2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)三十磁吃運(yùn)動(dòng)電荷的作用【含答案】

磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用[雙基鞏固練]1．在陰極射線管中電子流方向由左向右，其上方置一根通有如圖所示電流的直導(dǎo)線，導(dǎo)線與陰極射線管平行，則陰極射線將會(huì)()A．向上偏轉(zhuǎn)B．向下偏轉(zhuǎn)C．向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)D．向紙外偏轉(zhuǎn)2．(多選)帶電油滴以水平速度v0垂直進(jìn)入磁場(chǎng)，恰做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如圖所示，若油滴質(zhì)量為m，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則下述說(shuō)法正確的是()A．油滴必帶正電荷，電荷量為eq\f(mg,v0B)B．油滴必帶正電荷，比荷eq\f(q,m)＝eq\f(g,v0B)C．油滴必帶負(fù)電荷，電荷量為eq\f(mg,v0B)D．油滴帶什么電荷都可以，只要滿足q＝eq\f(mg,v0B)3．目前，我國(guó)柔性直流輸電技術(shù)世界領(lǐng)先．上海南匯風(fēng)電場(chǎng)柔性直流輸電工程，輸送容量為2×104kW，直流電壓等級(jí)±30kV.設(shè)某段輸電線路的兩導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)，若宇宙射線中的質(zhì)子、電子以速率v0到達(dá)輸電線所在處，不考慮地磁場(chǎng)的影響和粒子速率的變化，質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)軌跡大致是圖中的()4．[中考真題試卷·山東菏澤一模]如圖所示，abcd是邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形，在四分之一圓abd區(qū)域內(nèi)有垂直正方形平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子從b點(diǎn)沿ba方向射入磁場(chǎng)，結(jié)果粒子恰好能通過(guò)c點(diǎn)，不計(jì)粒子的重力，則粒子的速度大小為()A.eq\f(qBL,m)B.eq\f(\r(2)qBL,m)C.eq\f(\r(2)－1qBL,m)D.eq\f(\r(2)＋1qBL,m)5．[2019·北京卷，16]如圖所示，正方形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一帶電粒子垂直磁場(chǎng)邊界從a點(diǎn)射入，從b點(diǎn)射出．下列說(shuō)法正確的是()A．粒子帶正電B．粒子在b點(diǎn)速率大于在a點(diǎn)速率C．若僅減小磁感應(yīng)強(qiáng)度，則粒子可能從b點(diǎn)右側(cè)射出D．若僅減小入射速率，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間變短6．如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為＋q的帶電粒子，不計(jì)重力，在a點(diǎn)以某一初速度水平向左射入磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ，沿曲線abcd運(yùn)動(dòng)，ab、bc、cd都是半徑為R的圓弧，粒子在每段圓弧上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間都為t.規(guī)定垂直于紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為正，則磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨x變化的關(guān)系可能是()7．如圖所示，在圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，ab是圓的直徑．一帶電粒子從a點(diǎn)射入磁場(chǎng)，速度大小為v、方向與ab成30°角時(shí)，恰好從b點(diǎn)飛出磁場(chǎng)，且粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t；若同一帶電粒子從a點(diǎn)沿ab方向射入磁場(chǎng)，也經(jīng)時(shí)間t飛出磁場(chǎng)，則其速度大小為()A.eq\f(1,2)vB.eqB.eq\f(2,3)vC.eq\f(\r(3),2)vD.eqD.eq\f(3,2)v8．[中考真題試卷·河北邢臺(tái)期末]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)粒子重力．求：(1)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑；(2)粒子第一次在圓形區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間．[綜合提升練]9．如圖所示半圓形區(qū)域內(nèi)，有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一帶電粒子第一次以v0的速度對(duì)準(zhǔn)圓心O垂直直徑射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，粒子從該磁場(chǎng)中射出且向下偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角度為60°，然后該帶電粒子第二次以eq\f(5,6)v0的速度還是對(duì)準(zhǔn)圓心O垂直直徑射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，忽略粒子受到的重力，則下面說(shuō)法中正確的是()A．