考点31 磁场对运动电荷的作用 带电粒子在匀强磁场中的运动-【金版教程】2024高考物理一轮总复习首选用卷全书word（新教材）

金版教程 高考总复习首选用卷 物理 考点31　磁场对运动电荷的作用　带电粒子在匀强磁场中的运动 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 题组一　基础小题 1．一个带正电的带电粒子沿垂直于磁场的方向，从a点进入匀强磁场，由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小(所带电荷量不变)。下列描述带电粒子运动的径迹中，正确的是(　　) 答案　A 解析　若带电粒子的速度大小不变，则在该磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有qvB＝m，解得r＝；根据题意，该粒子的能量逐渐减小，即粒子的速度不断减小，则其轨迹半径不断减小；又因为粒子带正电，根据左手定则可以判断，粒子沿逆时针方向运动。故A正确。 2．一个带电粒子在磁场力的作用下做匀速圆周运动，要想确定该带电粒子的比荷，则只需要知道(　　) A．运动速度v和磁感应强度B B．磁感应强度B和运动周期T C．轨道半径r和运动速度v D．轨道半径r和磁感应强度B 答案　B 解析　带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由轨道半径公式r＝可知，要想确定该带电粒子的比荷，则需要知道运动速度v、磁感应强度B和轨道半径r，故A、C、D错误；由周期公式T＝可知，知道磁感应强度B和运动周期T，就可确定带电粒子的比荷，B正确。 3.(多选)电荷量大小为e的电子以垂直于匀强磁场的速度v，从a点进入长为d、宽为L的磁场区域，偏转后从b点离开磁场，如图所示。若磁场的磁感应强度为B，那么(　　) A．电子在磁场中的运动时间t＝ B．电子在磁场中的运动时间t＝ C．洛伦兹力对电子做的功是W＝evBL D．电子在b点的速度大小也为v 答案　BD 解析　电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，则电子在b点的速度大小也为v，电子由a点到b点的运动时间t＝，洛伦兹力对电子不做功，故B、D正确，A、C错误。 4.质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是(　　) A．M带正电，N带负电 B．M的速率小于N的速率 C．洛伦兹力对M、N做正功 D．M的运动时间等于N的运动时间 答案　D 解析　由左手定则可判断出N带正电，M带负电，故A错误；粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力，有：qvB＝m，解得带电粒子的速度大小为v＝，质量与电荷量相等的情况下，轨道半径大说明速率大，即M的速率大于N的速率，故B错误；洛伦兹力始终与粒子的速度方向垂直，对M、N不做功，故C错误；粒子在磁场中运动半周，即运动时间为周期的一半，而周期为T＝，可知M的运动时间等于N的运动时间，故D正确。 5.(多选)空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图中的正方形为其边界。一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场及其左边界的方向从磁场左边界的中点O入射。这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子。不计重力。下列说法正确的是(　　) A．入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同 B．入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同 C．在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同 D．在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大 答案　BD 解析　由于粒子比荷相同，由r＝可知，入射速度相同的粒子轨道半径相同，运动轨迹也必相同，B正确；入射速度不同的粒子在磁场中可能的运动轨迹如图所示(假设两种粒子均带负电)，由图可知，粒子的轨迹直径不超过磁场边界边长一半时，转过的圆心角都相同，运动时间都为半个周期，由T＝可知，这些粒子在磁场中运动的周期都相同，其运动时间也相同，A、C错误；由t＝T＝，可知D正确。 题组二　高考小题 6．(2022·湖北高考)(多选)如图所示，一带电粒子以初速度v0沿x轴正方向从坐标原点O射入，并经过点P(a>0，b>0)。若上述过程仅由方向平行于y轴的匀强电场实现，粒子从O到P运动的时间为t1，到达P点的动能为Ek1。若上述过程仅由方向垂直于纸面的匀强磁场实现，粒子从O到P运动的时间为t2，到达P点的动能为Ek2。下列关系式正确的是(　　) A．t1<t2 B．t1>t2 C．Ek1<Ek2 D．Ek1>Ek2 答案　AD 解析　若该过程仅由方向平行于y轴的匀强电场实现，此时粒子做类平抛运动，t1＝，Ek1＝m(v＋v)；若该过程仅由方向垂直于纸面的匀强磁场实现，此时粒子做匀速圆周运动，t2＝，Ek2＝mv，故t1<t2，Ek1>Ek2，A、D正确，B、C错误。 7.(2022·辽宁高考)(多选)粒子物理研究中使用的一种球状探测装置横截面的简化模型如图所示。内圆区域有垂直纸面向里的匀强磁场，外圆是探测器。两个粒子先后从P