选择题12 《匀强磁场中的带电粒子》-解码高考2021物理一轮复习题型突破

选择题 12 《匀强磁场中的带电粒子》 【命题导航】 命题点一　洛伦兹力作用下的动力学问题 命题点二　圆周运动 =⇒ 直线边界磁场 命题点三　圆周运动 =⇒ 圆形边界磁场 命题点四　圆周运动 =⇒ 多边形边界磁场 命题点五　动态放缩圆 命题点六　定圆旋转圆 命题点七　最小面积问题与“磁聚焦” 【高考解码】 命题点一　洛伦兹力作用下的动力学问题 1．（单选）（2020·全国高考课标 II 卷）CT 扫描是计算机 X 射线断层扫描技术的简称，CT 扫 描机可用于对多种病情的探测。图（a）是某种 CT 机主要部分的剖面图，其中 X 射线产生部分的 示意图如图（b）所示。图（b）中 M、N 之间有一电子束的加速电场，虚线框内有匀强偏转磁场； 经调节后电子束从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到靶上，产生 X 射线（如图中带箭 头的虚线所示）；将电子束打到靶上的点记为 P 点。则 （　　） A．M 处的电势高于 N 处的电势 B．增大 M、N 之间的加速电压可使 P 点左移 C．偏转磁场的方向垂直于纸面向外 D．增大偏转磁场磁感应强度的大小可使 P 点左移 2．（多选）如图所示为一个质量为 m、带电荷量为 +q 的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙 细杆上滑动，细杆处于磁感应强度大小为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中。现给圆环向右初速 度 v0，在以后的运动过程中，圆环运动的 v ∼ t 图象可能是下图中的 （　　） 第 1 页，共 15 页 3．（多选）如图所示，下端封闭、上端开口、高 h=5m、内壁光滑的细玻璃管竖直放置，管底 有质量 m=10g、电荷量的绝对值 |q|=0.2C 的小球，整个装置以 v=5m/s 的速度沿垂直于磁场方向 进入磁感应强度大小为 B=0.2T、方向垂直纸面向内的匀强磁场，由于外力的作用，玻璃管在磁场 中的速度保持不变，最终小球从上端管口飞出。g 取 10m/s2。下列说法中正确的是 （　　） A．小球带负电 B．小球在竖直方向做匀加速直线运动 C．小球在玻璃管中的运动时间小于 1s D．小球机械能的增加量为 1J 4．（多选）如图所示为一个质量为 m、电荷量为 +q 的圆环，可在水平放置的粗糙细杆上自由 滑动，细杆处在磁感应强度大小为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，圆环以初速度 v0 向右运动 直至处于平衡状态，则圆环克服摩擦力做的功可能为 （　　） A．0 B．1 2 mv20 C． m 3g2 2q2B2 D．1 2 m(v20 − m2g2 q2B2 ) 5．（多选）电荷量为 +q、质量为 m 的滑块和电荷量为 −q、质量为 m 的滑块同时从完全相同 的光滑斜面上由静止开始下滑，设斜面足够长，斜面倾角为 θ，在斜面上加如图所示的磁感应强度 第 2 页，共 15 页 大小为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，关于滑块下滑过程中的运动和受力情况，下面说法中正 确的是（不计两滑块间的相互作用） （　　） A．两个滑块先都做匀加速直线运动，经过一段时间，+q 会离开斜面 B．两个滑块先都做匀加速直线运动，经过一段时间，−q 会离开斜面 C．当其中一个滑块刚好离开斜面时，另一滑块对斜面的压力为 2mg cos θ D．两滑块运动过程中，机械能均守恒 命题点二　圆周运动 =⇒ 直线边界磁场 1．（单选）如图，直线 OP 上方分布着垂直纸面向里的匀强磁场，从粒子源 O 在纸面内沿不 同的方向先后发射速率均为 v 的质子 1 和 2，两个质子都过 P 点。已知 OP = a，质子 1 沿与 OP 成 30◦ 角的方向发射，不计质子的重力和质子间的相互作用力，则 （　　） A．质子 1 在磁场中运动的半径为 1 2 a B．质子 2 在磁场中的运动周期为 2πa v C．质子 1 在磁场中的运动时间为 2πa 3v D．质子 2 在磁场中的运动时间为 5πa 6v 2．（单选）在真空室中，有垂直于纸面向里的匀强磁场，三个质子 1、2 和 3 分别以大小相等、 方向如图所示的初速度 v1、v2 和 v3 经过平板 MN 上的小孔 O 射入匀强磁场，这三个质子打到平 板 MN 上的位置到小孔 O 的距离分别是 s1、s2 和 s3，不计质子重力，则有 （　　） A．s1 > s2 > s3 B．s1 < s2 < s3 C．s1 = s3 > s2 D．s1 = s3 < s2 第 3 页，共 15 页 3．（多选）如图所示，虚线上方存在匀强磁场，磁感应强度为 B；一群电子以不同速率 v 从边 界上的 P 点以相同的方向射入磁场。其中某一速率为 v0 的电子从 Q 点射出。已知电子入射方向与 边界夹角为 θ，则由以上条件可判断 （　　） A．该匀强磁场的方向垂直纸面向里 B．所有电子在磁场中的轨迹相同 C．