22(二十二)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（新高考 江苏版）教师用书

高三一轮复习40分钟周测卷/物理 教学札记： (二十二)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、单项选择题（本题共8小题，每题8分，共64分。每题只有一个选项最符合题意） 1.一个质子和一个α粒子在同一点由静止出发，经过相同的加速电场后，垂直进入同一匀强磁场中做匀速圆 周运动，不考虑质子与α粒子间的相互作用力，不计重力。则质子与α粒子在磁场中做匀速圆周运动的半 径之比和周期之比分别为 A.1:2,1:2 B.1√2,1：2 C.12,1:√2 D.1:2,1√2 解析：在电场中的加速过程满足qU=号 m,进入碳场后，由溶伦益力提候向心力可得加B=m二，解得 半径为012心在磁场中的运动图期为T2-2g,质子与。粒子的质量之比为：4，电荷量 gB BN q 之比为1：2，可得质子与α粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径之比为1：W2,周期之比为1：2，故B项正确。 答案：B 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点射人磁场，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，重力不计，下列说法正确的是 抄××× M ××× ××× A.粒子带正电荷 B.粒子的速度大小为2gBd C.粒子在磁场中运动的时间为 3gB D.V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 衡水金卷·先享题·物理 ·165· 江苏专版 教学札记： N 由几何知识可知，粒子做圆周运动的轨道半径r= sim)=2山，粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心 d v2 力Bm,解得”2BB项正确：拉子在磁场中运动的周脚T一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t= 150° 60T一5TC项错误：N点到O点的距离x=r十rcos0 6gB' =2d+2dcos30°=(2+√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、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 ,××X× ××O××× 义×××××， A.BR B.3qBR C.9BR D.2qBR m 2m 2m m 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2 =2RimR,根据洛伦兹力提供向心力可得gB三，所以粒子的速度大小v一Br-BR.故AB、D 6 m 2m 项错误，C项正确。 答案：C 4.来自太阳和其他星体的宇宙射线中含有大量高能带电粒子，若这些粒子都直接到达地面，将会对地球上 的生命带来危害。但由于地磁场（如图所示）的存在改变了宇宙射线中带电粒子的运动方向，使得很多高 能带电粒子不能到达地面。若不考虑地磁偏角的影响，关于上述高能带电粒子在地磁场的作用下的运动 情况，下列说法正确的是 江苏专版 ·166· 衡水金卷·先享题·物理 地磁南极 地理北极 教学札记： 地磁北极 地理南极 A.若带电粒子带正电，且沿地球赤道平面射向地心，则由于地磁场的作用将向东偏转 B.若带电粒子带正电，且沿地球赤道平面射向地心，则由于地磁场的作用将向北偏转 C.若带电粒子带负电，且从地理北极上空沿垂直于地面方向射向地心，则由于地磁场的作用将向南偏转 D.若带电粒子带负电，且从地理北极上空沿垂直于地面方向射向地心，它可能在地磁场中做匀速圆周 运动 解析：由于地磁场的方向由地理南极指向地理北极，若带电粒子带正电，且沿地球赤道平面射向地心， 即粒子的运动方向与地磁场的方向垂直，由左手定则可知，则由于地磁场的作用将向东偏转，A项正确，B项 错误；若带电粒子带负电，且从地理北极上空沿垂直于地面方向射向地心，则说明粒子的运动方向与磁场方 向平行，故粒子不受磁场力的作用，所以它不会发生偏转，更不会做匀速圆周运动，C、D项错误。 答案：A 5.平面OM与平面ON之间的夹角为30°，其横截面（纸面）如图所示，平面OM的上方存在磁感应强度大小 为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场。一带电粒子的质量为、电荷量为q(q>0),沿纸面以大小为v的 速度从平面OM上的某点向左上方射入磁场，速度方向与平面OM成30°角，已知该粒子在磁场中的运动 轨迹与平面ON只有一个交点，并从平面OM上的另一点射出磁场，不计粒子重力