江蘇版高考物理一輪復(fù)習(xí)課時分層作業(yè)26磁場對運動電荷的作用含答案-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

2．A [由安培定則可知，在直導(dǎo)線的下方的磁場的方向為垂直紙面向外，根據(jù)左手定則可以得知電子受到的力向下，電子向下偏轉(zhuǎn)；通電直導(dǎo)線電流產(chǎn)生的磁場是以直導(dǎo)線為中心向四周發(fā)散的，離導(dǎo)線越遠，電流產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度越小，由半徑公式r＝eq \f(mv,eB)可知，電子運動的軌跡半徑越來越大，故A正確，B、C、D錯誤。]
3．B [最終小球從上端口飛出，再由磁場方向垂直紙面向里，依據(jù)左手定則可知，小球帶正電荷；設(shè)小球豎直分速度為vy、水平分速度為v，以小球為研究對象，受力如圖所示，由于小球隨玻璃管在水平方向做勻速直線運動，則豎直方向的洛倫茲力是恒力，由牛頓第二定律得qvB－mg＝ma，解得a＝eq \f(qvB,m)－g，小球的加速度不隨時間變化，恒定不變，故小球豎直方向做勻加速直線運動，水平方向做勻速直線運動，則小球運動軌跡是拋物線，故A錯誤，B正確；洛倫茲力方向總是與小球的速度方向垂直，對小球不做功，故C錯誤；小球從進入磁場到飛出端口前的過程中管壁的彈力向右，小球向右運動，故彈力做正功，故D錯誤；故選B。]
4．B [根據(jù)題意作出質(zhì)子運動軌跡如圖所示，由幾何知識可知，質(zhì)子在磁場中做圓周運動的軌道半徑：r＝a，故A錯誤；質(zhì)子在磁場中做圓周運動的周期：T＝eq \f(2πr,v)＝eq \f(2πa,v)，故B正確；由幾何知識可知，質(zhì)子1在磁場中轉(zhuǎn)過的圓心角：θ1＝60°，質(zhì)子1在磁場中的運動時間：t1＝eq \f(θ1,360°)T＝eq \f(1,6)T＝eq \f(πa,3v)，故C錯誤；由幾何知識可知，質(zhì)子2在磁場中轉(zhuǎn)過的圓心角：θ2＝300°，質(zhì)子2在磁場中的運動時間：t2＝eq \f(θ2,360°)T＝eq \f(5πa,3v)，故D錯誤。]
5．D [根據(jù)題意作出沿y軸正方向發(fā)射的帶電粒子在磁場中做圓周運動的軌跡如圖甲所示，圓心為O′，根據(jù)幾何關(guān)系，可知粒子做圓周運動的半徑為r＝2a，故A錯誤；沿y軸正方向發(fā)射的粒子在磁場中運動的圓心角為eq \f(2π,3)，運動時間t0＝eq \f(\f(2π,3)×2a,v0)，解得：v0＝eq \f(4πa,3t0)，選項B錯誤；沿y軸正方向發(fā)射的粒子在磁場中運動的圓心角為eq \f(2π,3)，對應(yīng)運動時間為t0，所以粒子運動的周期為T＝3t0，由Bqv0＝meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2π,T)))2r，則eq \f(q,m)＝eq \f(2π,3Bt0)，故C錯誤；在磁場中運動時間最長的粒子的運動軌跡如圖乙所示，由幾何知識得該粒子做圓周運動的圓心角為eq \f(4π,3)，在磁場中的運動時間為2t0，故D正確。
甲乙 ]
6．D [粒子在磁場中運動的軌跡如圖所示。粒子在磁場中的運動軌跡半徑為r＝eq \f(mv,Bq)，因此可得r＝eq \f(\r(3),4)L，當入射點為P1，圓心為O1，且此刻軌跡正好與BC相切時，PB取得最大值，若粒子從BC邊射出，根據(jù)幾何關(guān)系有PB2eq \r(3)a)。
答案：(1)eq \f(2qBa,m) (2)eq \f(1,4)
(3)y＝eq \r(3)x－6a(x>2eq \r(3)a)
11．解析：(1)
設(shè)帶電粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，加速后的速度大小為v。由動能定理有
qU＝eq \f(1,2)mv2①
設(shè)粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為r，由洛倫茲力公式和牛頓第二定律有
qvB＝meq \f(v2,r)②
由幾何關(guān)系知d＝eq \r(2)r③
聯(lián)立①②③式得eq \f(q,m)＝eq \f(4U,B2d2)。④
(2)由幾何關(guān)系知，帶電粒子射入磁場后運動到x軸所經(jīng)過的路程為
s＝eq \f(πr,2)＋rtan 30°⑤
帶電粒子從射入磁場到運動至x軸的時間為
t＝eq \f(s,v)⑥
聯(lián)立②④⑤⑥式得t＝eq \f(Bd2,4U)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)＋\f(\r(3),3)))。
答案：(1)eq \f(4U,B2d2) (2)eq \f(Bd2,4U)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)＋\f(\r(3),3)))
12．解析：(1)帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，由洛倫茲力提供向心力，qvB＝meq \f(v2,R)得，R1＝eq \f(mv,2qB0)，R2＝eq \f(mv,3qB0)
Q、O的距離為：d＝2R1－2R2＝eq \f(mv,3qB0)。
(2)由(1)可知，甲粒子完成一周期運動上升的距離為d，甲粒子再次經(jīng)過P，經(jīng)過N個周期，
N＝eq \f(OP,d)＝eq \f(2R1,d)＝3
所以，再次經(jīng)過P點的時間為t＝NT＝3T
由勻速圓周運動的規(guī)律得
T1＝eq \f(2πR1,v)＝eq \f(πm,qB0)，T2＝eq \f(2πR2,v)＝eq \f(2πm,3qB0)
甲粒子繞一周的時間為T＝eq \f(T1,2)＋eq \f(T2,2)＝eq \f(5πm,6qB0)
所以，再次經(jīng)過P點的時間為t＝3T＝eq \f(5πm,2qB0)
兩次經(jīng)過P點的時間間隔為Δt＝t－eq \f(T1,2)＝eq \f(2πm,qB0)。
(3)洛倫茲力提供向心力，由qvB＝meq \f(v2,R)得，R′1＝eq \f(m′v,2q′B0)，R′2＝eq \f(m′v,3q′B0)
完成一周期運動上升的距離
d′＝2R′1－2R′2
若乙粒子從第一象限進入第二象限的過程中與甲粒子在Q點相遇，則
2R′1＋nd′＝OQ＝d，
neq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(T1′,2)＋\f(T′2,2)))＋eq \f(T′1,2)＝eq \f(T1,2)＋eq \f(T2,2)
結(jié)合以上式子，n無解。
若乙粒子從第二象限進入第一象限的過程中與甲離子在Q點相遇，則
nd′＝OQ，neq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(T′1,2)＋\f(T′2,2)))＝eq \f(T1,2)＋eq \f(T2,2)
計算可得eq \f(q′,m′)＝neq \f(q,m)(n＝1,2,3，…)
由于甲、乙粒子比荷不同，n＝1舍去，則n＝2時，乙的比荷eq \f(q′,m′)最小，為eq \f(q′,m′)＝eq \f(2q,m)。
答案：(1)eq \f(mv,3qB0) (2)eq \f(2πm,qB0) (3)eq \f(2q,m)