1、高考物理提分训练 17一、选 择题1.初速为 v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电 流方向与电子的初始运动方向如右图所示，则( )A电子将 向右偏转，速率不变 来源:Zxxk.ComB电子将向左偏转，速率改变C电子将向左偏转，速率不变D电子将向右偏转，速率改变解析： 由安培定则可知，通电导线右方磁场方向垂直纸面向里，则电子受洛伦兹力方向由左手定则可判知向右，所以电子向右偏；由于洛伦兹力不做功，所以电子速率不变答案： A2(2011南京调研)一个带电粒子在磁场力的作用下做匀速圆周运动，要想确定该带电粒子的比荷，则只需要知道( )A运动速度 v 和磁感应强度 BB磁感应强度 B
2、和运动周期 TC轨迹半径 R 和运动速度 vD轨迹半径 R 和磁感应强度 B来源 :Zxxk.Com解析： 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，利用半径公式和周期公式可判断出 B 正确答案： B3(2009高考安徽卷)右图是科学史上一张著名的实验照片，显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹云室放置在匀强磁场中，磁场方向垂直照片向里云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用分析此径迹可知粒子( )A带正电，由下往上运动 B带正电，由上往下运动C带负电，由上往下运动 来源:学科网D带负电，由下往上运动解析： 由题图可以看出，上方的轨迹半径小，说明粒子的速度小，所以粒子是从下方往上方运动，再根据
3、左手定则，可以判定粒子带正电，故选 A.答案： A4(2010兖州检测)两个带电粒子以同一速度、同一位置进入匀强磁场，在磁场中它们的运动轨迹如图所示粒子 a的运动轨迹半径为 r1，粒子 b 的运动轨迹半径为 r2，且r22 r1， q1、 q2分别是粒子 a、 b 所带的电荷量，则( )A a 带负电、 b 带正电、比荷之比为 21q1m1 q2m2B a 带负电、 b 带正电、比荷之比为 12q1m1 q2m2C a 带正电、 b 带负电、比荷之比为 21q1m1 q2m2D a 带正电、 b 带负电、比荷之比为 11q1m1 q2m2解析： 根据磁场方向及两粒子在磁场中的偏转方向可判断出
4、a、 b 分别带正、负电，根据半径之比可计算出比荷之比为 21.答案： C5.如右图所示，在边长为 2a 的正三角形区域内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，一个质量为 m、电荷量为 q 的带电粒子(重力不计)从AB 边的中点 O 以速度 v 进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与 AB 边的夹角为 60，若要使粒子能从 AC 边穿出磁场，则匀强磁场的大小 B 需满足( )A B D Br0，解得 B0) 速度大小1 m 2q v2 2m 2q 2v3 3m 3 q 3v4 2m 2q 3v5 2m q v由以上信息可知，从图中 a、 b、 c 处进入的粒子对应表中的编号分别为( )A
5、3、5、4 B4、2、5C5、3、2 D2、4、5解析： 结合题图，运用左手定则可知，粒子 a 与 b 电性相 同，粒子 c 与前两者电性必相反 ra rc rb.根据 r 可知，A 项中 ra rb，B 项中 ra rb，均与题意不符，A、B23 mvBq 32 32两项均错误C 项中若只剩粒子 1 和 4 则二者电性与图中其余两条轨道不符，故 C 项错误，只有 D 项符合，答案为 D.答案： D二、非选择题11.如右图所示，在某空间实验室中，有两个靠在一起的等大的圆柱形区域，分别存在着等大反向的匀强磁场，磁感应强度 B0.10 T，磁场区域半径 r m，左侧区圆心为 O1，磁场向里，右侧区
6、圆心为 O2，磁场向外两233区域切点为 C.今有质量 m3.210 26 kg.带电荷量 q1.610 19 C 的某种离子，从左侧区边缘的 A 点以速度 v10 6 m/s 正对 O1的方向垂直磁场射入，它将穿越 C 点后再从右侧区穿出求：(1)该离子通过两磁场区域所用的时间来源:Zxxk.Com(2)离子离开右侧 区域的出射点偏离最初入射方向的侧移距离为多大？(侧移距离指垂直初速度方向上移动的距离)解析： (1)离子在磁场中做匀速圆周运动，在左右两区域的运动轨迹是对称的，如右图，设轨迹半径为 R，圆周运动的周期为 T.来源:学科网 ZXXK由牛顿第二定律 qvB m v2R又： T 2
7、Rv联立得： R mvqBT 2 mqB将已知代入得 R2 m由轨迹图知：tan ，则 30rR 33则全段轨迹运动时间：t2 2 T360 T3联立并代入已知得：t s4.1910 6 s23.143.210 2631.610 190.1(2)在图中过 O2向 AO1作垂线，联立轨迹对称关系侧移总距离 d2 rsin 2 2 m.答案： (1)4.1910 6 s (2)2 m12.(2010全国卷)如右图，在 0 x a 区域内存在与 xy3平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为 B.在 t0 时刻，一位于坐标原点的粒子源在 xy 平面内发射出大量同种带电粒子，所有粒子的初速度大小相同，方
8、向与 y 轴正方向的夹角分布在0180范围内已知沿 y 轴正方向发射的粒子在 t t0时刻刚好从磁场边界上 P( ， a)点离开磁场求：3a(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径 R 及粒子的比荷 q/m；(2)此时刻仍在磁场中的粒子的初速度方向与 y 轴正方向夹角的取值范围；(3)从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间。解析： (1)沿 y 轴正方向发射的粒子在磁场中的运动轨迹如图甲中的弧 所示，其圆OP心为 C.由题给条件可以得出 OCP 23此粒子飞出磁场所用的时间为t0 T3式中 T 为粒子做圆周运动的周期设粒子运动速度的大小为 v，半径为 R，由几何关系可得R a23由洛伦兹力公式和牛顿
9、第二定律有qvB m v2RT 2 Rv联立式，得 .qm 23Bt0(2)依题意，同一时刻仍在磁场内的粒子到 O 点距离相同在 t0时刻仍在磁场中的粒子应位 于以 O 点为圆心、 OP 为半径的弧 上，如图甲所示MN乙设此时位于 P、 M、 N 三点的粒子的初速度分别为 vP、 vM、 vN.由对称性可知 vP与 OP、 vM与 OM、 vN与 ON 的夹角均为 /3.设 vM、 vN与 y 轴正向的夹角分别为 M、 N，由几何关系有 M ， N 3 23对于所有此时仍在磁场中的粒子，其初速度与 y 轴正方向所成的夹角 应满足 . 3 23(3)在磁场中飞行时间最长的粒子的运动轨迹应与磁场右边界相切，其轨迹如图乙所示由几何关系可知，OM OP由对称性可知， ME OP从粒子发射到全部粒子飞出磁场所用的时间tm2 t0.答案： (1) R a (2) (3)2 t23 qm 23Bt0 3 23
