2025新高考方案一輪物理課時跟蹤檢測(五十一)　帶電粒子在磁場中的運(yùn)動

2025新高考方案一輪物理課時跟蹤檢測(五十一)帶電粒子在磁場中的運(yùn)動課時跟蹤檢測(五十一)帶電粒子在磁場中的運(yùn)動一、立足基礎(chǔ)，體現(xiàn)綜合1．(多選)一電中性微粒靜止在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，在某一時刻突然分裂成a、b和c三個微粒，a和b在磁場中做半徑相等的勻速圓周運(yùn)動，環(huán)繞方向如圖所示，c未在圖中標(biāo)出。僅考慮磁場對帶電微粒的作用力，下列說法正確的是()A．a(chǎn)帶負(fù)電荷 B．b帶正電荷C．c帶負(fù)電荷 D．a(chǎn)和b的動量大小一定相等2．如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，有一段靜止的長為L的通電導(dǎo)線，磁場方向垂直于導(dǎo)線。設(shè)單位長度導(dǎo)線中有n個自由電荷，每個自由電荷的電荷量都為q，它們沿導(dǎo)線定向移動的平均速率為v。下列選項(xiàng)正確的是()A．導(dǎo)線中的電流大小為nLqvB．這段導(dǎo)線受到的安培力大小為nLqvBC．沿導(dǎo)線方向電場的電場強(qiáng)度大小為vBD．導(dǎo)線中每個自由電荷受到的平均阻力大小為qvB3．(2024·西安高三質(zhì)檢)如圖所示，豎直放置的光滑絕緣斜面處于方向垂直豎直平面(紙面)向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，一帶電荷量為q(q>0)的滑塊自a點(diǎn)由靜止沿斜面滑下，下降高度為h時到達(dá)b點(diǎn)，滑塊恰好對斜面無壓力。關(guān)于滑塊自a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的過程，下列說法正確的是(重力加速度為g)()A．滑塊在a點(diǎn)受重力、支持力和洛倫茲力作用B．滑塊在b點(diǎn)受到的洛倫茲力大小為qBeq\r(2gh)C．洛倫茲力做正功D．滑塊的機(jī)械能增大4．(2024·沈陽高三模擬)如圖所示，虛線框MNQP內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里。a、b、c三個帶電粒子，它們在紙面內(nèi)從PQ邊的中點(diǎn)垂直于PQ邊射入磁場，圖中畫出了它們在磁場中的運(yùn)動軌跡。若不計粒子所受重力，則()A．粒子a帶負(fù)電，粒子b、c帶正電B．若三個粒子比荷相同，則粒子c在磁場中的加速度最大C．若三個粒子入射的速度相同，則粒子c在磁場中的加速度最大D．若三個粒子入射的動量相同，則粒子b的帶電量最大5．(2024·成都高三檢測)如圖所示，邊長為L的正方形區(qū)域ABCD內(nèi)存在著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一帶電粒子以速度v從D點(diǎn)射入磁場，速度方向與CD邊夾角為60°，垂直BC邊射出磁場，則下列說法正確的是()A．粒子一定帶正電B．粒子的比荷為eq\f(\r(3)v,BL)C．粒子在磁場中的運(yùn)動時間為eq\f(2\r(3)πL,9v)D．減小粒子的速度，粒子不可能從CD邊射出6．(2024年1月·貴州高考適應(yīng)性演練)如圖，半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有一方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，MN、PQ是相互垂直的兩條直徑。兩質(zhì)量相等且?guī)У攘慨惙N電荷的粒子從M點(diǎn)先后以相同速率v射入磁場，其中粒子甲沿MN射入，從Q點(diǎn)射出磁場，粒子乙沿紙面與MN方向成30°角射入，兩粒子同時射出磁場。