2020高考物理复习训练题及答案:磁场对运动电荷的作用

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　　一、选择题(本大题共10小题,每小题7分,共70分。每小题至少一个答案正确,选不全得3分)

　　1.电子在匀强磁场中做匀速圆周运动,下列说法中正确的是　(　　)

　　A.速率越大,周期越大 B.速率越小,周期越大

　　C.速度方向与磁场方向平行 D.速度方向与磁场方向垂直

　　2.(2013·黄山模拟)下列各图中,运动电荷的速度方向,磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是　(　　)

　　3.(2013·百色模拟)如图所示,在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场,一对正、负电子分别以相同速度沿与x轴成30°角从原点射入磁场,则正、负电子在磁场中运动时间之比为　(　　)

　　A.1∶2　　B.2∶1　　C.1∶　　D.1∶1

　　4.(2012·大纲版全国卷)质量分别为m1和m2、电荷量分别为q1和q2的两粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动,已知两粒子的动量大小相等。下列说法正确的

　　是　(　　)

　　A.若q1=q2,则它们做圆周运动的半径一定相等

　　B.若m1=m2,则它们做圆周运动的半径一定相等

　　C.若q1≠q2,则它们做圆周运动的周期一定不相等

　　D.若m1≠m2,则它们做圆周运动的周期一定不相等

　　5.如图所示,有界匀强磁场边界线SP∥MN,速率不同的同种带电粒子从S点沿SP方向同时射入磁场,其中穿过a点的粒子速度v1与MN垂直;穿过b点的粒子速度v2与MN成60°角,设两粒子从S到a、b所需时间分别为t1和t2,则t1∶t2为(重力不计)　(　　)

　　A.1∶3　　　 B.4∶3　　 　C.1∶1　　　 D.3∶2

　　6.如图是质谱仪工作原理的示意图。带电粒子a、b经电压U加速(在A点初速度为零)后,进入磁感应强度为B的匀强磁场做匀速圆周运动,最后分别打在感光板S上的x1、x2处。图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径,则　(　　)

　　A.a的质量一定大于b的质量

　　B.a的电荷量一定大于b的电荷量

　　C.a运动的时间大于b运动的时间

　　D.a的比荷大于b的比荷

　　7.(2011·海南高考)空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,图中的正方形为其边界。一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射。这两种粒子带同种电荷,它们的电荷量、质量均不同,但其比荷相同,且都包含不同速率的粒子,不计重力。下列说法正确的是　(　　)

　　A.入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同

　　B.入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同

　　C.在磁场中运动时间相同的粒子,其运动轨迹一定相同

　　D.在磁场中运动时间越长的粒子,其轨迹所对的圆心角一定越大

　　8.(2013·株洲模拟)如图所示,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,则匀强磁场的磁感应强度B需满足　(　　)

　　A.B>　　　　　 B.B<

　　C.B> D.B<

　　9.(2013·苏州模拟)如图所示的圆形区域里匀强磁场方向垂直于纸面向里,有一束速率各不相同的质子自A点沿半径方向射入磁场,这些质子在磁场中　(　　)

　　A.运动时间越长,其轨迹对应的圆心角越大

　　B.运动时间越长,其轨迹越长

　　C.运动时间越短,射出磁场区域时速度越小

　　D.运动时间越短,射出磁场区域时速度的偏向角越大

　　10.(2013·玉林模拟)设回旋加速器中的匀强磁场的磁感应强度为B,粒子的质量

　　为m,所带电荷量为q,刚进入磁场的速度为v0,回旋加速器的最大半径为R,那么两极间所加的交变电压的周期T和该粒子的最大速度v分别为　(　　)

　　A.T=,v不超过 B.T=,v不超过

　　C.T=,v不超过 D.T=,v不超过

　　二、计算题(本大题共2小题,共30分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)

　　11.(12分)电子质量为m、电荷量为q,以速度v0与x轴成θ角射入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后落在x轴上的P点,如图所示,求:

　　(1)的长度;

　　(2)电子从由O点射入到落在P点所需的时间t。

　　12.(能力挑战题)(18分)如图所示,M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板,两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值。静止的带电粒子带电荷量为+q,质量为m(不计重力),从点P经电场加速后,从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外,CD为磁场边界上的一绝缘板,它与N板的夹角为θ=45°,小孔Q到板的下端C的距离为L,当M、N两板间电压取最大值时,粒子恰垂直打在CD板上。求:

　　(1)两板间电压的最大值Um;

　　(2)CD板上可能被粒子打中的区域的长度x;

　　(3)粒子在磁场中运动的最长时间tm。

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