【精选】【大题型专练之—得分关键题】高考物理增值增分特训：带电粒子在磁场中的运动 Word版含解析.doc

带电粒子在磁场中的运动 (限时：45分钟) 一、单项选择题 1． (2013·重庆·5)如图1所示，一段长方体形导电材料，左右两端面的边长都为a和b，内有带电量为q的某种自由运动电荷．导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，内部磁感应强度大小为B.当通以从左到右的稳恒电流I时，测得导电材料上、下表面之间的电压为U，且上表面的电势比下表面的低，由此可得该导电材料单位体积内自由运动电荷数及自由运动电荷的正负分别为(　　) 图1 A.，负 B.，正 C.，负 D.，正 答案　C 解析　当粒子带负电时，粒子定向向左运动才能形成向右的电流，由左手定则判断负粒子受洛伦兹力的方向向上，上表面电势较低，符合题意． 由粒子做匀速运动知|q|vB＝|q|E＝|q| 因I＝n|q|vS＝n|q|v·a·b 解得n＝，选项C正确． 2． 速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图2所示，则下列相关说法中正确的是(　　) 图2 A．该束带电粒子带负电 B．速度选择器的P1极板带负电 C．能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于 D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝S0，粒子的比荷越小 答案　C 解析　由左手定则可知，该束带电粒子带正电，速度选择器的P1极板带正电，选项A、B错误；由qE＝qvB1可得能通过狭缝S0的带电粒子的速率v＝，选项C正确；由r＝可知，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝S0，r越小，粒子的比荷越大，选项D错误． 3． 如图3所示，两个相同的半圆形光滑绝缘轨道分别竖直放置在匀强电场E和匀强磁场B中，轨道两端在同一高度上，两个相同的带正电小球a、b同时从轨道左端最高点由静止释放，且在运动过程中始终能通过各自轨道的最低点M、N，则(　　) 图3 A．两小球某次到达轨道最低点时的速度可能有vN＝vM B．两小球都能到达轨道的最右端 C．小球b第一次到达N点的时刻与小球a第一次到达M点的时刻相同 D．小球a受到的电场力一定不大于a的重力，小球b受到的最大洛伦兹力可能大于b的重力 答案　D 解析　由于洛伦兹力不做功，电场力对带电小球一定做负功，所以两小球某次到达轨道最低点时的速度不可能有vN＝vM，选项A错误；由机械能守恒知小球b可以到达轨道的最右端，电场力对小球a做负功，故小球a不能到达轨道的最右端，选项B错误；由于两个小球受力情况不同，运动情况不同，故小球b第一次到达N点的时刻与小球a第一次到达M点的时刻不相同，选项C错误；由于小球能到达最低点，对小球a有mgR－qER≥0，所以有mg≥qE，由于洛伦兹力不做功，且洛伦兹力沿半径向外，则小球b受到的洛伦兹力没有条件限制，选项D正确． 4． 如图4所示，一束电子以大小不同的速率沿图示方向垂直飞入横截面是一正方形的匀强磁场区域，下列判断正确的是(　　) 图4 A．电子在磁场中运动时间越长，其轨迹线越长 B．电子在磁场中运动时间越长，其轨迹线所对应的圆心角越大 C．在磁场中运动时间相同的电子，其轨迹线一定重合 D．电子的速率不同，它们在磁场中运动时间一定不相同 答案　B 解析　电子以大小不同的速率沿图示方向垂直飞入匀强磁场，根据周期公式，电子在磁场中运动时间越长，其轨迹线所对应的圆心角越大，选项B正确，A、C错误；电子的速率不同，它们在磁场中运动轨迹不相同，3、4、5的圆心角相同，则在磁场中运动时间相同，选项D错误． 5． 如图5所示，三个速度大小不同的同种带电粒子，沿同一方向从图中长方形区域的匀强磁场上边缘射入，当它们从下边缘飞出时相对入射方向的偏角分别为90°、60°、30°，则它们在磁场中运动的时间之比为(　　) 图5 A．1∶1∶1 B．1∶2∶3 C．3∶2∶1 D．1∶∶ 答案　C 解析　由于粒子运动的偏向角等于圆弧轨迹所对的圆心角，由t＝α可知，它们在磁场中运动的时间之比为90°∶60°∶30°＝3∶2∶1，选项C正确． 6． 如图6所示，一个静止的质量为m、电荷量为q的粒子(重力忽略不计)，经加速电压U加速后，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子打到P点，OP＝x，能正确反映x与U之间关系的是(　　) 图6 A．x与U成正比 B．x与U成反比 C．x与成正比 D．x与成反比 答案　C 解析　由x＝2r＝，qU＝mv2，可得x与成正比，选项C正确． 7． 如图7所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.在xOy平面内，从原点O处沿与x轴正方向成θ角(0θπ)以速率v发射一个带正电的粒子(重力不计)．则下列说法正确的是(　　) 图7 A．若v一定，θ越大，则粒子在磁场中运动的时间越短 B．若v一定，θ越大，则粒子在离开磁场的位置距O点越远 C．若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的角速度越大 D．若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的时间越短 答案