【师说】2015高考物理一轮复习 磁场对运动电荷的作用课后练习（2014新题，含解析）.doc

课时训练24　磁场对运动电荷的作用 　　　　　　　　　　　　　 一、选择题 1．粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的2倍与4倍，两粒子均带正电，让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动．已知磁场方向垂直纸面向里．以下四个图中，能正确表示两粒子运动轨迹的是(　　) 解析　根据带电粒子在磁场中受洛伦兹力的作用，洛伦兹力提供向心力，则粒子运动的轨道半径r＝，由题意可知：m甲＝2m乙，q甲＝4q乙，所以r乙＝2r甲，即粒子乙运动的轨道半径大，同时由题意知，粒子进入磁场的速度方向相反，根据左手定则可以判断粒子在磁场中受到的洛伦兹力的方向，选项C正确，A、B、D错误． 答案　C 2. 质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，带电粒子仅受洛伦兹力的作用，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是(　　) A．M带负电，N带正电 B．M的速率小于N的速率 C．洛伦兹力对M、N不做功 D．M的运行时间大于N的运行时间 解析　根据左手定则，知选项A正确；由R＝知，半径R大，速率v也大，即vMvN，选项B错误；洛伦兹力不做功，选项C正确；两粒子运动时间皆为t＝＝与R、v无关，则选项D错误． 答案　AC 3. 如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个质量和电荷量均相同的正、负粒子(不计重力影响)，从O点以相同的速度先后射入磁场中，入射方向与边界成θ角，则正、负粒子在磁场中(　　) A．运动时间相同 B．运动轨迹的半径相同 C．重新回到边界时速度的大小和方向相同 D．重新回到边界的位置与O点的距离相等 解析　根据r＝可知，它们运动轨迹的半径相同，B对；作出它们的运动轨迹(图略)可知，两粒子在磁场中的运动时间不同，重新回到边界时速度的大小和方向相同，距离O点的距离相等，A错，C、D正确． 答案　BCD 4．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(　　) A．12 B．21 C．34 D．43 解析　作出两粒子的轨迹图(图略)，易知：Rb＝Ra，a的圆心角等于120°，b的圆心角等于60°，又已知两粒子的动能相同，在磁场中的运动时间相等，可列式：＝，＝，mav＝mbv，联立可得＝，C正确． 答案　C 5. 如图所示为圆柱形区域的横截面，在没有磁场的情况下，带电粒子(不计重力)以某一初速度沿截面直径方向入射时，穿过此区域的时间为t，若该区域加沿轴线方向的匀强磁场，磁感应强度为B，带电粒子仍以同一初速度沿截面直径方向入射，粒子飞出此区域时，速度方向偏转了，根据上述条件可求得的物理量为(　　) A．带电粒子的初速度 B．带电粒子在磁场中运动的半径 C．带电粒子在磁场中运动的周期 D．带电粒子的比荷 解析　无磁场时t＝(r、v0未知)，有磁场时R＝r＝，运动时间t′＝T＝.由此解得：＝，t′＝πt，T＝πt.故C、D正确． 答案　CD 6.空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R，磁场方向垂直于横截面，一质量为m、电荷量为q(q0)的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向60°.不计重力，该磁场的磁感应强度大小为(　　) A. B. C. D. 解析　 根据题意作出粒子运动的轨迹如图所示，由几何关系可得，粒子运动的半径r＝R，根据粒子受到的洛伦兹力提供向心力可得，qv0B＝m，解得，B＝，A项正确． 答案　A 7．用绝缘细线悬挂一个质量为m，带电荷量为＋q的小球，让它处于如图所示的磁感应强度为B的匀强磁场中．由于磁场的运动，小球静止在图中位置，这时悬线与竖直方向夹角为α，并被拉直，则磁场的运动速度和方向是(　　) A．v＝，水平向左 B．v＝，竖直向下 C．v＝，竖直向上 D．v＝，水平向右 解析　根据运动的相对性，带电小球相对磁场的速度与磁场相对于小球(相对地面静止)的速度大小相等、方向相反．洛伦兹力F＝qvB中的v是相对于磁场的速度．根据力的平衡条件可以得出，当小球相对磁场以速度v＝竖直向下运动或以速度v＝水平向右运动，带电小球都能处于图中所示的平衡状态，故本题选A、C. 答案　AC 8．质谱仪的两大重要组成部分是加速电场和偏转磁场，如图为质谱仪的原理图．设想有一个静止的质量为m、带电量为q的带电粒子(不计重力)，经电压为U的加速电场加速后垂直进入磁感应强度为B的偏转磁场中，带电粒子打到底片上的P点，设OP＝x，则在下图中能正确反映x与U之间的函数关系的是(　　) 解析　带电粒子先经加速电场加速，故qU＝mv2，进入磁场后偏转，OP＝x＝2r＝，两式联立得OP＝x＝ ，所以B正确． 答案　B 9. 目前