2016届高考物理(人教版)第一轮复习课时作业 x3-1-8-2磁场对运动电荷的作用 Word版含答案

F， 在 实 验
F1 和 F2 的 大 小 和 夹 角 ， 再 重 复 实 验 两
F 与 F′是 否 在 实 验 误 差 允 许 的 范 围 内 相 等 。
必考内容 第二章
第 4讲
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数 据 处 理 用两个弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使 橡 皮 条 伸 长 ， 结 点 到 达 某 一 位 置 O后 ， 需 用 铅 笔 记 录 下 O点
6． 根 据 所 测 数 据 在 坐 标 纸 上 描 点 ， 最 好 以 弹 簧 弹 力 为 纵 坐 标 ， 以 弹 簧 的 伸 长 量 为 横 坐 标 。 7． 按 照 图 中 各 点 的 分 布 与 走 向 ， 尝 试 作 出 一 条 平 滑 的 曲 线(包 括 直 线 )， 所 画 的 点 不 一 定 正 好 都 在 这 条 曲 线 上 ， 但 要 注 意 使 曲 线 两 侧 的 点 数 大 致 相 同 。 8． 以 弹 簧 的 伸 长 为 自 变 量 ， 写 出 曲 线 所 代 表 的 函 数 ， 首 先 尝 试 一 次 函 数 ， 如 果 不 行 则 考 虑 二 次 函 数 。 9． 解 释 函 数 表 达 式 中 常 数 的 物 理 意 义 。
探 究 弹 力 与 弹 簧 伸 长 量 的 关 系
实 验 目 的 1． 探 究 弹 力 与 弹 簧 伸 长 的 定 量 关 系 。 2． 学 会 利 用 图 象 研 究 两 个 物 理 量 之 间 的 关 系 的 方 法 。
必考内容 第二章
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实 验 原 理 1．如 图 所 示 ， 弹 簧 在 下 端 悬 挂 钩 码 时 会 伸 长 ， 平 衡 时 弹 簧 产 生 的 弹 力 与 所 挂 钩 码 的 重 力 大 小 相 等 。

高考物理一轮复习 第八章磁场第2讲 磁场对运动电荷的作用课时训练 人教版第2讲 磁场对运动电荷的作用一、选择题（本题共10小题，共70分）1．(2011·广东高三调研)如图8－2－22所示，重力不计、初速度为v的正电荷，从a 点沿水平方向射入有明显左边界的匀强磁场，磁场方向水平向里，若边界右侧的磁场范围足够大，该电荷进入磁场后( )A ．动能发生改变B ．运动轨迹是一个完整的圆，正电荷始终在磁场中运动C ．运动轨迹是一个半圆，并从a 点上方某处穿出边界向左射出D ．运动轨迹是一个半圆，并从a 点下方某处穿出边界向左射出解析：洛伦兹力不做功，电荷的动能不变，A 项不正确；由左手定则，正电荷受到的洛伦兹力的方向向上，电荷在匀强磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹 是一个半圆，并从a 点上方某处穿出边界向左射出，B 、D 两项不正确，C 项正确． 答案：C2．如图8－2－23，没有磁场时，显像管内电子束打在荧光屏 正中的O 点，加磁场后电子束打在荧光屏O 点上方的P点，则所加磁场的方向可能是 ( )A ．垂直于纸面向内B ．垂直于纸面向外C ．平行于纸面向上D ．平行于纸面向下解析：电子受到的洛伦兹力的方向向上，由左手定则，可判定磁场方向可能垂直于纸面向外，B 项正确．答案：B3．(2011·北京崇文区调研)如图8－2－24所示，一带电粒子垂直射入一垂直纸面向里自左向右逐渐增强的磁场中，由于周围气体的阻尼作用，其运动径迹为一段圆弧线，则从图中可以判断(不计重力) ( )A ．粒子从A 点射入，速率逐渐减小B ．粒子从A 点射入，速率逐渐增大C ．粒子带负电，从B 点射入磁场D ．粒子带正电，从A 点射入磁场解析：由于空气有阻尼作用，粒子运动速率一定减小，由R ＝mv qB知，v 逐渐减小，而R 却保持不变，B 一定逐渐减小，所以A 正确．粒子以洛伦兹力作圆周运动的向心力，根 据左手定则判断，D 正确．答案：AD4．