粒子帶正電B．粒子第二次的偏轉(zhuǎn)角度為74°C．粒子第一次與第二次在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比是6:5D．如果粒子的速度過(guò)小，可能會(huì)出現(xiàn)粒子不能射出磁場(chǎng)的情況10．[中考真題試卷·河南九師聯(lián)盟核心一模](多選)如圖所示，四分之一圓內(nèi)存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，∠AOB＝90°，AO邊和BO邊的中點(diǎn)分別為C和D，AO邊和BO邊與水平方向的夾角均為45°.在紙面內(nèi)電子從C點(diǎn)以速度v垂直于AO的方向射入磁場(chǎng)，從D點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)．電子重力不計(jì)．下列說(shuō)法正確的是()A．電子離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)方向與BO垂直B．如果電子以相同的速度從A點(diǎn)射入磁場(chǎng)，則電子從O點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)C．如果一個(gè)質(zhì)子以與電子相同的速度從C點(diǎn)射入磁場(chǎng)，質(zhì)子的軌道半徑大小與電子的相同D．如果電子從C點(diǎn)豎直向上射入磁場(chǎng)，也可從D點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)11．[中考真題試卷·福建廈門期末]如圖所示，在xOy平面內(nèi)，有邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的等邊三角形區(qū)域OPQ，PQ邊與x軸垂直，在三角形區(qū)域以外，存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，三角形OPQ區(qū)域內(nèi)無(wú)磁場(chǎng)分布．現(xiàn)有質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的粒子從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)，粒子重力忽略不計(jì)．(1)若要使該粒子不出磁場(chǎng)，直接到達(dá)P點(diǎn)，求粒子從O點(diǎn)射入的最小速度的大小和方向；(2)若粒子從O點(diǎn)以初速度v0＝eq\f(\r(3)qBL,6m)沿y軸正方向射入，能再次經(jīng)過(guò)O點(diǎn)，試畫出粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡圖并求該粒子從出發(fā)到再次過(guò)O點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間．課時(shí)作業(yè)(三十)1．解析：由題意可知，直線電流的方向由左向右，根據(jù)安培定則，可判定直導(dǎo)線下方的磁場(chǎng)方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶铮帢O射線電子運(yùn)動(dòng)方向由左向右，由左手定則知(電子帶負(fù)電，四指要指向其運(yùn)動(dòng)方向的反方向)，陰極射線將向下偏轉(zhuǎn)，故B選項(xiàng)正確．答案：B2．解析：油滴水平向右勻速運(yùn)動(dòng)，其所受洛倫茲力必向上與重力平衡，故帶正電，其電荷量q＝eq\f(mg,v0B)，油滴的比荷為eq\f(q,m)＝eq\f(g,Bv0)，A、B項(xiàng)正確．答案：AB3．解析：上面導(dǎo)線電流向右，下面導(dǎo)線電流向左，根據(jù)右手定則可判斷輸電線間磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，且靠近導(dǎo)線磁場(chǎng)增強(qiáng)，根據(jù)r＝eq\f(mv,Bq)知粒子的軌道半徑減小；兩導(dǎo)線下方磁場(chǎng)垂直紙面向外，離導(dǎo)線越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)越弱，質(zhì)子軌道半徑越大，不可能為圓周，由左手定則可判斷質(zhì)子軌跡偏轉(zhuǎn)方向，故A、C、D錯(cuò)誤；B正確．答案：B4．解析：粒子沿半徑方向射入磁場(chǎng)，則出射速度的反向延長(zhǎng)線一定經(jīng)過(guò)圓心，由于粒子能經(jīng)過(guò)C點(diǎn)，因此粒子出磁場(chǎng)時(shí)一定沿ac方向，軌跡如圖：由幾何關(guān)系可知，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r＝(eq\r(2)－1)L，根據(jù)牛頓第二定律有：qv0B＝meq\f(v\o\al(2,0),r)，解得：v0＝eq\f(\r(2)－1qBL,m)，故選項(xiàng)C正確．答案：C5．解析：由運(yùn)動(dòng)軌跡和左手定則可判定該粒子帶負(fù)電，A錯(cuò)誤；粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故粒子在b點(diǎn)速率等于在a點(diǎn)速率，B錯(cuò)誤；由qvB＝meq\f(v2,R)得R＝eq\f(mv,qB)，若僅減小磁感應(yīng)強(qiáng)度，則R增大，如圖，粒子將從b點(diǎn)右側(cè)射出，故C正確；粒子運(yùn)動(dòng)周期T＝eq\f(2πR,v)＝eq\f(2πm,qB)，若僅減小入射速率，則R減小，T不變，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)應(yīng)的圓心角θ變大，由t＝eq\f(θ,360°)T可知，粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)間將變長(zhǎng)，故D錯(cuò)誤．