课时跟踪检测(39) 带电粒子在磁场中的运动（Word练习）-【创新方案】2024高考物理一轮复习（新教材 新高考 江苏专版）

1/6 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZxxK.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 课时跟踪检测（三十九) 带电粒子在磁场中的运动 1.(2022·广东高考)如图所示，一个立方体空间被对角平面MNPQ划分成两个区域， 两区域分布有磁感应强度大小相等、方向相反且与z轴平行的匀强磁场。一质子以某一速度 从立方体左侧垂直Oyz平面进入磁场，并穿过两个磁场区域。下列关干质子运动轨迹在不同 坐标平面的投影中，可能正确的是() N 质子 D 解析：选A质子的运动轨迹在xOy平面内的投影为先做逆时针方向的匀速圆周运动. 穿过MNPQ平面后再做顺时针方向的匀速圆周运动，故A正确，B错误：质子的运动轨迹 在xOz平面的投影是一条与x轴平行的线段，故C、D错误。 2.(2021·全国乙卷)如图.圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，质量为m、电荷 量为q(q>O)的带电粒子从圆周上的M点沿直径MON方向射入磁场。若 粒子射入磁场时的速度大小为咋，离开磁场时速度方向偏转90°：若射入 磁场时的速度大小为2，离开磁场时速度方向偏转60°。不计重力，则 八X×× v1v2为() A12B.3)3C3)2D.3 解析：选B根据题意找出粒子做圆周运动的圆心，如图所示。设圆形磁场区域的半径 为R,由几何关系可知，带电粒子以M射入磁场时，在磁场中运动的轨迹 60 半径1=R.带电粒子以射入磁场时.在磁场中运动的轨迹半径r2三 902× R60°2=3R.根据洛伦兹力提供向心力有qvB=mw2r,可得V=qrBm, M××0× 所以v1v2=r1r2=3)3,B正确。 _XX. 3.(2023·镇江模拟)如图所示，直线MN上方有垂直纸面向里的勻 强磁场.电子1从磁场边界上的a点沿垂直MN和磁场方向射入磁场.经t左时间从b点离 开磁场。之后电子2也由点沿图示方向以相同速率垂直磁场方向射入磁场.经2时间从ā、 b连线的中点c离开磁场，则tt2为() ×1×××× 2 A.3:1 B.23 C.32 D.2:1 独家授权侵权必究 2/6 色学科网书城▣ 品牌书店◆知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 解析：选A电子在磁场中都做匀速圆周运动.根据题意画出电子 的运动轨迹如图所示，电子1垂直射进磁场，从b点离开，则运动了半 ×1 个圆周，b即为直径，c点为圆心，电子2以相同速率垂直磁场方向射 M 入磁场.经t时间从a、b连线的中点c离开磁场.根据半径r=mvqB 0 可知，电子1和2的半径相等.根据几何关系可知，△Oc为等边三角形.则粒子2转过 的圆心角为60°，所以电子1运动的时间t1=T2=πmBq.电子2运动的时间t2=T6= πm3Bq.所以t1t2=3.故A正确。 4.(2022·北京高考)正电子是电子的反粒子，与电子质量相同、带 等量正电荷。在云室中有垂直干纸面的勻强磁场，从P点发出两个电子和 一个正电子，三个粒子运动轨迹如图中1、2、3所示。下列说法正确的 是() A.磁场方向垂直干纸面向里 B.轨迹1对应的粒子运动速度越来越大 C.轨迹2对应的粒子初速度比轨迹3的大 D.轨迹3对应的粒子是正电子 解析：选A根据题图可知，1和3粒子转动方向一致，则1和3粒子为电子2为正 电子，电子带负电且顺时针转动.根据左手定则可知磁场方向垂直纸面向里，A正确.D错 误：电子在云室中运行，洛伦兹力不做功，而粒子受到云室内填充物质的阻力作用，粒子速 度越来越小，B错误：带电粒子若仅在洛伦兹力的作用下做勻速圆周运动，根据牛顿第二定 律可知qvB=w2r,解得粒子运动的半径为r=mvqB.根据题图可知轨迹3对应的粒子 运动的半径最大，速度最大.C错误。 5.(2021·北京等级考)如图所示，在xOy坐标系的第一象限内存在勻 强磁场。一带电粒子在P点以与x轴正方向成60°的方向垂直磁场射入，并 恰好垂直干y轴射出磁场。已知带电粒子质量为m、电荷量为q,OP=a。 不计重力。根据上述信息可以得出() 60 A.带电粒子在磁场中运动的轨迹方程 a B.带电粒子在磁场中运动的速率 C.带电粒子在磁场中运动的时间 D.该匀强磁场的磁感应强度 解析：选A粒子恰好垂直干y轴射出磁场，作带电粒子射入和射出磁场时速度方向的 垂线交点为圆心O1,轨迹如图所示。由几何关系可知O01=atan30° =3)3a.R=acos30°=3)3a,因圆心的坐标为alvs4\al小co1(0,1 f((3)3)a).则带电粒子在磁场中运动的轨迹方程为x2+1 avs4小al小co1(y-1fr(3)3)aP=43a2,选项A正确：洛伦兹力提供 向心力，有qvB=N2R,解得带电粒子在磁场中运动的速率为V=qBRm,因轨迹圆的半 径R可求出，但磁感应强度B未知，则