高考物理專題復(fù)習(xí)-9.磁場4直線邊界磁場問題(解析版)

集中火力專題突破高考物理專題復(fù)習(xí)－9.4直線邊界磁場問題（解析版）一．選擇題1.（2018廣東湛江調(diào)研）如圖所示，在足夠長的水平線上方有方向垂直紙面向里范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場區(qū)P從a點(diǎn)沿θ=45°方向以初速度v垂直磁場方向射入磁場中，經(jīng)時(shí)間t從b點(diǎn)射出磁場域，一帶負(fù)電粒子。不計(jì)粒子重力，下列說法正確的是A．粒子B．若P的初速度增大C．若P的初速度增大為2v，則經(jīng)時(shí)間t射出磁場D．若磁場方向垂直紙面向P還是從a點(diǎn)沿θ=45°方向以初速度v射入磁場中，射出磁場時(shí)與水平線的夾角為θ為2v，粒子射出磁場時(shí)方向與水平線的夾角為2θ外，粒子則經(jīng)過時(shí)間3t射出磁場【參考答案】ACD2．如圖，直線上方為的質(zhì)子和，兩個質(zhì)子都過點(diǎn)。已知子間的相互作用力，則（）分布著垂直紙而向里的勻強(qiáng)磁場，從粒子源在紙面內(nèi)沿不同的方向先后發(fā)射速率均，質(zhì)子沿與成角的方向發(fā)射，不計(jì)質(zhì)子的重力和質(zhì)復(fù)制錯題專題收集→只做錯題→重復(fù)3次再無題錯集中火力專題突破A.質(zhì)子在磁場中B.質(zhì)子在磁場中C.質(zhì)子在磁場中運(yùn)動的半徑為的運(yùn)動周期為的運(yùn)動時(shí)間為D.質(zhì)子在磁場中的運(yùn)動時(shí)間為【參考答案】B【點(diǎn)睛】本題是把兩個質(zhì)子相同的速率沿以不同方向從磁場中的同一點(diǎn)射入磁場，經(jīng)偏轉(zhuǎn)后又到達(dá)同一點(diǎn)，顯然要找出兩質(zhì)子運(yùn)動的特征，即半徑相同，但由圓的相關(guān)知識就能知道兩質(zhì)子的軌跡，及偏轉(zhuǎn)角度，從而求出運(yùn)動時(shí)間、周期．3．如圖所示，一條直線上有O、M、N三點(diǎn)，OM=ON，直線上方的整個空間存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，一質(zhì)子和一粒子分別以速度從O點(diǎn)沿OP方向射入磁場，質(zhì)子經(jīng)時(shí)間t從M點(diǎn)射出磁場，粒1子經(jīng)時(shí)間t從N點(diǎn)射出磁場，質(zhì)子和粒子的重力不計(jì)，不考慮它們之間的相互作用，則關(guān)于t、t、212的判斷正確的是A.B.C.D.復(fù)制錯題專題收集→只做錯題→重復(fù)3次再無題錯集中火力專題突破【參考答案】B【名師解析】粒子運(yùn)動軌跡如圖所示：4．（2018衡水六調(diào)）如圖所示，在區(qū)域I和區(qū)域Ⅱ內(nèi)分別存在與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場，一帶電粒子僅在洛作用下沿著由區(qū)域I運(yùn)動到區(qū)域Ⅱ。已知倫茲力的弧長之比為2：1，下列說法正確的是()A．粒子在區(qū)域I和區(qū)域Ⅱ中的速率之比為1∶1B．粒子通過、的時(shí)間之比為2∶1C．對應(yīng)的圓心角之比為2∶1D．區(qū)域I和區(qū)域Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反【參考答案】.ABD【命題意圖】本題考查帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動及其相關(guān)的知識點(diǎn)。永遠(yuǎn)不做功，所以粒子在區(qū)域之比為1∶1，選項(xiàng)A正確；由s=vt，可知粒子通過、的時(shí)間之比為2∶1，選項(xiàng)B正確；根據(jù)題述圖示，I和區(qū)域Ⅱ中軌跡所對圓心角θ相同，選項(xiàng)C錯誤；根據(jù)帶電粒子運(yùn)動軌跡可知，區(qū)域I和區(qū)域【解題思路】由于帶電粒子在磁場中運(yùn)動所受的洛倫茲力I和區(qū)域Ⅱ中的速率粒子在區(qū)域復(fù)制錯題專題收集→只做錯題→重復(fù)3次再無題錯集中火力專題突破Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反，選項(xiàng)D正確。5.（2016重慶模擬）如圖，勻強(qiáng)磁場垂直于紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。某種比荷為q/m、速度大小為v的一群離子以一定發(fā)散角α由原點(diǎn)O出射，y軸正好平分該發(fā)散角，離子束偏轉(zhuǎn)后打在x軸上長度為L的區(qū)域MN內(nèi)，則cos(α/2)為1BqLBqLA．-B．1-2mv24mvBqLD．1-BqLmvC．1-4mv【參考答案】B【命題意圖】本題考查了帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動及其相關(guān)的知識點(diǎn)。6、（2016全國理綜III丙卷）平面OM和平面ON之間的夾角為30°，其橫截面（紙面）如圖所示，平面OM上方存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向外。一帶電粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q（q>0）。粒子沿紙面以大小為v的速度從PM的某點(diǎn)向左上方射入磁場，速度與OM成30°角。已知粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡與ON只有一個交點(diǎn)，并從OM上另一點(diǎn)射出磁場。不計(jì)重力。粒子離開磁場的出射點(diǎn)到兩平面交線O的距離為A.B.D.C.【參考答案】D復(fù)制錯題專題收集→只做錯題→重復(fù)3次再無題錯集中火力專題突破7.