2022届高考物理一轮复习电场、磁场专项小练（7）

2022届高考物理一轮复习电场、磁场

专项小练（7）

一、单选题

1.如图所示,曲线为气泡室中某放射性物质发生衰变放出的部分粒子的轨迹,气泡室中磁感应强度方向垂直纸面向里.以下判断可能正确的是(   )

A.为β粒子的轨迹 B.为γ粒子的轨迹

C.为α粒子的轨迹 D.为β粒子的轨迹

2.实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图.则(   )

A.轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外 B.轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外

C.轨迹1是新核的，磁场方向垂直面向里 D.轨迹2是新核的，磁场方向垂直面向里

3.一个静止的放射性同位素的原子核衰变成，另一个也静止的天然放射性原子核衰变成，在同一磁场中得到衰变后粒子的运动轨迹1、2、3、4，如图所示，则这四条运动轨迹对应的粒子依次是(   )

A.电子、、、正电子 B.、电子、正电子、

C.、正电子、电子、 D.正电子、、、电子

4.如图所示，边长为L的正方形区域abcd中，ab、cd位置放置两块平行金属板，初始时平行金属板不带电，区域内充满垂直纸面的匀强磁场（未画出），磁感应强度大小为B，带电粒子质量为m、电荷量为q，以某速度从ac边中点垂直磁场方向射入，粒子垂直打到cd板上；撤去磁场让金属板带上等量异种电荷，让粒子从原位置以原速度射入电场，粒子打到ab板上的位置与a点间的距离为，若电场、磁场同时存在，仍让粒子从原位置以原速度射入，不计粒子重力，则(   )

A.粒子打在ab板上的位置距射入位置更远些 B.粒子打在cd板上的位置距射入位置更远些

C.粒子做曲线运动从板间飞出 D.粒子做匀速直线运动

5.如图所示，a、b、c为三根与纸面垂直的固定长直导线，其截面位于等边三角形的三个顶点上，bc连线沿水平方向，导线中通有恒定电流，且，电流方向如图所示。O点为三角形的中心（O点到三个顶点的距离相等），其中通电导线c在O点产生的磁场的磁感应强度大小为。已知通电长直导线在周围空间某点产生磁场的磁感应强度大小，其中I为通电导线中的电流强度，r为该点到通电导线的垂直距离，k为常数，则下列说法正确的是(   )

A.O点处的磁感应强度大小为

B.O点处的磁感应强度大小为

C.质子垂直纸面向里通过O点时所受洛伦兹力的方向由O点指向c

D.电子垂直纸面向里通过O点时所受洛伦兹力的方向垂直Oc连线斜向左下方

6.下列各图中,运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是(   )

A. B. C. D.

7.带电油滴以水平速度垂直进入磁场,恰好做匀速直线运动,如图所示,若油滴质量为m,磁感应强度为B,则下列说法正确的是(   )

A.油滴必带正电荷,电荷量为 B.油滴必带负电荷,比荷

C.油滴必带负电荷,电荷量为 D.油滴带什么电荷都可以,只要满足

8.如图,三个完全相同的带正电的小球,从同一高度开始自由下落,其中a直接落地,b下落过程中经过一个水平方向的匀强电场区,c下落时经过一个水平方向的匀强磁场区,不计空气阻力,设它们落地的速度大小分别为,则(   )

A. B. C. D.

9.如图所示,三根通电长直导线互相平行,垂直纸面放置,其间距均为a,电流大小均为I,方向垂直纸面向里(已知电流为I的长直导线产生的磁场中,距导线r处的磁感应强度,其中k为常数).某时刻有一电子(质量为m、电荷量为e)正好经过坐标原点O,速度大小为v,方向沿y轴正方向,则电子此时所受磁场力(   )

A.方向垂直纸面向里,大小为 B.方向指向x轴正方向,大小为

C.方向垂直纸面向里,大小为 D.方向指向x轴正方向,大小为

10.如图甲,一带电物块无初速度地放在传送带底端,皮带轮以恒定大小的速率沿顺时针方向传动,该装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中,物块由底端E运动至皮带轮顶端F的过程中,其图像如图乙所示,物块全程运动的时间为4.5 s,关于带电物块及运动过程的说法正确的是(   )