不計粒子重力及兩粒子間的相互作用，則兩粒子射入磁場的時間間隔為()A.eq\f(πR,12v)B.eq\f(πR,6v)C.eq\f(πR,3v)D.eq\f(2πR,3v)7．(2023·全國甲卷)(多選)光滑剛性絕緣圓筒內(nèi)存在著平行于軸的勻強(qiáng)磁場，筒上P點(diǎn)開有一個小孔，過P的橫截面是以O(shè)為圓心的圓，如圖所示。一帶電粒子從P點(diǎn)沿PO射入，然后與筒壁發(fā)生碰撞。假設(shè)粒子在每次碰撞前、后瞬間，速度沿圓上碰撞點(diǎn)的切線方向的分量大小不變，沿法線方向的分量大小不變、方向相反；電荷量不變。不計重力。下列說法正確的是()A．粒子的運(yùn)動軌跡可能通過圓心OB．最少經(jīng)2次碰撞，粒子就可能從小孔射出C．射入小孔時粒子的速度越大，在圓內(nèi)運(yùn)動時間越短D．每次碰撞后瞬間，粒子速度方向一定平行于碰撞點(diǎn)與圓心O的連線8．(2022·江蘇高考)利用云室可以知道帶電粒子的性質(zhì)。如圖所示，云室中存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場，一個質(zhì)量為m、速度為v的電中性粒子在A點(diǎn)分裂成帶等量異號電荷的粒子a和b，a、b在磁場中的徑跡是兩條相切的圓弧，相同時間內(nèi)的徑跡長度之比la∶lb＝3∶1，半徑之比ra∶rb＝6∶1。不計重力及粒子間的相互作用力，求：(1)粒子a、b的質(zhì)量之比ma∶mb；(2)粒子a的動量大小pa。二、注重應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新9．(2024·南寧質(zhì)檢)(多選)如圖所示，A、C兩點(diǎn)分別位于x軸和y軸上，∠OCA＝30°，OA的長度為L。在△OCA區(qū)域內(nèi)(包括邊界)有垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場。質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子，以不同的速度垂直O(jiān)A邊射入磁場。已知粒子從某點(diǎn)射入時，恰好垂直于OC邊射出磁場，且粒子在磁場中運(yùn)動的時間為2t0。不計粒子重力，下列說法正確的是()A．帶電粒子帶負(fù)電B．磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為eq\f(πm,4qt0)C．從OA中點(diǎn)射入磁場的帶電粒子可以從C點(diǎn)出射D．能從OA邊射出的帶電粒子最大射入速度是eq\f(2\r(3)－3,4t0)πL10．(2024·鹽城高三模擬)如圖所示，在直角坐標(biāo)系xOy平面內(nèi)，有一半徑為R的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B、方向垂直于紙面向里，邊界與x、y軸分別相切于a、b兩點(diǎn)，ac為直徑。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子從b點(diǎn)以某一初速度v0(v0大小未知)沿平行于x軸正方向進(jìn)入磁場區(qū)域，從a點(diǎn)垂直于x軸離開磁場，不計粒子重力。下列判斷不正確的是()A．該粒子的速度為v0＝eq\f(BqR,m)B．該粒子從b點(diǎn)運(yùn)動到a點(diǎn)的時間為eq\f(πm,2qB)C．以eq\f(\r(2),2)v0從b點(diǎn)沿各個方向垂直進(jìn)入磁場的該種粒子從邊界出射的最遠(yuǎn)點(diǎn)恰為a點(diǎn)D．以eq\r(2)v0從b點(diǎn)沿各個方向垂直進(jìn)入磁場的該種粒子在磁場中運(yùn)動的最長時間是eq\f(πm,4qB)11．(2023·浙江6月選考，節(jié)選)利用磁場實(shí)現(xiàn)離子偏轉(zhuǎn)是科學(xué)儀器中廣泛應(yīng)用的技術(shù)。