人教10.2 磁场对运动电荷的作用（练）--2023年高考物理一轮复习讲练测（全国通用）（解析版）.docx

专题10.2 磁场对运动电荷的作用
一、单选题
1．如图所示，在圆形边界的磁场区域，氕核H和氘核H先后从P点沿圆形边界的直径入射，从射入磁场到射出磁场，氕核H和氘核H的速度方向分别偏转了90°和120°角，已知氕核H在磁场中运动的时间为，轨迹半径为，则（　　）
A．氘核H在该磁场中运动的时间为 B．氘核H在该磁场中运动的时间为
C．圆形磁场的半径为 D．氘核H在该磁场中运动的轨迹半径为
【答案】D
【解析】
AB．原子核在磁场中做匀速圆周运动的周期
两核在磁场中运动时间
将两核比荷比为2:1、圆心角之比为带入可得氘核在该磁场中运动的时间为
故AB错误；
CD．由题意，作出两核在磁场中的运动轨迹示意图如下
设磁场圆半径为r，氘核在磁场中运动的轨迹半径为R2，氕核和氘核的轨迹圆圆心分别为、，由几何关系可得
可得
故C错误，D正确。
故选D。
2．如图所示，左右边界a、b内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，O点到边界a的距离与a到b的距离相等，质量为m、电荷量为q的带电粒子从O点射出，速度大小为、方向与磁场边界a夹角为，从a边界射入后，垂直于b边界射出，粒子重力不计，以下判断正确的是（　　）
A．带电粒子带正电 B．带电粒子出磁场时速度大小为
C．a、b边界的距离等于 D．粒子从O运动到b边界的时间为
【答案】D
【解析】
A．结合题意，粒子的运动轨迹为
根据左手定则，可知该粒子带负电，故A错误；
B．洛伦兹力不做功，因此带电粒子出磁场的速度大小仍为，故B错误；
C．设a、b边界的距离为d，根据几何关系可知，圆周运动的半径为
根据洛伦兹力提供向心力
解得
故C错误；
D．粒子在磁场中做圆周运动的周期为
因此粒子总的运动的时间为
故D正确。
故选D。
3．如图所示，圆形区域内存在垂直纸面的匀强磁场，一带电粒子垂直磁场对准圆心从a点射入，从b点射出，下列说法正确的是（　　）
A．粒子带正电
B．粒子在b点速率大于在a点速率
C．若仅减小入射速率，则粒子从bc间射出
D．若仅减小入射速率，则粒子从ab间射出
【答案】D
【解析】
A．由题可知，粒子向右偏转，根据左手定则，粒子应带负电，故A错误；
B．由于洛伦兹力不做功，所以粒子动能不变，即粒子在b点速率与a点速率相等，故B错误；
CD．由
可得
若仅减小入射速率，粒子运动半径减小，则粒子从ab间射出，故C错误，D正确。
故选D。
4．如图所示半圆形区域内，有垂直纸面向里的匀强磁场，一带电粒子第一次以v0的速度对准圆心O垂直直径射入匀强磁场，粒子从该磁场中射出且向下偏转，偏转角度为60°，然后该带电粒子第二次以v0的速度还是对准圆心O垂直直径射入匀强磁场，忽略粒子受到的重力，则下面说法中正确的是（已知sin37°=0.6）（　　）
A．粒子带正电
B．粒子第二次的偏转角度为74°
C．粒子第一次与第二次在磁场中的运动时间之比是6∶5
D．如果粒子的速度过小，可能会出现粒子不能射出磁场的情况
【答案】B
【解析】
A．根据左手定则可知粒子带负电，故A错误。
B．如图1所示，第一次偏转角度为60°，由几何关系求得粒子的轨迹半径等于半圆的半径。第二次的情况，如图2所示
速度变为原来的，则根据
可知，其轨迹半径也变为原来的。根据几何知识可得
求得
α=37°
故
β=2α=74°
故B正确；
C．根据
可知两次粒子运动的周期相等，则时间之比等于粒子轨迹对应的圆心角之比，故C错误；
D．如果粒子的速度过小，其轨迹半径也小，但是可以从磁场的左侧射出磁场，故D错误。
故选B。
5．地磁场能有效抵御宇宙射线的侵入。赤道剖面外的地磁场可简化为包围地球的一定厚度的匀强磁场，方向垂直该剖面，如图所示。图中给出了速度在图示平面内、分别从O点沿与地面平行和与地面垂直两个不同方向入射的微观带电粒子（不计重力）在地磁场中的三条运动轨迹a、b、c，且它们都恰不能到达地面，则下列相关说法中正确的是（　　）
A．沿a轨迹运动的粒子带正电
B．若沿a、c两轨迹运动的是相同的粒子，则沿轨迹a运动的粒子的速率更大
C．某种粒子运动轨迹为a，若它速率不变，只改变射入地磁场的方向，则只要其速度在图示平面内，无论沿什么方向入射，都会到达地面
D．某种粒子运动轨迹为b，若它以相同的速率在图示平面内沿其他方向入射，则有可能到达地面
【答案】D
【解析】