广东省江门市2017届高考物理一轮复习模拟试题：磁场对运动电荷作用 含解析

- 1 - 磁场对运动电荷的作用

一、单项选择题(本题共6小题，每小题7分，共计42分，每小题只有一个选项符合题意)

1、如图所示，摆球带负电荷的单摆，在一匀强磁场中摆动，匀强磁场的方向垂直纸面向里，摆

球在A 、B 间摆动过程中，由A 摆到最低点C 时，摆线拉力的大小为F

1，

摆球加速度大小为a 1；由B 摆到最低点C 时，摆线拉力的大小为F 2，摆

球加速度大小为a 2，则( )

A 、F 1＞F 2，a 1＝a 2

B 、F 1＜F 2，a 1＝a 2

C 、F 1＞F 2，a 1＞a 2

D 、F 1＜F 2，a 1＜a 2

解析：绳的拉力、洛伦兹力始终与单摆的运动方向垂直，不做功、只有重力做功，所以a 1＝a 2，当单摆由A 摆到最低点C 时，绳的拉力和洛伦兹力方向相同，由B 摆到最低点C 时，绳的拉力与洛伦兹力方向相反，故F 1＜F 2.

答案：B

2、粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电，让它们在匀强磁场中

同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动、已知磁场方向垂直纸面向里、以下四个图中，能正确表示两粒子运动轨迹的是( )

解析：甲、乙粒子都带正电，则粒子的运动轨迹相外切，甲运动的轨迹半径r 甲＝m 甲v 甲q 甲B

，乙运动的轨迹半径r 乙＝m 乙v 乙q 乙B

，则r 甲＝2r 乙，所以C 、D 选项一定错误；用左手定则判定粒子的运动方向，可知A 正确、

答案：A

3、如图所示是某粒子速度选择器的示意图，在一半径为R ＝10 cm 的圆柱形桶内有B ＝10－

4 T 的匀强磁场，方向平行于轴线，在圆柱形桶某一直径的两端开有小孔，作为入射孔和出射孔、

- 2 - 粒子束以不同角度入射，最后有不同速度的粒子束射出、现有一粒子源发射比荷为q m

＝2×1011 C/kg 的阳离子，粒子束中速度分布连续，不计重力、当角θ＝45°时，出射粒子速度v 的大小是( ) A.2×106 m/s

B 、22×106 m/s

C 、22×108 m/s

D 、42×106 m/s

解析：由题意，粒子从入射孔以45°角射入匀强磁场，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动、

能够从出射孔射出的粒子刚好在磁场中运动14周期，由几何关系知r ＝2R ，又r ＝m v qB ，v ＝qBr m

＝22×106 m/s.B 项正确、

答案：B

4、如图所示，一个质量为m 、电荷量为＋q 的带电粒子，不计重力，

在a 点以某一初速度水平向左射入磁场区域I ，沿曲线abcd 运动，

ab 、bc 、cd 都是半径为R 的圆弧、粒子在每段圆弧上运动的时间

都为t .规定垂直纸面向外的磁感应强度方向为正，则磁场区域Ⅰ、

Ⅱ、Ⅲ三部分的磁感应强度B 随x 变化的关系可能是图中的( )

解析：由左手定则可知，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分的磁感应强度方向分别向外、向里和向外，即正、

负和正，故B 、D 错、由于粒子做匀速圆周运动，所以14T ＝πm 2qB ＝t ，故B ＝πm 2qt ，C 正确、

- 3 - 答案：C

5、质谱仪的两大重要组成部分是加速电场和偏转磁场、如图所示为质谱

仪的原理图、设想有一个静止的质量为m 、带电荷量为q 的带电粒子(不计重力)，经电压为U 的加速电场加速后垂直进入磁感应强度为B 的偏转磁场中，带电粒子打到底片上的P 点，设OP ＝x ，则在下图中能正确反映x 与U 之间的函数关系的是( )

解析：带电粒子先经加速电场加速，故qU ＝1

2m v 2，进入磁场后偏转，OP ＝x ＝2r ＝2m v qB ，两

式联立得，OP ＝x ＝8mU

B 2q

∝U ，所以B 为正确答案、 答案：B

6、如图所示，矩形MNPQ 区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，有5个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场，在纸面内做匀速圆周运动，运动轨迹为相应的圆弧、这些粒子的质量、电荷量以及速度大小如下表所示.

) A 、3、5、4 B 、4、2、5 C 、5、3、2 D 、2、4、5

解析：由带电粒子在匀强磁场中的运动轨迹并结合左手定则可知，a 、b 、c 三个带电粒子分别带正、正、负电荷，而a 、b 、c 三个带电粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为r 1∶r 2∶r 3＝2∶3∶2，由R ＝m v qB 可知五个带电粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为1

2∶2∶3∶3∶2，

所以a 、b 、c 三个带电粒子分别是编号2、4、5三个，D 正确、 答案：D

二、多项选择题(本题共4小题，每小题7分，共计28分，每小题有多个选项符合题意，全部选

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