专题9-4+直线边界磁场问题-2019年高考物理100考点最新模拟题千题精练

专题9-4+直线边界磁场问题-2019年高考物理100考点最新模拟题千题精练

‎100考点最新模拟题千题精练9-4‎ 一．选择题 ‎1.（2018广东湛江调研）如图所示，在足够长的水平线上方有方向垂直纸面向里范围足够大的匀强磁场区域，一带负电粒子P从a点沿θ=45°方向以初速度v垂直磁场方向射入磁场中，经时间t从b点射出磁场。不计粒子重力，下列说法正确的是 A．粒子射出磁场时与水平线的夹角为θ B．若P的初速度增大为2v，粒子射出磁场时方向与水平线的夹角为2θ C．若P的初速度增大为2v，则经时间t射出磁场 D．若磁场方向垂直纸面向外，粒子P还是从a点沿θ=45°方向以初速度v射入磁场中，则经过时间3t射出磁场 ‎【参考答案】ACD ‎2．如图，直线上方分布着垂直纸而向里的匀强磁场，从粒子源 在纸面内沿不同的方向先后发射速率均为的质子和，两个质子都过点。已知，质子沿与成角的方向发射，不计质子的重力和质子间的相互作用力，则（ ）‎ A. 质子在磁场中运动的半径为 B. 质子在磁场中的运动周期为 C. 质子在磁场中的运动时间为 D. 质子在磁场中的运动时间为 ‎【参考答案】B ‎【点睛】本题是把两个质子相同的速率沿以不同方向从磁场中的同一点射入磁场，经偏转后又到达同一点，显然要找出两质子运动的特征，即半径相同，但由圆的相关知识就能知道两质子的轨迹，及偏转角度，从而求出运动时间、周期．‎ ‎3．如图所示，一条直线上有O、M、N三点，OM=ON，直线上方的整个空间存在垂直纸面向外的匀强磁场，一质子和一粒子分别以速度从O点沿OP方向射入磁场，质子经时间t1从M点射出磁场，粒子经时间t2从N点射出磁场，质子和粒子的重力不计，不考虑它们之间的相互作用，则关于t1、t2、的判断正确的是 A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【参考答案】B ‎【名师解析】粒子运动轨迹如图所示：‎ ‎4．（2018衡水六调）如图所示，在区域I和区域Ⅱ内分别存在与纸面垂直的匀强磁场，一带电粒子仅在洛伦兹力作用下沿着由区域I运动到区域Ⅱ。已知的弧长之比为2：1，下列说法正确的是 ( )‎ A．粒子在区域I和区域Ⅱ中的速率之比为1∶1‎ B．粒子通过、的时间之比为2∶1‎ C．对应的圆心角之比为2∶1‎ D．区域I和区域Ⅱ的磁感应强度方向相反 ‎【参考答案】.ABD ‎【命题意图】本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动及其相关的知识点。‎ ‎【解题思路】由于带电粒子在磁场中运动所受的洛伦兹力永远不做功，所以粒子在区域I和区域Ⅱ中的速率之比为1∶1，选项A正确；由s=vt，可知粒子通过、的时间之比为2∶1，选项B正确；根据题述图示，粒子在区域I和区域Ⅱ中轨迹所对圆心角θ相同，选项C错误；根据带电粒子运动轨迹可知，区域I和区域Ⅱ的磁感应强度方向相反，选项D正确。‎ ‎5.（2016重庆模拟）如图，匀强磁场垂直于纸面，磁感应强度为B。某种比荷为q/m、速度大小为v的一群离子以一定发散角α由原点O出射，y轴正好平分该发散角，离子束偏转后打在x轴上长度为L的区域MN内，则cos(α/2)为 A．- B．1- ‎ C．1- D．1-‎ ‎【参考答案】B ‎【命题意图】本题考查了带电粒子在匀强磁场中的运动及其相关的知识点。‎ ‎6、（2016全国理综III丙卷）平面OM和平面ON之间的夹角为30°，其横截面（纸面）如图所示，平面OM上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为m，电荷量为q（q>0）。粒子沿纸面以大小为v的速度从PM的某点向左上方射入磁场，速度与OM成30°角。已知粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点，并从OM上另一点射出磁场。不计重力。粒子离开磁场的出射点到两平面交线O的距离为 A. B. ‎ ‎ C. D.‎ ‎【参考答案】D ‎7. 