作業(yè)（三）滿分：50分一、單項選擇題：每題4分，共24分。1．如圖所示，在赤道處，將一小球向東水平拋出，落地點為a．使小球帶上電荷后，仍以原來的速度拋出，考慮地磁場的影響，下列說法正確的是()A．無論小球帶何種電荷，小球落地時的速度的大小不變B．無論小球帶何種電荷，小球在運動過程中機械能不守恒C．若小球帶負電荷，小球會落在a點的右側(cè)D．若小球帶正電荷，小球仍會落在a點2．（2024·重慶萬州·階段練習）如圖示，正方形區(qū)域abcd中充滿勻強磁場，磁場方向垂直紙里．一個氫核從ad邊的中點m沿著既垂直于ad邊又垂直于磁場的方向，以一定速度射入磁場，正好從ab邊中點n射出磁場．若將磁場的磁感應(yīng)強度變?yōu)樵瓉淼?倍，其他條件不變，則這個氫核射出磁場的位置是A．在b、n之間某點 B．在n、a之間某點C．就從a點射出 D．在a、m之間某點3．3．（2024·重慶沙坪壩·階段練習）如圖所示的虛線框為一長方形區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)有一垂直于紙面向里的勻強磁場，一束電子以不同的速率從O點垂直于磁場方向、沿圖中方向射入磁場后，分別從a、b、c三點射出磁場，比較它們在磁場中的運動時間ta、tb、tc，其大小關(guān)系是（）A．ta<tb<tc B．ta＝tb＝tc C．ta＝tb>tc D．ta<tb=tc4.（2024·江西南昌·階段練習）如圖所示，a和b是從A點以相同的速度垂直磁場方向射入勻強磁場的兩個粒子運動的半圓形徑跡，已知兩個粒子帶電量相同，且ra=2rb，不計重力的影響，則由此可知

（

）A．兩粒子均帶正電，質(zhì)量比B．兩粒子均帶負電，質(zhì)量比C．兩粒子均帶正電，質(zhì)量比D．兩粒子均帶負電，質(zhì)量比5．5.（2025·江蘇鹽城·階段練習）下列四幅圖分別是等離子體發(fā)電機、質(zhì)譜儀、回旋加速器、速度選擇器的示意圖，進入裝置的帶電粒子重力均不計，下列說法正確的是（）A．圖甲中板是電源的負極B．圖乙中粒子打在照相底片上的位置越靠近，粒子的比荷越小C．圖丙中若增大回旋加速器的加速電壓，粒子獲得的最大動能增大D．圖丁中從左側(cè)射入的帶電粒子，若能沿直線射出，其速度大小為6．（2025·河南鄭州·期中）如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)存在著垂直于紙面向外的勻強磁場，比荷相同的兩個粒子沿直徑AB方向從A點射入磁場中，分別從圓弧上的P、Q兩點射出，下列說法正確的是（）

