专题25 带电粒子在非匀强磁场中的运动-2022高考物理一轮复习压轴题剖析（电学部分）

这是一份专题25 带电粒子在非匀强磁场中的运动-2022高考物理一轮复习压轴题剖析（电学部分），文件包含专题25带电粒子在非匀强磁场中的运动-2021高考物理一轮复习压轴题剖析电学部分解析版doc、专题25带电粒子在非匀强磁场中的运动-2021高考物理一轮复习压轴题剖析电学部分原卷版doc等2份试卷配套教学资源，其中试卷共28页， 欢迎下载使用。
专题25 带电粒子在非匀强磁场中的运动一、选择题（1-9题只有一个选项正确，10-12题有多个选项符合条件）1．下列说法正确的是（    ）A．带电粒子只在电场力的作用下一定作匀变速直线运动B．带电粒子在磁场中只受磁场力作用，一定作匀速圆周运动C．带电粒子在重力、电场力、磁场力作用下不可能作匀速圆周运动D．带电粒子在重力、电场力、磁场力作用下可以作匀速直线运动2．如图所示，AB是固定在竖直平面内的光滑绝缘细杆，A、B两点恰好位于圆周上，杆上套有质量为m、电荷量为+q的小球(可看成点电荷)，第一次在圆心O处放一点电荷+Q，让小球从A点沿杆由静止开始下落，通过B点时的速度为，加速度为a1；第二次去掉点电荷，在圆周平面加上磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，让小球仍从A点沿杆由静止开始下落，经过B点时速度为，加速度为a2，则（  ）A．＜ B．＞ C．a1＜ a2 D．a1＞ a23．类比是物理学中常用的思想方法。狄拉克曾经预言，自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，其周围磁感线星均匀辐射状分布，距离它r处的磁感应强度大小为B=k/(k为常数)。磁单极S的磁场分布如图所示，将其固定，有一带电小球在S附近做匀速圆周运动，则下列判断正确的是A．若小球带正电，其运动轨迹平面可在S正上方且从上往下看顺时针转动，如图甲所示B．若小球带正电，其运动轨迹平面可在S正下方且从上往下看逆时针转动，如图乙所示C．若小球带负电，其运动轨迹平面可在S正上方且从上往下看顺时针转动，如图甲所示D．若小球带负电，其运动轨迹平面可在S正下方且从上往下看逆时针转动，如图乙所示4．如图所示，单摆摆球为带正电的玻璃球，摆长为L且不导电，悬挂于O点.已知摆球平衡位置C处于磁场边界内并十分接近磁场边界，此磁场的方向与单摆摆动平面垂直。在摆角小于5度的情况下，摆球沿着AB弧来回摆动，下列说法不正确的是（   ） A．图中A点和B点处于同一水平面上B．小球摆动过程中机械能守恒C．单摆向左或向右摆过C点时摆线的张力一样大D．在A点和B点，摆线的张力一样大5．如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平面的M、N两小孔中，O为M、N连线的中点，连线上a、b两点关于O点对称．导线中均通有大小相等、方向向下的电流．已知长直导线在周围产生磁场的磁感应强度，式中K是常数、I是导线中的电流、r为点到与导线的距离．一带正电小球以初速度从a点出发沿连线运动到b点，关于该过程中小球对水平面的压力，下列说法中正确的是A．先增大后减小 B．先减小后增大 C．一直在增大 D．一直在减小6．一个质量为m、带电量为q的小球，从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中，其磁感应强度为B，如图所示．带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零．已知重力加速度为g．下面说法中正确的是A．小球带负电B．小球对斜面的作用力恰好为零时的速率为C．小球在斜面上运动的加速度逐渐增大D．小球在斜面上的运动是匀加速直线运动7．目前，我国柔性直流输电技术世界领先。上海南汇风电场柔性直流输电工程，输送容量为2×104kW，直流电压等级±30kV。设某段输电线路的两导线在同一竖直平面内，若宇宙射线中的质子、电子以速率vo到达输电线所在处，不考虑地磁场的影响和粒子速率的变化，质子的运动轨迹大致是下图中的A．    B．C．    D．8．两根固定的相互平行的长直导线L1、L2均水平放置且L1位于L2正上方，现通有大小相等方向相反的电流，竖直截面如图所示，O点为连线中点，OP为连线中垂线．若不考虑地磁场的影响，则下列说法正确的是（     ）A．P点的磁场方向竖直向下B．O点的磁感应强度为零C．一电子以速度v0在P点沿PO方向飞入，将做曲线运动D．一质子以速度v0在P点沿PO方向飞入，将做匀速直线运动9．显像管原理的示意图如图所示，当没有磁场时，电子束将打在荧光屏正中的O点，安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场，使电子束发生偏转．设垂直纸面向里的磁场方向为正方向，若使高速电子流打在荧光屏上的位置由a点逐渐移动到b点，下列变化的磁场能够使电子发生上述偏转的是（　　） A． B． C． D．10．如图所示，A为带正电的小物块，B是一不带电的很长的绝缘木板（A、B间无电荷转移），A、B叠放于光滑的水平地面上，地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场，现用水平恒力F拉木板B，使A、B一起由静止开始运动，起初A､B无相对滑动，则之后运动的过程中（    ）A．