平行边界磁场问题-高考物理100考点最新模拟题千题精练---精校解析Word版
13页1、100考点最新模拟题千题精练9-5一选择题1如图所示,带有正电荷的A粒子和B粒子同时以同样大小的速度(速度方向与边界的夹角分别为30、60)从宽度为d的有界匀强磁场的边界上的O点射入磁场,又恰好都不从另一边界飞出,则下列说法中正确的是( )A. A、B两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为1:3B. A、B两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为2+33C. A、B两粒子的比荷之比是3:1D. A、B两粒子的比荷之比是2+33【参考答案】D【名师解析】粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:qvB=mv2r,解得:r=mvqB;由几何关系得:rAcos30+rA=d,rBcos60+rB=d,解得:rArB=32+3,故AB错误;粒子轨道半径: r=mvqB可知,qm=vBr,由题意可知,两粒子的v大小与B都相同,则两粒子的q/m之比与轨道半径成反比,则A、B两粒子的q/m之比是2+33,故C错误,D正确;故选D。点睛:本题要会用圆弧的特性来确定圆心,画出圆弧并运用几何关系来算出圆弧的半径,同时还体现出控制变量的思想2电荷量分别为q和-q的两个带电粒子分别以速度va
2、和vb射入匀强磁场,两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30和60,磁场宽度为d,两粒子同时由A点出发,同时到达B点,如图所示,则A. a粒子带负电,b粒子带正电B. 两粒子的轨道半径之比ra:rb=1:3C. 两粒子的速度之比va:vb=1:2D. 两粒子的质量之比ma:mb=1:2【参考答案】ABD【名师解析】a粒子是30入射的,而b粒子是60入射的,由于从B点射出,则a粒子受到的洛伦兹力方向沿b粒子速度方向,而b粒子受到的洛伦兹力方向沿a粒子速度方向,由左手定则可知:a粒子带负电、b粒子带正电,故A正确; AB连线是两粒子的运动圆弧对应的弦,则弦的中垂线与各自速度方向直线的交点即为各自圆心。结果发现:两圆心的连线与两个半径构成一个角为30,另一个为60的直角三角形。根据几何关系,则有两半径相比为ra:rb=1:3,故B正确;AB连线是两粒子的运动圆弧对应的弦,则弦的中垂线与各自速度方向直线的交点即为各自圆心。结果发现:两圆心的连线与两个半径构成一个角为30,另一个为60的直角三角形。则a粒子圆弧对应的圆心角为120,而b粒子圆弧对应的圆心角为60,粒子在磁场中的运动时间:t=3
3、60T,由题意可知,两粒子在磁场中的运动时间t相等,即:120360Ta=60360Tb,则粒子的周期之比为:Ta:Tb=1:2,粒子做圆周运动的周期:T=2mqB,则两粒子的质量之比:ma:mb=1:2,故D正确;粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:qvB=mv2r,解得:v=qBrm,由题意可知:q、B都相同,而ma:mb=1:2,ra:rb=1:3,则粒子的速度大小之比:va:vb=2:3,故C错误;故选ABD。点睛:本题考查了粒子在磁场中的运动,分析清楚粒子运动过程、作出粒子运动轨迹是解题的前提与关键;利用圆弧的特性来确定圆心,画出圆弧并运用几何关系来算出圆弧的半径,同时还体现出控制变量的思想。3.(2016湖南长沙模拟)如图10所示,一个理想边界为PQ、MN的匀强磁场区域,磁场宽度为d,方向垂直纸面向里。一电子从O点沿纸面垂直PQ以速度v0进入磁场。若电子在磁场中运动的轨道半径为2d。O在MN上,且OO与MN垂直。下列判断正确的是()A.电子将向右偏转B.电子打在MN上的点与O点的距离为dC.电子打在MN上的点与O点的距离为dD.电子在磁场中运动
4、的时间为【参考答案】D4.如图所示,直角坐标系中y轴右侧存在一垂直纸面向里、宽为a的有界匀强磁场,磁感应强度为B,右边界PQ平行y轴,一粒子(重力不计)从原点O以与x轴正方向成角的速率v垂直射入磁场,当斜向上射入时,粒子恰好垂直PQ射出磁场,当斜向下射入时,粒子恰好不从右边界射出,则粒子的比荷及粒子恰好不从右边界射出时在磁场中运动的时间分别为()A. B.C. D.【参考答案】C5.(多选)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()A.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【参考答案】AD6.如图所示,在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。在xOy平面内,从原点O处沿与x轴正方向成角(0)方向以速率v发射一个带正电的粒子(重力不计),则下列说法正确的是()A.当v一定时,越大,粒子在磁场中运动的时间越短B.当v一定,越大时,粒子离开磁场的位置距O点越远C.当一定,v越大时,粒子在磁场中运动的角速度越大D.当一定,
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