如圖所示，在虛線MN的上方存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，質(zhì)子和α粒子從MN上的O點(diǎn)以相同的速度v0(v0在紙面內(nèi)且與MN的夾角為θ，θ＜90°)同時(shí)射入勻強(qiáng)磁場中，再分別從MN上A、B兩點(diǎn)離開磁場，A、B距離為d。已知質(zhì)子的質(zhì)量為m，電荷量為e。忽略重力及質(zhì)子和α粒子間的相互作用。下列說法正確的是()2mvA.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B＝desinθ02mvB.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B＝de0C.兩粒子到達(dá)A、B兩點(diǎn)的時(shí)間差Δt＝（π－θ）dv0sinθ復(fù)制錯題專題收集→只做錯題→重復(fù)3次再無題錯集中火力專題突破θdD.兩粒子到達(dá)A、B兩點(diǎn)的時(shí)間差Δt＝v0sinθ【參考答案】AC【名師解析】兩粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，軌跡如圖所示。設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，α粒子與質(zhì)子的軌道vv2mvθ－2rsinθ＝d，可得：B＝dep2020半徑分別為r與r，則：eBv＝m，2eBv＝4m，又由題意知：2rsin0rrαp00αpα2π－2θ2πr2πr（π－θ）dvsinθ0sinθ，選項(xiàng)A正確B錯誤；因?yàn)棣＝(－p)，解得：Δt＝，選項(xiàng)C正確α2πvv00D錯誤。9.(2016·陜西渭南聯(lián)考)在真空室中，有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，三個質(zhì)子1、2和3分別以大小相等、方向如圖所示的初速度v、v和v經(jīng)過平板MN上的小孔O射入勻強(qiáng)磁場，這三個質(zhì)子打到平板MN上的123位置到小孔O的距離分別是s、s和s，不計(jì)質(zhì)子重力，則有()123A.s1＞s＞sB.s1＜s＜s2323C.s1＝s＞sD.s1＝s＜s3232【參考答案】D復(fù)制錯題專題收集→只做錯題→重復(fù)3次再無題錯集中火力專題突破10.(多選)(2015·湖北名校聯(lián)考)如圖所示，直線MN上方存在范圍足夠大的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，一質(zhì)子(質(zhì)量為m、電荷量為e)以速度v從O點(diǎn)沿與MN成30°角的方向射入磁場中，若不計(jì)質(zhì)子重力，則()mvA.質(zhì)子從磁場中射出時(shí)距O點(diǎn)的距離為qB3mvB.質(zhì)子從磁場中射出時(shí)距O點(diǎn)的距離為qB3πmC.質(zhì)子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間為5qB5πmD.質(zhì)子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間為3qB【參考答案】AD【名師解析】由左手定則可判斷出質(zhì)子應(yīng)落在OM之間，設(shè)質(zhì)子從磁場中射出時(shí)距O點(diǎn)的距離為d，其運(yùn)動dv2圓周運(yùn)動滿足qvB＝m，所以d＝，rqBmv軌跡如圖所示，由圖示的幾何關(guān)系可知rsin30°＝2，即r＝d，粒子做A正確，B錯誤；質(zhì)子在磁場中運(yùn)動軌跡所圓心角為300°，所以質(zhì)子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間為t＝300°對應(yīng)的360°5πmT＝，C錯誤，D正確。3qB11．（2016洛陽一后垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁感中，粒子打至P點(diǎn)，設(shè)是(模）如圖4所示，一個靜止的質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子)，經(jīng)電壓U加速(不計(jì)重力U之間的函數(shù)關(guān)OP＝x，能夠正確反應(yīng)x與系的)復(fù)制錯題專題收集→只做錯題→重復(fù)3次再無題錯集中火力專題突破【參考答案】B【命題意圖】本題考查了動能定理、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的勻速圓周運(yùn)動及其相關(guān)的知識點(diǎn)。【技巧點(diǎn)撥】解答判斷兩個物理量之間關(guān)系圖象類問題，一般需要根據(jù)題述情景，運(yùn)用相關(guān)物理知識，列出與情景、過程相關(guān)的方程，聯(lián)立解得函數(shù)關(guān)系式，由此判斷出題給的那個關(guān)系圖象與之符合。二．計(jì)算題1.(2016·遼寧沈陽一模)如圖所示，在真空中坐標(biāo)xOy平面的x＞0區(qū)域內(nèi)，有磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.0×10－2T的勻強(qiáng)磁場，方向與xOy平面垂，直在x軸上的P(10，0)點(diǎn)，有一放射源，在xOy平面內(nèi)向各個方向發(fā)射速率v＝10m/s的帶正電的粒子，粒子的質(zhì)量為m＝1.6×10－kg，電荷量為q＝1.6×10－C，求帶電粒子能打到y(tǒng)42518軸上的范圍。復(fù)制錯題專題收集→只做錯題→重復(fù)3次再無題錯集中火力專題突破當(dāng)帶電粒子的圓軌跡正好與y軸下方相切于B點(diǎn)時(shí)，若圓心再向左偏，則粒子就會從縱軸離開磁場，所以B點(diǎn)即為粒子能打到y(tǒng)軸下方的最低點(diǎn)，易得OB＝R＝10cm，綜上所述，帶電粒子能打到y(tǒng)軸上的范圍為－10～103cm。【參考答案】－10～103cm2（2016北京高考理綜）如圖所示，質(zhì)量為m，電荷量為q的帶電粒子，以初速度v沿垂直磁場方向射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，