A对B的压力一直减小直到为零B．A的速度先增加再不变C．B一直做匀加速直线运动D．A的加速度先不变再减小到零11．水平面内的某环形电流L在其周围空间产生磁场，磁感线分布如图所示，与环形电流平行的虚线是一带负电小球的运动轨迹，小球运动速率恒定，下列说法正确的是A．俯视时，环形电流L的方向沿逆时针B．俯视时，小球的运动为逆时针方向的圆周运动C．一小段通电直导线在M点受到的安培力比在P点受到的安培力大D．一小段通电直导线在N点垂直纸面放置时受到的安培力沿磁感线在N点的切线方向12．我国第21次南极科考队在南极观看到了美丽的极光．极光是由来自太阳的高能量带电粒子流高速冲进高空稀薄大气层时，被地球磁场俘获，从而改变原有运动方向，向两极做螺旋运动，如图所示．这些高能粒子在运动过程中与大气分子或原子剧烈碰撞或摩擦，从而激发大气分子或原子使其发出各种颜色的光．科学家发现并证实，向两极做螺旋运动的这些高能粒子的旋转半径是不断减小的，这主要与下列哪些因素有关(    )A．太阳对带电粒子的引力做负功B．越靠近南北两极的磁感应强度越强C．空气阻力对带电粒子做负功，使其动能减少D．洛伦兹力对带电粒子做负功，使其动能减少 二、非选择题（共6小题）13．质量为M=150g的长木板静止放在光滑的水平面上，在长木板的上方有如图所示的匀强电场和匀强磁场，E=2N/C，B=1.25T，AC段光滑，CDF段滑动摩擦因数，CD段的长度L=0.8m，质量为m=50g、与模板彼此绝缘，电量为q=+0.1C的小物块，自A点静止释放，当小物块运动到D点时，木板才开始运动，最后小物块恰好未从木板上掉下．在整个运动过程中，小物块始终在木板上运动，重力加速度，求：(1)小物块在CD段的运动速度及AC段的长度；(2)小物块在木板上相对木板的滑到的时间和木板的长度；(3)摩擦产生的热量．       14．如图所示，水平放置的绝缘光滑正方形桌面abcd,边长为L，距地面高度也为L，仅在桌面区城有竖直向上的匀强磁场。两个带有相同电荷量的小球1、2，质量分别为m1和m2，先后从b点沿水平桌面ba方向射入磁场，在b点动能相同，小球1从bc边的中点P水平射出，小球2从bc边的c点水平射出。重力加速度为g。（1）求两小球带电性质及两小球质量之比 ；（2）若在b点的动能Ek= m1gL，求两小球落地点间的水平距离x12（用L表示）。    15．如图所示，xoy坐标系建在光滑绝缘的水平面上，x轴下方存在范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直水平面向外。A、C、D坐标分别为（0，2L）、（0，L）、 (a,0)，A、C两点分别固定一平行于x轴放置的长度小于a的相同绝缘弹性挡板PQ和MN，A、C均为挡板中点，A、D两处分别放有两个相同的绝缘小球（可视为质点），小球质量为m，且A处小球不带电，D处小球带电量为q(q>0)．若A处小球以某一水平速度v0飞向D，带电小球被碰后与挡板MN发生两次碰撞，并能经过A点与档板PQ发生碰撞，设球与球发生弹性碰撞，球与挡板碰撞前后沿板方向分速度不变，垂直板方向分速度等大反向，求：(l）A处小球的初速度v0的大小？(2）弹性档板MN的最小长度？(3)若a= ，则带电小球运动的时间？       16．如图所示，两平行金属板A、B长l=8cm，两板间距离d=8cm．一带正电的粒子电荷量q=10-10C，质量m=10-20Kg，从R点沿电场中心线垂直电场线飞入电场，初速度V0=2×106m/s．粒子飞出平行板电场并经过无场区域后进入界面为MN、PQ间匀强磁场区域，穿越MN时，向上偏离中心线RO的距离为12cm，从磁场的PQ边界出来后刚好打在中心线上离PQ边界4L/3的S点上．已知MN边界与平行板的右端相距为L，两界面MN、PQ相距为L，且L=12cm．粒子重力不计，求：（1）粒子射出电场时，偏离中心线RO的距离及射出电场时的速度大小；（2）两板间的电势差；（3）匀强磁场的磁感应强度大小．               17．扫描电子显微镜在研究微观世界里有广泛的应用，通过磁聚焦之后的高能电子轰击物质表面，被撞击的样品会产生各种电磁辐射，通过分析这些电磁波就能获取被测样品的各种信息。早期这种仪器其核心部件如图甲所示。其原理如下：电子枪发出的电子束，进入磁场聚焦室（如图甲），聚焦磁场由通电直导线产生，磁场通过“释放磁场的细缝”释放而出，通过控制“释放磁场细缝”的宽度、磁场的强弱和方向使电子进行偏转，让聚焦之后的电子集中打在样品上。(1)要使射入聚焦室的电子发生图乙的偏转,请说明图甲中左侧和右侧通电直导线的电流方向（只要回答“向上”或者“向下”）；(2)图乙为聚焦磁场的剖面图，要产生图示的聚焦效果，请说明该平面中磁场的分布情况：(3)研究人员往往要估测聚焦磁场区域中各处磁感应强度大小，为了研究方便假设电子运动经过的磁场为匀强磁场，若其中一个电子从A点射入（如图丙所示），从A点正下方的A′点射出，入射方向与OA的夹角等于出射方向与O′A′的夹角，电子最终射向放置样品的M点，求该磁感应强度的大小？已知OA=O′A′=d，AA′=L，O′M=h，电子速度大小为v，质量为m，电量为e．          18．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。