答案：C6．解析：由左手定則可判斷出磁感應(yīng)強(qiáng)度B在區(qū)域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ內(nèi)的方向分別為向外、向里和向外，在三個(gè)區(qū)域中均運(yùn)動(dòng)1/4周期，故t＝T/4，由于T＝eq\f(2πm,Bq)，求得B＝eq\f(πm,2qt)，選項(xiàng)C正確．答案：C7．解析：設(shè)圓形區(qū)域直徑為d，粒子從a點(diǎn)射入從b點(diǎn)飛出磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝eq\f(T,6)，半徑R1＝d＝eq\f(mv,qB)；若粒子從a點(diǎn)沿ab方向射入磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝eq\f(T,6)，偏向角為60°，且tan30°＝eq\f(\f(d,2),R2)，半徑R2＝eq\f(\r(3),2)d＝eq\f(mv′,qB)，速度v′＝eq\f(\r(3),2)v，選項(xiàng)C正確．答案：C8．解析：本題考查帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)．(1)作出粒子軌跡圖如圖所示，設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為R，由幾何關(guān)系得R＋eq\r(R2＋r2)＝3r，解得R＝eq\f(4,3)r.(2)設(shè)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的大小為v，由牛頓第二定律有qvB＝eq\f(mv2,R)，進(jìn)入圓形區(qū)域，帶電粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則2r＝vt，聯(lián)立解得t＝eq\f(3m,2qB).答案：(1)eq\f(4,3)r(2)eq\f(3m,2qB)9．解析：根據(jù)左手定則可知粒子帶負(fù)電，故A錯(cuò)．如圖1所示，第一次偏轉(zhuǎn)角度為60°，由幾何關(guān)系求得粒子的軌道半徑等于半磁場(chǎng)圓的半徑．第二次的情況，如圖2所示，速度變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(5,6)，則根據(jù)r＝eq\f(mv,qB)可知，其軌道半徑也變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(5,6).根據(jù)幾何知識(shí)可得：sinα＝eq\f(\f(1,2)r,\f(5,6)r)＝eq\f(3,5)求得：α＝37°故β＝2α＝74°，故B對(duì)．根據(jù)T＝eq\f(2πm,qB)可知兩次粒子運(yùn)動(dòng)的周期相等，則時(shí)間之比等于粒子軌道的圓心角之比，故C錯(cuò)．如果粒子的速度過(guò)小，其軌道半徑也小，但是可以在磁場(chǎng)的左側(cè)射出磁場(chǎng)，故D錯(cuò)．答案：B10．解析：本題考查帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，體現(xiàn)運(yùn)動(dòng)與相互作用觀念和模型建構(gòu)要素，符合“四翼”考查要求的應(yīng)用性及綜合性．根據(jù)幾何關(guān)系，畫出電子的運(yùn)動(dòng)軌跡，電子垂直于AO進(jìn)入磁場(chǎng)，也垂直于BO離開(kāi)磁場(chǎng)，選項(xiàng)A正確；如果電子以相同的速度從A點(diǎn)射入磁場(chǎng)，電子的軌道半徑仍為eq\f(R,2)，電子從O點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，選項(xiàng)B正確；如果一個(gè)質(zhì)子以與電子相同的速度從C點(diǎn)射入磁場(chǎng)，根據(jù)半徑公式r＝eq\f(mv,qB)，因?yàn)殡娮雍唾|(zhì)子比荷不同，所以軌道半徑不同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；如果電子豎直向上從C點(diǎn)射入磁場(chǎng)，由于半徑不變，則由幾何關(guān)系可知不能從D點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：AB11．解析：本題考查帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的極值問(wèn)題．(1)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力提供向心力，Bqv＝meq\f(v2,r)，可知v＝eq\f(Bqr,m)，可知粒子運(yùn)動(dòng)速度與半徑成正比，當(dāng)初速度垂直于OP射入磁場(chǎng)時(shí)，粒子直接到達(dá)P點(diǎn)的射入速度最小，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖甲所示，由幾何關(guān)系得r1＝eq\f(L,2)，由牛頓第二定律得qv1B＝meq\f(v\o\al(2,1),r1)，解得v1＝eq\f(qBL,2m)，方向垂直于OP向上或與y軸正半軸成30°角斜向左上．(2)若粒子從O點(diǎn)以初速度v0＝eq\f(\r(3)qBL,6m)沿y軸正方向射入，由牛頓第二定律得qv0B＝meq\f(v\o\al(2,0),