動(dòng)半徑增大

5.如圖所示，不計(jì)重力的帶電粒子以某一初速度垂直左邊界射入磁場(chǎng)區(qū)域，穿過此磁場(chǎng)區(qū)域的時(shí)間為%

1

該區(qū)域內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度為以粒子飛出磁場(chǎng)時(shí)偏離原方向60。。利用以上數(shù)據(jù)可求出（)

A.帶電粒子在中運(yùn)動(dòng)的周期B.粒子所帶的電荷量

C.帶電粒子的初速度D.帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑

6.關(guān)于帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）

A.帶電粒子飛入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，一定做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

B.帶電粒子飛入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度一定不變

C.帶電粒子飛入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力的方向總和運(yùn)動(dòng)方向垂直

D.帶電粒子飛入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能一定發(fā)生改變

7.如圖，虛線所示的圓形區(qū)域內(nèi)存在一垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，P為磁場(chǎng)邊界上的一點(diǎn)。大量相同的帶電

粒子以相同的速率經(jīng)過戶點(diǎn)，在紙面內(nèi)沿不同方向射入磁場(chǎng)。若粒子射入速率為也，這些粒子在磁場(chǎng)邊界

的出射點(diǎn)分布在四分之一圓周上；若粒子射入速率為V2相應(yīng)的出射點(diǎn)分布在三分之一圓周上不計(jì)重力及帶

電粒子之間的相互作用，則叨：丫2為（）

A.V2：B.V2：V3C.1：V3D.53

8.現(xiàn)有兩種粒子，質(zhì)量分別為孫和〃?2,前者電荷量是后者的2倍，使它們垂直射入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，結(jié)果

發(fā)現(xiàn)兩個(gè)粒子運(yùn)動(dòng)的圓軌道的半徑相同，則它們的動(dòng)能之比為（）

4欣欣4加，

A.—B.—\C.mD.

行4〃g4加2網(wǎng)

9.比荷相等的帶電粒子M和N,以不同的速率經(jīng)小孔S垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)的半圓軌跡（M的軌跡圓

半徑大于N的軌跡圓半徑）如圖中虛線所示。下列說法正確的是（）

XXXX

xNxB5..W..X

，乂Xxx

A.M的帶電荷量大于N的帶電荷量B.M的質(zhì)量小于N的質(zhì)量

2

C.M的速率大于N的速率D.M的運(yùn)行時(shí)間大于N的運(yùn)行時(shí)間

10.如圖所示，在三角形區(qū)域OAB內(nèi)（包括邊界）存在垂直三角形區(qū)域平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。兩帶正電的

粒子（不計(jì)重力），以相同的速度先后從。點(diǎn)沿04方向射入磁場(chǎng)中，分別從0B邊上的點(diǎn)M、N射出磁場(chǎng)

區(qū)域。若0M=MN,則從"點(diǎn)和N點(diǎn)射出的粒子比荷之比是（）

A.4：1B.2：1C.1：1D.1：2

II.比荷值相同的帶電粒子M和N,先后以大小不同的速度沿PO方向射入圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，運(yùn)動(dòng)軌跡

如圖所示，不計(jì)重力。則下列分析不匹娜的是（）

A.M帶負(fù)電，N帶正電

B.M的速率小于N的速率

C.M在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間小于N在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

D.M和N兩粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的角速度大小相等

12.已知粒子甲的質(zhì)量與電荷量分別是粒子乙的4倍與2倍，粒子甲帶正電，粒子乙?guī)ж?fù)電，不計(jì)重力。

現(xiàn)讓它們?cè)趧驈?qiáng)磁場(chǎng)中同一點(diǎn)以大小相等、方向相反的速度垂直磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面運(yùn)動(dòng)，則以

下四個(gè)圖中，能正確表示兩粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的是

13.關(guān)于帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所受的洛倫茲力，下列說法正確的是（）

A.洛倫茲力的方向可以不垂直于帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向

B.洛倫茲力力的方向總是垂直于磁場(chǎng)的方向

C.洛倫茲力的大小與帶電粒子的速度方向和磁場(chǎng)方向的夾角無關(guān)

D.僅將帶電粒子的速度減半，洛倫茲力的大小變?yōu)樵瓉淼膬杀?/p>

14.如圖所示，在y>0的區(qū)域內(nèi)存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)囪，在）<0的區(qū)域內(nèi)存在方向垂直于

3

紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)心,磁場(chǎng)&的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是磁場(chǎng)5的2倍，一帶負(fù)電的粒子(重力不計(jì))從y

軸上尸(0,力)點(diǎn)以某一速度沿x軸正方向射入磁場(chǎng)若第一次經(jīng)過x軸時(shí)的橫坐標(biāo)為百〃，則粒子第

三次經(jīng)過x軸時(shí)的橫坐標(biāo)為(

7月9用

A.3島C.473/2

22

15.如圖所示，平行邊界MM間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為私兩邊界長(zhǎng)

度足夠長(zhǎng)，間距為"，上有一粒子源4,可在紙面內(nèi)沿各個(gè)方向向磁場(chǎng)中射入質(zhì)量均為修、電荷量均為

4的帶正電的粒子，粒子射入磁場(chǎng)的速度丫=幽，不計(jì)粒子的重力，則粒子能從尸0邊界射出磁場(chǎng)的區(qū)域

長(zhǎng)度為(

C.2dD.y/2d

二、解答題

16.如圖所示，在半徑為《=等的圓形區(qū)域內(nèi)有水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B,圓形區(qū)域右側(cè)有一

Bq

豎直感光板，質(zhì)量為機(jī)，電量為q重力不計(jì)的帶正電的粒子以速率%從圓弧頂點(diǎn)尸平行于紙面進(jìn)入磁場(chǎng)，

P。與感光板平行，P到感光板的距離為2R。

(1)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑；

(2)若粒子對(duì)準(zhǔn)圓心射入，求它在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；

(3)若粒子對(duì)準(zhǔn)圓心射入，且速率為g%,求它打到感光板上的位置距離尸點(diǎn)的豎直距離。

4

17.如圖所示，在直角三角形AOC區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（包含邊界）

中，ZACD=30\現(xiàn)有一質(zhì)量為小電荷量為q的帶電粒子，以某一速度丫從。點(diǎn)沿邊射入磁場(chǎng)，垂

直于AC邊射出磁場(chǎng)，粒子的重力可忽略不計(jì)。求：

（1）帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑R；

（2）帶電粒子在三角形ADC區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

（3）帶電粒子從C/）邊射出的最大速度

J.....冊(cè)七

18.如圖所示，水平放置的兩塊長(zhǎng)直平行金屬板a、b相距d=0.10m,a、b間的電場(chǎng)強(qiáng)度為￡=5.0x10^N/C,

b板下方整個(gè)空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8=0.6T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).今有一質(zhì)量為機(jī)=

4.8x10-25kg、電荷量為q=1.6xior8c的帶正電的粒子（不計(jì)重力）,從貼近a板的左端以⑶=1.0x106mzs

的初速度水平射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，剛好從狹縫P處穿過b板而垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后粒子回到b板的Q處（圖

中未畫出）.求：

XXXXXXXX

XXXXXXXX

B

XXXXXXXX

（1）判斷a、b兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度的方向；

（2）求粒子到達(dá)P處的速度與水平方向的夾角0；

（3）求P、Q之間的距離L（