如下图所示，在y ＞0的区域内存在匀强磁场，磁场垂直于图中的xOy 平面向外，原点O 图8－2－22 图8－2－23 图8－2－24处有一离子源，沿各个方向射出速率相等的同价负离子，对于进入磁场区域的离子，它 们在磁场中做圆周运动的圆心所在的轨迹，可用下图给出的四个半圆中的一个来表示， 其中正确的是 ()解析：磁场垂直xOy 平面向外并位于y 轴上方，离子带负电，利用左手定则判断出离子 运动方向，并画出草图找出圆心，可判断出C 图是正确的．答案：C5．如图8－2－25所示为圆柱形区域的横截面，在该区域加沿圆柱轴线 方向的匀强磁场．带电粒子(不计重力)第一次以速度v 1沿截面直径入射，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转60°角；该带电粒子第二次以速度v 2从同一点沿同一方向入射，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转90°角．则带电粒子第一次和第二次在磁场中运动的( )A ．半径之比为3∶1B ．速度之比为1∶ 3C ．时间之比为2∶3D ．时间之比为3∶2答案：AC6．(2011·北京西城模拟)如图8－2－26所示，在x 轴上方的空间存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B .许多相同的离子，以相同的速率v ，由O 点沿纸面向各个方向(y >0)射入磁场区域．不计离子所受重力，不计离子间的相互影响．图中曲线表示离子运动的区域边界，其中边界与y 轴交点为M ，边界与x 轴交点为N ，且OM ＝ON ＝L .由此可判断 ( )A ．这些离子是带负电的B ．这些离子运动的轨道半径为LC ．这些离子的荷质比为q m ＝v LBD ．当离子沿y 轴正方向射入磁场时会经过N 点解析：根据左手定则，离子带正电，A 项错误；由题图可知，粒子轨道半径为12L ，B 项 错误；再根据qvB ＝mv 212L ，q m ＝2v LB ，C 项错误；由于ON ＝L ，粒子半径为12L ，ON 恰好为 粒子圆周运动直径，故D 项正确．答案：D7．在x 轴上方有垂直于纸面的匀强磁场，同一种带电粒子从O点射入磁场，当入射方向与x 轴的夹角α＝60°时，速度为v 1、v 2的两个粒子分别从a 、b 两点射出磁场，如图8－2－27所示，当α＝45°时，为了使粒子从ab 的中点c 射出磁场，图8－2－25 图8－2－26 图8－2－27则速度应为 ( ) A.12(v 1＋v 2) B.64(v 1＋v 2) C.33(v 1＋v 2) D.66(v 1＋v 2) 解析：由几何关系可知x Oa ＝3R 1＝3mv 1qB ，x Ob ＝3R 2＝3mv 2qB ，x Oc ＝2R 3＝ 2mv 3qB ，又x Oc ＝x Oa ＋x Ob2，联立可得v 3＝64(v 1＋v 2)． 答案：B8．如图8－2－28所示，垂直于纸面向里的匀强磁场分布在正方形abcd 区域内，O 点是cd 边的中点．一个带正电的粒子仅在磁场力的作用下，从O 点沿纸面以垂直于cd 边的速度射入正方形内，经过时间t 0刚好从c 点射出磁场．现设法使该带电粒子从O 点沿纸面以与Od 成30°角的方向，以大小不同的速率 射入正方形内，那么下列说法中正确的是( )A ．若该带电粒子在磁场中经历的时间是53t 0，则它一定从cd 射出磁场 B ．若该带电粒子在磁场中经历的时间是23t 0，则它一定从ad 边射出磁场 C ．若该带电粒子在磁场中经历的时间是54t 0，则它一定从bc 边射出磁场 D ．若该带电粒子在磁场中经历的时间是t 0，则它一定从ab 边射出磁场解析：作出粒子刚好从ab 边射出的轨迹①、刚好从bc 边射出的轨迹②、从cd 边射出的轨迹③和从ad 边射出的轨迹④.由题意可推知，该带电粒子在磁场中做圆周运动的周期是2t 0.结合图可知，从ab 边射出经历的时间一定不大于5t 0/6；从bc 边射出经历的时间一定不大于4t 0/3；从cd 边射出经历的时间一定是5t 0/3；从ad 边射出经历的时间一定不大于t 0/3.答案：AC9．(2011·江苏单科，9)如图8－2－29所示，在匀强磁场中附加另一匀强磁场，附加磁场位于图中阴影区域，附加磁场区域的对称轴OO ′与SS ′垂直．