如圖所示，Oxy平面(紙面)的第一象限內(nèi)有足夠長且寬度均為L、邊界均平行x軸的區(qū)域Ⅰ和Ⅱ，其中區(qū)域Ⅰ存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1的勻強(qiáng)磁場，區(qū)域Ⅱ存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2的磁場，方向均垂直紙面向里，區(qū)域Ⅱ的下邊界與x軸重合。位于(0,3L)處的離子源能釋放出質(zhì)量為m、電荷量為q、速度方向與x軸夾角為60°的正離子束，沿紙面射向磁場區(qū)域。不計離子的重力及離子間的相互作用，并忽略磁場的邊界效應(yīng)。(1)求離子不進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ的最大速度v1及其在磁場中的運(yùn)動時間t；(2)若B2＝2B1，求能到達(dá)y＝eq\f(L,2)處的離子的最小速度v2。課時跟蹤檢測(一)描述運(yùn)動的基本概念一、立足基礎(chǔ)，體現(xiàn)綜合1．如圖所示是奧運(yùn)會中的運(yùn)動項(xiàng)目，在考查運(yùn)動員比賽成績時，可將運(yùn)動員視為質(zhì)點(diǎn)的是()2.2023年11月30日，重慶市域鐵路江跳線與重慶軌道交通5號線正式貫通載客運(yùn)營，乘客乘坐貫通列車即可實(shí)現(xiàn)跨線運(yùn)行、零換乘，提升乘客出行體驗(yàn)。如圖是在江跳線圣泉寺站首趟貫通運(yùn)營的列車進(jìn)站，下列說法正確的是()A．研究某乘客上車動作時，可以將該乘客視為質(zhì)點(diǎn)B．研究列車通過某一道閘所用的時間，可以將該列車視為質(zhì)點(diǎn)C．選進(jìn)站時運(yùn)動的列車為參考系，坐在列車中的乘客是靜止的D．選進(jìn)站時運(yùn)動的列車為參考系，站臺上等候的乘客是靜止的3．(2024·鄭州高三檢測)某品牌植保無人機(jī)噴灑農(nóng)藥，最快工作效率達(dá)到150畝/小時，可持續(xù)工作8小時。下列說法中正確的是()A．調(diào)整無人機(jī)在空中的姿態(tài)時可以將無人機(jī)看成質(zhì)點(diǎn)B．確定無人機(jī)的位置時需要建立三維坐標(biāo)系C．觀察無人機(jī)飛行速度時可以選取無人機(jī)上的攝像機(jī)為參考系D．“8小時”指的是時刻4．杭州東站到上海虹橋站的G7560次高鐵列車的時刻表如下表所示，已知杭州東站到上海虹橋站的直線距離約為162km，下列說法正確的是()站名到時發(fā)時停留杭州東15：2915：29……嘉興南15：5415：562分上海虹橋16：2416：24……A.15：29是指時間間隔B．研究列車駛出杭州東站的平均速度時，列車可視為質(zhì)點(diǎn)C．以G7560次列車為參考系，坐在車上的乘客在運(yùn)動D．列車全程的平均速度大小約為177km/h5.(多選)如圖所示，在某次自行車越野比賽中，某選手用地圖計算出從出發(fā)地A到目的地B的直線距離為12km，實(shí)際從A運(yùn)動到B用時30min，實(shí)際里程表指示的里程數(shù)比直線距離多了8km，當(dāng)他經(jīng)過某路標(biāo)C時，車上速度計指示的示數(shù)為50km/h，下列說法正確的是()A．整個過程中自行車的平均速度大小為24km/hB．整個過程中自行車的平均速率為40km/hC．經(jīng)過路標(biāo)C時自行車的瞬時速度大小為50km/hD．經(jīng)過路標(biāo)C時自行車的速度方向?yàn)橛葾指向B6．(2024·廣州高三模擬)華南師大附中知識城校區(qū)位于廣州市黃埔區(qū)，為一所新建學(xué)校。李老師打算駕車從華附天河校本部到知識城校區(qū)。她用手機(jī)導(dǎo)航，導(dǎo)航推薦了三種方案，其中方案一是高速多，用時少；方案二是走免費(fèi)公路；方案三是走普通國道。李老師按照方案一駕駛小汽車從華附天河校本部出發(fā)，行駛了37km，共用了36分鐘到達(dá)了知識城校區(qū)。則()A．汽車可能做勻變速運(yùn)動B．