3年高考浙江专用2022届高三物理一轮复习第8章第2讲带电粒子在匀强磁场中的运动练习

【3年高考】（浙江专用）2022届高三物理一轮复习第8章第2讲带电粒子在匀强磁场中的运动练习1.(2022课标Ⅰ,16,6分)如图,MN为铝质薄平板,铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出)。一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出,从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O,已知粒子穿越铝板时,其动能损失一半,速度方向和电荷量不变,不计重力。铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为(　　)A.2B.C.1D.2.(2022课标Ⅱ,20,6分)图为某磁谱仪部分构件的示意图。图中,永磁铁提供匀强磁场,硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹。宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子。当这些粒子从上部垂直进入磁场时,下列说法正确的是(　　)A.电子与正电子的偏转方向一定不同B.电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同C.仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子D.粒子的动能越大,它在磁场中运动轨迹的半径越小3.(2022安徽理综,18,6分)“人造小太阳”托卡马克装置使用强磁场约束高温等离子体,使其中的带电粒子被尽可能限制在装置内部,而不与装置器壁碰撞。已知等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度T成正比,为约束更高温度的等离子体,则需要更强的磁场,以使带电粒子在磁场中的运动半径不变。由此可判断所需的磁感应强度B正比于(　　)A.B.TC.D.T24.(2022课标Ⅰ,18,6分)如图,半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面),磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外。一电荷量为q(q>0)、质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域,射入点与ab的距离为。已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°,则粒子的速率为(不计重力)(　　)A.B.C.D.5.(2022广东理综,21,6分)如图,两个初速度大小相同的同种离子a和b,从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场,最后打到屏P上。不计重力。下列说法正确的有(　　)3\nA.a、b均带正电B.a在磁场中飞行的时间比b的短C.a在磁场中飞行的路程比b的短D.a在P上的落点与O点的距离比b的近6.(2022安徽理综,19,6分)如图所示,圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子以速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场,经过Δt时间从C点射出磁场,OC与OB成60°角。现将带电粒子的速度变为v/3,仍从A点沿原方向射入磁场,不计重力,则粒子在磁场中的运动时间变为(　　)A.ΔtB.2ΔtC.ΔtD.3Δt7.(2022江苏单科,9,4分)如图所示,MN是磁感应强度为B的匀强磁场的边界。一质量为m、电荷量为q的粒子在纸面内从O点射入磁场。若粒子速度为v0,最远能落在边界上的A点。下列说法正确的有(　　)A.若粒子落在A点的左侧,其速度一定小于v0B.若粒子落在A点的右侧,其速度一定大于v0C.若粒子落在A点左右两侧d的范围内,其速度不可能小于v0-D.若粒子落在A点左右两侧d的范围内,其速度不可能大于v0+3\n1.D　由题图可知,带电粒子在铝板上方的轨迹半径为下方轨迹半径的2倍;由洛伦兹力提供向心力:qvB=得v=;其动能Ek=mv2=,故磁感应强度B=,=·=,选项D正确。2.AC　在同一匀强磁场中,各粒子进入磁场时速度方向相同,但速度大小关系未知。由左手定则可知电子与正电子进入磁场时所受洛伦兹力方向相反、偏转方向必相反,故A正确。因r=,各粒子虽q相同、但v关系未知,故m相同、v不同时轨迹半径不同,而当r相同时只能表明mv相同,不能确定m的关系,故B错误、C正确。由Ek=mv2有r=,可见当Ek越大时确定的粒子其轨迹半径越大,故D错误。3.A　等离子体在磁场中受到的洛伦兹力提供向心力,有:qvB=,得v=动能Ek=mv2=由题意得Ek=kT故有:kT=得B=即B∝,选项A正确。4.B　作出粒子运动轨迹如图中实线所示。因P到ab距离为,可知α=30°。因粒子速度方向改变60°,可知转过的圆心角2θ=60°。由图中几何关系有(r+)tanθ=Rcosα,解得r=R。再由Bqv=m可得v=,故B正确。5.AD　因离子均向下偏转打到屏P上,根据左手定则可知a、b均带正电,A项正确。又因a、b为同种离子,m、q均相同,由R=,T=,可知它们的轨道半径R与周期T也均相同。而a离子的轨迹是一段优弧,b离子的轨迹是一个半圆。a的路程比b的路程长,飞行时间也比b的飞行时间长,故B、C项均错误。b在P上的落点到O点的距离等于圆轨迹的直径,说明b的落点离O点最远,故D项正确。6.B　粒子沿半径方向进入圆形磁场区域时,一定沿半径方向射出,如图。粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时,洛伦兹力提供向心力,由qvB=m得R=,T=。由数学知识得:粒子以速度v进入磁场时,圆周运动的半径R=r,转过的圆心角θ=60°;粒子以速度进入磁场时,圆周运动的半径R'=r,转过的圆心角θ'=120°,周期T与速度无关,所以t'=Δt=2Δt,B正确。7.BC　当粒子从O点垂直于MN进入磁场时,落在MN上的点离O点最远,设O、A间的距离为d+x,则有:=①当v0大小不变、方向改变时,粒子就落在A点的左侧,故A项错误。若粒子落在A点的右侧,由r=可知,v一定大于v0,故B正确。若粒子落在A点左侧d处时,粒子的最小速度vmin一定满足:=②解①②两式可得:vmin=v0-,故C项正确。当v>v0+时,只要改变速度的方向,也可以使粒子落在A点左右两侧d的范围内,故D项错误。3