21(二十一)洛伦兹力的方向、洛伦兹力公式、带电粒子在匀强磁场中的运动-【衡水金卷·先享题】2023高三一轮复习周测卷（40分钟）物理（小题量）教师用书

高三一轮复习40分钟周测卷/物理 教学札记： (二十一)洛伦兹力的方向、洛伦兹力公式、 带电粒子在匀强磁场中的运动 (考试时间40分钟，满分100分) 一、选择题（本大题共8小题，每小题8分，共64分。其中1~5小题为单项选择题，6~8小题为多项选择 题，全部选对的得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分) 1.空间存在垂直于纸面的匀强磁场，现从P点向右发射三个带电粒子，其中两个是质子，一个是电子，三个 粒子的运动轨迹如图所示，轨道半径r1=2r2=4r3。已知质子的质量约为电子的质量的1836倍。分别用 T1、T2、T3表示运动轨迹1、2、3对应的三个粒子运动的周期，、2、表示运动轨迹1、2、3对应的三个 粒子运动的速率，忽略三个粒子的重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是 A.磁场方向垂直于纸面向里 B.T<T:<Ts C.1>v2>5 D.>>w 解析：三个带电粒子中两个是质子，一个电子，质子的偏转方向相同，可知图中运动轨迹2、3为质子的运 动轨迹，说明质子在P点所受的洛伦兹力方向向下，由左手定则判断可知磁场方向垂直于纸面向外，A项错 误：三个粒子的电荷量大小相等，质子质量相等，质子质量大于电子质量，根韬T-,可得周期关系为工 <T,=T,B项错误；三个粒子在磁场中均做匀速圆周运动，根据g0B=四 ,解得=，轨道半径1 m 2r2=4r3,电子的质量远小于质子的质量，可得速率关系为v1>2>,C项正确，D项错误。 答案：C 2.如图所示，在xOy平面的第一象限内存在方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，一带电 粒子从y轴上的M点射入磁场，速度方向与y轴正方向的夹角0=30°。粒子经过磁场偏转后在N点（图 中未画出)垂直穿过x正半轴。已知MO=d,粒子的电荷量为q,质量为m,重力不计，下列说法正确的是 抄××× M 第158页 衡水金卷·先享题·物理 A.粒子带正电荷 Bd教学札记： B.粒子的速度大小为二m C.粒子在磁场中运动的时间为3B D.N点到O点的距离为3d 解析：粒子进入磁场后沿顺时针方向做圆周运动，由左手定则可知粒子带负电荷，A项错误；粒子的运 动轨迹如图所示 由几何知识可知，粒子做圆周运动的轨道半径r=snθ=2d，粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心 力qφB=m，，解得v=22H^，B项正确；粒子在磁场中运动的周期T=B^“，粒子运动的轨迹对应的圆心角 a=180^∘-30^∘=150^∘，粒子在磁场中运动的时间l=3T=5xm.C项错误；N点到O点的距离x=r+reosθ =2d+2dcos30^∘=(2+\sqrt{3})d，D项错误。 答案：B 3.如图所示，半径为R的圆形区域内存在方向垂直于圆面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，一粒子源 位于M点，可以沿圆面向磁场内各个方向发射电荷量为q，质量为m、速度大小相同的粒子。已知所有粒 子射出磁场边界的位置均处于某一段弧长为圆周长六分之一的圆弧上，不计粒子的重力及粒子间的相互 作用。则粒子的速度大小为 A.qBK B.=2m=c.m D.“ 解析：粒子射出磁场边界的位置中距离M点最远的位置到M点的距离为粒子运动轨迹的直径，故有2r qBr=g =2Rsinπ=R，根据洛伦兹力提供向心力可得qvB=m，，所以粒子的速度大小v=mm敢A，B，D 项错误，C项正确。 答案：C 衡水金卷·先享题·物理第159页 4.如图所示，圆心为O、半径为r的圆形区域外存在着匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度大小 教学札记： 为B。P为圆外的一点，OP=3r。一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子从P点在纸面内垂直于OP射 出。已知粒子的运动轨迹经过圆心O,不计粒子重力，则下列说法正确的是 A.粒子在磁场中做圆周运动的半径为g B.粒子在磁场中做圆周运动的速度o=9Br n C.粒子第一次在圆形区域内运动所用的时间t=2m 3gB D.粒子第一次穿过圆边界时的位置到OP的距离h=3r 解析：粒子的轨迹如图所示： R 设粒子在场中运动的半径为R,由儿何关系得R+VR+P=3,解得R-智，A项正确：设粒子进入磁场 时速度的大小为，由洛伦黄力公式和牛颜第二定律有B=",可得粒子的速度。=g,B项辑误：进 3m 入圆形区拔，老子做匀速直线运动，则2=，联立解得1一C项错误：由儿何关系可得1anQ=辰=， .r3 解得a=37”。粒子第一次穿过圆边界时的位置到OP的距离A-g,D项错误。 答案：A 5.如图所示，空间存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，一个表面光滑的绝缘平板水 平放置在磁场中，平板上有一个质量为、电荷量为g、重力不计的带电粒子，初始时刻带电粒子静止在绝 缘平板上，与绝缘平板左侧边缘的距离为d。在外力作用下，绝缘平板