a 、b 、c 三个质子先后从S 点沿垂直于磁场的方向射入磁场，它们的速度大小相等，b 的速度方向与SS ′垂直，a 、 c 的速度方向与b 的速度方向间的夹角分别为α、β，且α>β.三个质子经过附加磁场区域后能到达同一点S ′，则下列说法中正确的有( ) 图8－2－28图8－2－29A．三个质子从S运动到S′的时间相等B．三个质子在附加磁场以外区域运动时，运动轨迹的圆心均在OO′轴上C．若撤去附加磁场，a到达SS′连线上的位置距S点最近D．附加磁场方向与原磁场方向相同解析：带电粒子在磁场中的回旋时间与回旋角成正比．由题图知φc>φb>φa可知t c>t b>t a，A选项错误．三个质子在匀强磁场中轨道半径相等，即S到圆心的距离相等，所以三个圆心不可能都出现在OO′轴上，B项错误；若撤去附加磁场后，b质子经半圆打在SS′连线最远，a质子初速度方向与SS′线夹角最小，落点最近，故C项正确．圆心都在弧线一侧，所以附加磁场与原磁场方向相同，D项正确．答案：CD10．如图8－2－30所示，纸面内有宽为L水平向右飞行的带电粒子流，粒子质量为m，电荷量为－q，速率为v0，不考虑粒子的重力及相互间的作用，要使粒子都汇聚到一点，可以在粒子流的右侧虚线框内设计一匀强磁场区域，则磁场区域的形状及对应的磁感应强度可以是(其中B0＝mv0qL，A、C、D选项中曲线均为半径是L的14圆弧，B选项中曲线为半径是L2的圆)解析：带电粒子进入磁场中做圆周运动，圆周运动的半径R＝mv0Bq，A、B、C对应的半径R＝L，D图对应的半径为L2.粒子的初速度都相同，相当于以初速度的方向为切线，以粒子进入磁场的点为切点来画半径已知的圆，圆弧和磁场边界的交点为出射点，由数学知识可以证明A图的粒子的出射点恒为两个圆弧右下方的交点，故A正确．B、C、D对应的粒子的出射点都不相同．答案：A二、非选择题（第11题15分，第12题15分）11．如图8－2－31在真空中，半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在此区域外围足够大空间有垂直纸面向内的磁感应强度大小也为B的匀强磁场，一个带电粒子从边界上的P点沿半径向外，以速度v0进入外围磁场，已知带电粒子质量m＝2×10－10kg，带电荷量q＝5×10－6C，不计重力，磁感应强度的大小B＝1 T，粒子运动速度v0＝5×103 m/s，圆形区域半径R＝0.2 m图8－2－30图8－2－31(1)试画出粒子运动轨迹；(2)求出粒子第一次回到P 点所需时间(计算结果可以用π表示)．解析：(1)由洛伦兹力提供向心力有：qv 0B ＝mv 20r解得：r ＝0.2 m ＝R轨迹如答案图所示(2)粒子做圆周运动的周期为T ＝2πr v 0＝8π×10－5 s 则粒子第一次回到P 点所需时间为t ＝2T ＝16π×10－5s.答案：(1)(2)16π×10－5s12．(2011·天津模拟)在图8－2－32甲中，带正电粒子从静止开始经过电势差为U 的电场加速后，从G 点垂直于MN 进入偏转磁场，该偏转磁场是一个以直线MN 为上边界、方向 垂直于纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B ，带电粒子经偏转磁场后，最终到 达照相底片上的H 点，如图甲所示，测得G 、H 间的距离为d ，粒子的重力可忽略不计．图8－2－32(1)设粒子的电荷量为q ，质量为m ，求该粒子的比荷q m；(2)若偏转磁场的区域为圆形，且与MN 相切于G 点，如图8－2－32乙所示，其他条件 不变．要保证上述粒子从G 点垂直于MN 进入偏转磁场后不能打到MN 边界上(MN 足够 长)，求磁场区域的半径应满足的条件．解析：(1)带电粒子经过电场加速，进入偏转磁场时速度为v ，由动能定理qU ＝12mv 2① 进入磁场后带电粒子做匀速圆周运动，轨道半径为r ，qvB ＝m v 2r② 打到H 点有r ＝d 2③ 由①②③得q m ＝8U B 2d 2. (2)要保证所有带电粒子都不能打到MN 边界上，带电粒子在磁场中运动偏角小于90°， 临界状态为90°.如图所示，磁场区半径R ＝r ＝d2所以磁场区域半径满足 R ≤d 2. 答案：(1)8U B 2d 2 (2)R ≤d2。