A．從P點射出的粒子與從Q點射出的粒子在磁場中運動軌道半徑之比為3∶1B．從P點射出的粒子與從Q點射出的粒子在磁場中做勻速圓周運動周期之比為2∶1C．從P點射出的粒子與從Q點射出的粒子在磁場中速率之比為1∶3D．兩粒子分別從A到P、Q經(jīng)歷時間之比為3∶1二、多項選擇題：每題6分，共12分。7．（2025·重慶萬州·階段練習）如圖所示，半徑為的圓形區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為，點是圓心，是磁場邊界上的最低點。大量質(zhì)量均為、電荷量為的帶電粒子，以相同的速率從點沿紙面內(nèi)的各個方向射入磁場區(qū)域。已知粒子在磁場中做圓周運動的軌跡半徑為圓形區(qū)域水平直徑的兩個端點，粒子的重力、空氣阻力和粒子間的相互作用均不計，則下列說法正確的是（）A．若，則粒子在磁場中運動的最長時間為B．若，則從點有沿水平方向射出磁場的粒子C．若，則圓周上有一半?yún)^(qū)域有粒子射出D．若，則與連線成角偏右側(cè)進入磁場的粒子在磁場中經(jīng)歷的時間為8．（2025·湖南永州·期末）如圖所示，直線MN與水平方向成30°角，MN的右上方存在垂直紙面向外，磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場，左下方存在垂直紙面向里磁感應(yīng)強度大小為的勻強磁場。一粒子源位于MN上的a點，能水平向右發(fā)射不同速率、質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電同種粒子（重力不計，粒子間的相互作用不計），所有粒子均能通過MN上的b點，已知，則粒子的速度可能是（）A． B．C． D．三、非選擇題：共14分。9．（5分）（2025·河南開封·階段練習）如圖，真空區(qū)域有寬度為L、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，方向如圖所示，MN、PQ是磁場的邊界。質(zhì)量為m、電荷量為q的正電荷粒子（不計重力）沿著與MN夾角為60°的方向射入磁場中，剛好沒能從PQ邊界射出磁場。求：(1)粒子射入磁場時的速度大??；(2)粒子在磁場中運動的時間。10．（9分）（2025·北京平谷·階段練習）磁聚焦技術(shù)是高能物理學中的一種重要技術(shù)，用于將高能粒子束聚焦到某一特定位置，以便進行精確的實驗研究?，F(xiàn)有電子射入圓形勻強磁場區(qū)域，當滿足一定條件時，這些電子就會匯聚于同一點。已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，忽略電子所受重力和電子間的相互作用。(1)如圖1所示，在xOy平面內(nèi)，有一半徑為R、中心位于原點O的圓形勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向里，P、Q為圓形磁場區(qū)域的邊界與坐標軸的交點。電極K發(fā)出電子（初速度不計），經(jīng)過電壓為U的加速電場后，由小孔S沿PO方向射入圓形磁場區(qū)域，并從Q點射出磁場。a.求電子從加速電場射出時的速度v0的大??；b.求磁感應(yīng)強度B的大小。(2)將（1）中的電子發(fā)射裝置換成如圖2所示的電子源，電子源能持續(xù)不斷地沿y軸正方向以相同的速度v0發(fā)射電子，形成寬，在x軸方向均勻分布且關(guān)于y軸對稱的電子流。這些電子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后均從Q點射出磁場。求電子流從Q點射出時與x軸方向的夾角θ的范圍。參考答案1.答案：A解析：無論小球帶何種電荷，小球在磁場中運動時受洛倫茲力方向與速度垂直，則洛倫茲力不做功，只有重力做功，機械能守恒，則落地時的速度的大小不變，A正確，B錯誤；若小球帶負電荷，根據(jù)左手定則可知小球受斜向左下方的洛倫茲力，這樣小球偏折程度更大，會落在a的左側(cè)，C錯誤；若小球帶正電荷，根據(jù)左手定則可知小球受斜向右上方的洛倫茲力，這樣小球會飛得更遠，落在a點的右側(cè)，D錯誤．2.答案：C解析：設(shè)邊長為a，則從n點射出的粒子其半徑恰好為；由牛頓第二定律可得，當磁感應(yīng)強度變?yōu)樵瓉淼?倍時，由，得，故粒子應(yīng)從a點穿出；答案：C解析：電子在磁場中做圓周運動的周期，則電子在磁場中運動的時間為，與速度無關(guān)，故在磁場中運動的時間取決于圓心角的大小。由幾何關(guān)系可知，，C正確；4.答案：B解析：兩粒子進入磁場后均向下偏轉(zhuǎn)，可知在A點，均受到向下的洛倫茲力，由左手定則可知，四指所指的方向與運動方向相反，得知兩個粒子均帶負電；在磁場中由洛倫茲力提供向心力，則有，得，因a、b進入磁場的速度相同，電量也相同，又在同一磁場運動，故.5.答案：A解析：根據(jù)左手定則可以判斷等離子體中正電荷向B極板偏轉(zhuǎn)，負電荷向A極板偏轉(zhuǎn)，故A為電源負極，A正確；電荷在電場中加速，由動能定理可得，到磁場后，又由，解得，即比荷越大，d越小，B錯誤；回旋加速器的最大速度由D型盒的半徑?jīng)Q定，C錯誤；圖丁中從左側(cè)射入的帶電粒子，若能沿直線射出，則有，則速度大小為,D錯誤；6.答案：A解析：做出帶電粒子運動軌跡如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系可知，到達P點的粒子在磁場中轉(zhuǎn)過的角度為，到達Q點的粒子在磁場中轉(zhuǎn)過的角度為，設(shè)圓形磁場的半徑為R，根據(jù)幾何關(guān)系可得，，解得，A正確；帶電粒子做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，得圓周運動半徑，圓周運動周期，周期與粒子速度無關(guān)，只與粒子比荷和磁感應(yīng)強度有關(guān)，所以從P點射出的粒子與從Q點射出的粒子在磁場中做勻速圓周運動周期相同，B錯誤；帶電粒子做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，解得，從P點射出的粒子與從Q點射出的粒子在磁場中運動軌道半徑之比為3∶1，可知速度之比也為3:1，C錯誤；兩粒子圓周運動周期相同，到達P點的粒子在磁場中轉(zhuǎn)過的角度為，到達Q點的粒子在磁場中轉(zhuǎn)過的角度為，可得，，得，D錯誤。7.答案：AC解析：根據(jù)洛倫茲力提供向心力有，要使帶電粒子在圓形磁場中的運動時間最長，則粒子圓周運動的軌跡應(yīng)以磁場圓直徑為弦，則粒子的運動軌跡如圖，由幾何關(guān)系知，此軌跡在磁場中的偏轉(zhuǎn)角為60°，所以最長時間為，A正確；若粒子能從A點水平射出磁場，則在A點作速度方向的垂線，再作AP兩點的中垂線，交點即為圓心，此時圓周運動的半徑r≠2R，如圖所示，B錯誤；若r=R，以P為圓心，R為半徑畫圓，通過幾何關(guān)系可知，粒子只能從圓弧AMC（M為PO延長線與磁場邊界的交點）射出，即圓周上有一半?yún)^(qū)域有粒子射出，故C正確；若r=R，與OP連線成30°角偏右側(cè)進入磁場的粒子，其軌跡所對的圓心角為120°，運動時間，D錯誤。8.答案：AC解析：粒子可能在兩個磁場間做多次運動，畫出粒子可能的軌跡，如圖所示，粒子對應(yīng)的圓心角均為60°，根據(jù)洛倫茲力提供向心力有，設(shè)粒子在右側(cè)部分磁場中的運動半徑為，可知粒子在左側(cè)磁場中的半徑為，若粒子運動奇數(shù)段圓弧經(jīng)過b點，有（n=0，1，2……），若粒子運動偶數(shù)段圓弧經(jīng)過b點，有（n=1，2……），根據(jù)洛倫茲力提供向心力有，所以，或滿足題意。9.答案：(1)(2)解析：（1）粒子到達PQ邊界時速度方向與邊界線相切，如圖所示則根據(jù)幾何關(guān)系可知，粒子在磁場中做圓周運動，洛倫茲力提供向心力，解得由粒子運動軌跡可知粒子轉(zhuǎn)過的圓心角為240°，粒子在磁場中運動的周期為，粒子在磁場中運動的時間為。10.答案：(1)(2)-45°≤θ≤45°解析：（1）a由動能定理，得b．電子在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運動，運動軌跡如答圖