汽車運(yùn)動的平均速度約為61.67km/hC．研究汽車的運(yùn)動軌跡時，可以將汽車視為質(zhì)點(diǎn)D．手機(jī)導(dǎo)航推薦的三種方案位移大小相等，方向不同7．(2024·長沙高三調(diào)研)在現(xiàn)代的國防軍工領(lǐng)域，無人機(jī)被廣泛運(yùn)用于偵測、預(yù)警和通信等各個方面。在某軍區(qū)舉行的一次軍事演習(xí)中，甲、乙兩架無人機(jī)以相同的速度沿同一條水平直線勻速前進(jìn)，甲在前，乙在后，發(fā)現(xiàn)對方后，兩架無人機(jī)的自動發(fā)射系統(tǒng)瞄準(zhǔn)對方，同時相對自身以大小為v的速度水平射擊對方，忽略發(fā)射子彈過程無人機(jī)速度的變化，不計空氣阻力和子彈的豎直下落，則(兩子彈不會相撞)()A．甲先被擊中 B．乙先被擊中C．甲不會被擊中 D．甲、乙同時被擊中二、注重應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新8．(2024·名校聯(lián)盟高三大聯(lián)考)2023年10月3日，在杭州亞運(yùn)會田徑女子4×100m接力決賽中，位于第8道的中國隊(duì)以43秒39的成績奪得冠軍，時隔9年重返亞洲之巔。如圖所示為4×100m跑道的起終點(diǎn)區(qū)域，部分賽道起點(diǎn)位置及比賽終點(diǎn)線如圖中所標(biāo)注，則在整個比賽中()A．43秒39表示時刻B．每位運(yùn)動員位移的大小都為100mC．中國隊(duì)的平均速度約為9.2m/sD．中國隊(duì)運(yùn)動員的總位移比位于第3道的新加坡隊(duì)大9.如圖所示，氣墊導(dǎo)軌上滑塊經(jīng)過光電門時，其上的遮光條將光遮住，電子計時器可自動記錄遮光時間Δt。測得遮光條的寬度為Δx，用eq\f(Δx,Δt)近似代表滑塊通過光電門時的瞬時速度。為使eq\f(Δx,Δt)更接近瞬時速度，正確的措施是()A．換用寬度更窄的遮光條B．提高測量遮光條寬度的精確度C．使滑塊的釋放點(diǎn)更靠近光電門D．增大氣墊導(dǎo)軌與水平面的夾角10.核潛艇是戰(zhàn)略核威懾手段之一，我國自主研制的“094A”核潛艇在世界上處于比較領(lǐng)先的地位。如圖所示，在某次實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練中潛艇遇到情況需要緊急下潛，假設(shè)在某段時間內(nèi)可視為勻減速下潛，若在這段時間內(nèi)5s末的速度比2s末的速度小3m/s，則“094A”潛艇在該段時間內(nèi)的加速度大小為()A．1m/s2 B．1.5m/s2C．2m/s2 D．3m/s211.排球在我國是廣受歡迎的比賽項(xiàng)目，女排精神更是體現(xiàn)了頑強(qiáng)拼搏、永不放棄的中國精神。在排球比賽中，扣球手運(yùn)動員抓住機(jī)會打了一個“探頭球”，已知來球速度大小v1＝6m/s，反向擊回的球速度大小v2＝8m/s，擊球時間為0.2s。關(guān)于擊球過程中的平均加速度，下列說法正確的是()A．平均加速度大小為70m/s2，方向與v1相同B．平均加速度大小為10m/s2，方向與v1相同C．平均加速度大小為70m/s2，方向與v2相同D．平均加速度大小為10m/s2，方向與v2相同12．(2024·福州高三模擬)廈門的鼓浪嶼是集觀光、度假、旅游、購物、休閑、娛樂為一體的綜合性海島風(fēng)景文化旅游區(qū)?！肮睦藥Z：國際歷史社區(qū)”已被列入世界遺產(chǎn)名錄。如圖為小閔同學(xué)在游玩鼓浪嶼某段時間內(nèi)的x-t圖像。隨后小閔沿半徑為R的圓進(jìn)行取景，在t1內(nèi)繞行1.5圈。由圖可知()A．在0～t0時間內(nèi)，小閔的行走軌跡為一條曲線B．在0～t0時間內(nèi)，小閔的加速度越來越小，行走的平均速度小于eq\f(x1－x0,t0)C．取景過程，小閔繞行的平均速率為eq\f(2R,t1)D．取景過程中，為實(shí)時監(jiān)測相機(jī)