①物体的 形状；②物 体 的
质量分布
( 2 ) 确 定 方 法 ：
悬 挂 法
注 意 ： 重 心 的 位 置 不 一 定 在 物 体 上
必考内容
第二章
第 1讲
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归 纳 领 悟 1．重 力 与 万 有 引 力 的 联 系 ( 1 ) 如 图 所 示 为 地 面 上 物 体 所 受 重 力 的 示 意 图 。
)， 万 有 引 力 方 向 指 向 地 心 ， (只 有 在 两 极 或 赤 道 上 的 物 体 )，故B错 。 在 赤 道 上 ， 物 体
所 受 的 重 力 等 于 万 有 引 力 与 物 体 随 地 球 运 动 的 向 心 力 之 差 ， 而 在 赤 道 上 向 心 力 最 大 ， 在 地 球 各 纬 度 物 体 所 受 万 有 引 力 大 小 相 同 ， 分 析 可 知 物 体 在 赤 道 上 受 的 重 力 最
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第二章
第 1讲
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4． 力 的 三 要 素 ： 5． 力 的 表 示 方 法 ：
用 点 。 ( 1 ) 大小；( 2 ) 方向 ；( 3 ) 作
( 1 ) 力 的 图 示 ； ( 2 ) 物 体 受 力 的 示 意 图 。
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第二章
第 1讲
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必考内容 第二章 第 1讲
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小，故C对 ， 在 弹 簧 秤 和 物 体 都 静 止 或 匀 速 运 动 时 ， 测 出 的 示 数 才 等 于 物 体 的 重 力 ， 若 弹 簧 秤 拉 着 物 体 加 速 上 升 或 下 降 ， 则 弹 簧 秤 的 示 数 不 等 于 重 力 ， 故 D错。

3．洛伦兹力的方向 (1)左手定则 磁感线垂直穿过 手心 正电荷运动 的方向或_______ 负电荷 运动的反方向 四指指向____________ 大拇指指向 即为运动电荷所受洛伦兹力 的方向
B与v ________
不做功 ． 与速度方向垂直，故洛伦兹力__________
上述条件可求得( ) A．带电粒子的荷质比
B．带电粒子在磁场中运动的周期
C．带电粒子在磁场中运动的半径 D．带电粒子的初速度
图8－2－3
【答案】AB
2R 2πr 【解析】没有磁场时，t＝ v ，有磁场时，T＝ v ，r＝ 3 mv 2R R，则知 T＝ 3πt，选项 B 正确；由 v＝ t ，r＝ 3R＝ qB ，则 q 2 3 粒子的荷质比m＝ ，选项 A 正确；因磁场这域半径未知，r、 3Bt v 不可求，选项 C、D 错误．
【跟踪训练】 1．(单选)设匀强磁场的方向沿 z轴正向，带负电的运动粒 子在磁场中受洛伦兹力 f 作用的方向沿 y 轴正向，如图 8 － 2－ 2 所示，则该粒子的速度方向为( A．一定沿x轴正向 )
B．一定沿x轴负向
C．可能在xOz平面内 D．可能在xOy平面内 【答案】C 图8－2－2
【解析】电荷的运动方向与磁场可以不垂直，但洛伦兹力 方向一定和电荷运动方向垂直，也和磁场方向垂直，即和电荷 运动方向与磁场组成的平面垂直． f⊥B 、 f⊥v 、 f⊥Bv 组成的
对洛伦兹力的理解 1．洛伦兹力的特点 (1)洛伦兹力的方向与电荷运动的方向和磁场方向都垂直，
即洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷速度方向和磁场方向确
定的平面． (2)当电荷运动速度的大小和方向发生变化时，洛伦兹力的
大小和方向也随之改变．
(3)洛伦兹力不做功，只改变带电粒子的运动方向．