如图所示，在虚线MN的上方存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，质子和α粒子从MN上的O点以相同的速度v0(v0在纸面内且与MN的夹角为θ，θ＜90°)同时射入匀强磁场中，再分别从MN上A、B两点离开磁场，A、B距离为d。已知质子的质量为m，电荷量为e。忽略重力及质子和α粒子间的相互作用。下列说法正确的是(　　)‎ A.磁感应强度的大小为B＝sin θ B.磁感应强度的大小为B＝ C.两粒子到达A、B两点的时间差Δt＝ D.两粒子到达A、B两点的时间差Δt＝ ‎【参考答案】AC ‎【名师解析】两粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹如图所示。设磁感应强度为B，α粒子与质子的轨道半径分别为rα与rp，则：eBv0＝m，2eBv0＝4m，又由题意知：2rαsin θ－2rpsin θ＝d，可得：B＝sin θ，选项A正确B错误；因为Δt＝(－)，解得：Δt＝，选项C正确D错误。‎ ‎9.(2016·陕西渭南联考)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 ‎【参考答案】D ‎10.　(多选)(2015·湖北名校联考)如图所示，直线MN上方存在范围足够大的磁感应强度为B的匀强磁场，一质子(质量为m、电荷量为e)以速度v从O点沿与MN成30°角的方向射入磁场中，若不计质子重力，则(　　)‎ A.质子从磁场中射出时距O点的距离为 B.质子从磁场中射出时距O点的距离为 C.质子在磁场中运动的时间为 D.质子在磁场中运动的时间为 ‎【参考答案】AD ‎【名师解析】由左手定则可判断出质子应落在OM之间，设质子从磁场中射出时距O点的距离为d，其运动轨迹如图所示，由图示的几何关系可知rsin 30°＝，即r＝d，粒子做圆周运动满足qvB＝m，所以d＝，A正确，B错误；质子在磁场中运动轨迹所对应的圆心角为300°，所以质子在磁场中运动的时间为t＝T＝，C错误，D正确。‎ ‎11．（2016洛阳一模）如图4所示，一个静止的质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力)，经电压U加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁感中，粒子打至P点，设OP＝x，能够正确反应x与U之间的函数关系的是 (　　)‎ ‎【参考答案】B ‎【命题意图】本题考查了动能定理、带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动及其相关的知识点。‎ ‎【技巧点拨】解答判断两个物理量之间关系图象类问题，一般需要根据题述情景，运用相关物理知识，列出与情景、过程相关的方程，联立解得函数关系式，由此判断出题给的那个关系图象与之符合。‎ 二．计算题 ‎1.(2016·辽宁沈阳一模)如图所示，在真空中坐标xOy平面的x＞0区域内，有磁感应强度B＝1.0×10－2 T的匀强磁场，方向与xOy平面垂直，在x轴上的P(10，0)点，有一放射源，在xOy平面内向各个方向发射速率v＝104 m/s的带正电的粒子，粒子的质量为m＝1.6×10－25 kg，电荷量为q＝1.6×10－18 C，求带电粒子能打到y轴上的范围。‎ 当带电粒子的圆轨迹正好与y轴下方相切于B点时，若圆心再向左偏，则粒子就会从纵轴离开磁场，所以B点即为粒子能打到y轴下方的最低点，易得OB＝R＝10 cm，综上所述，带电粒子能打到y轴上的范围为－10～10 cm。‎ ‎【参考答案】　－10～10 cm ‎2（2016北京高考理综）如图所示，质量为m，电荷量为q的带电粒子，以初速度v沿垂直磁场方向射入磁感应强度为B的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动。不计带电粒子所受重力。‎ ‎（1）求粒子做匀速圆周运动的半径R和周期T；‎ ‎（2）为使该粒子做匀速直线运动，还需要同时存在一个与磁场方向垂直的匀强电场，求电场强度E的大小。‎ ‎【参考答案】（1）、（2）‎ 考点：考查了带电粒子在复合场中的运动