A.该物块带负电

B.传送带的传动速度大小一定为1 m/s

C.若已知传送带的长度,可求出该过程中物块与传送带发生的相对位移

D.在2~4.5 s内,物块与传送带仍可能有相对运动

11.如图所示,方形玻璃管中有NaCl的水溶液,沿x轴正方向流动，沿y轴正向加恒定的匀强磁场B.图中是垂直于z轴方向上玻璃管的前后两内侧面,则(   )

A.a处电势低于b处电势

B.a处钠离子浓度大于b处钠离子浓度

C.溶液的上表面电势高于下表面的电势

D.溶液的上表面处的氯离子浓度大于下表面处的氯离子浓度

12.如图所示,在方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中,有一质量为m、电荷量为q的带正电小球由长度为L的绝缘细绳与悬点相连,将小球置于恰好使细绳水平伸直的位置并从静止释放.不计空气阻力,则对小球从释放到第一次到达最低点的过程,下列说法正确的是(   )

A.小球运动至最低点时速度为

B.小球在运动过程中受到的洛伦兹力方向始终与细绳垂直

C.小球在运动过程中受到的洛伦兹力的瞬时功率先增大,后减小

D.小球在运动至最低点时细绳对小球的拉力大小为

二、多选题

13.如图,下端封闭、上端开口、内壁光滑的细玻璃管竖直放置,管底有一带电的小球.整个装置以水平向右的速度匀速运动,垂直于磁场方向进入方向水平的匀强磁场,由于外力的作用,玻璃管在磁场中的速度保持不变,最终小球从上端开口飞出,小球的电荷量始终保持不变,则从玻璃管进入磁场到小球运动到上端开口的过程中(   )

A.洛伦兹力对小球做正功 B.洛伦兹力对小球不做功

C.小球的运动轨迹是抛物线 D.小球的运动轨迹是直线

14.如图，在光滑水平面上方存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向内的匀强磁场，质量为m、足够长的绝缘不带电木板A上放着一带电荷量为、质量为的物块B，物块与木板间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。现对A施加一个大小为、方向水平向右的恒力F，系统由静止开始运动，则在物块离开A之前，下列图象正确的是(   )

A. B. C. D.

三、计算题

15.一个质量m=0.1g的小滑块，带有q=的电荷，放置在倾角的光滑斜面上(斜面绝缘)，斜面置于B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示小滑块由静止开始沿斜面下滑，其斜面足够长，小滑块滑至某一位置时，要离开斜面问：

​

（1）小滑块带何种电荷？

（2）小滑块离开斜面时的瞬时速度多大？

（3）该斜面的长度至少多长？

参考答案

1.答案：D

解析：γ射线是不带电的光子流,在磁场中不偏转,选项B错误;α粒子为氦核,带正电,由左手定则知受到向上的洛伦兹力,向上偏转,选项C错误;β粒子是电子,带负电,由左手定则知受到向下的洛伦兹力,向下偏转,选项A错误,D正确.

2.答案：D

解析：原子核发生β衰变时，根据动量守恒定律可知新核和电子的速度方向相反，动量的方向相反，大小相等.由轨迹半径公式可知，r与电荷量成反比，电子与新核的电荷量大小分别为e和ne（n为新核的电荷数），则电子与新核的轨迹半径之比为，所以半径大的轨迹1是衰变后电子的轨迹，轨迹2是新核的.新核沿逆时针方向运动，在A点受到的洛伦兹力提供向心力，由左手定则可知，磁场的方向垂直纸面向里.由以上分析可知，选项D正确.

3.答案：B

解析：放射性原子核放出正电子时，正粒子与反冲核的速度方向相反，而电性相同，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相反，两个粒子的轨迹应为外切圆.而放射性原子核放出电子时，电子与反冲核的速度方向相反，而电性相反，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相同，两个粒子的轨迹应为内切圆.放射性原子核放出粒子时，两带电粒子的动量守恒，由轨迹半径，可得轨迹半径与电荷量成反比，而正电子和电子的电荷量比反冲核的电荷量小，则正电子和电子的轨迹半径比反冲核的轨迹半径都大，故运动轨迹1、2、3、4依次对应的粒子是、电子、正电子、，B正确.

4.答案：D

解析：本题考查带电粒子在电磁场中的偏转问题。粒子在磁场中做圆周运动，轨道半径，得，粒子在电场中做类平抛运动，有，得，当两场共同存在时，电场力，洛伦兹力，粒子做匀速直线运动，A、B、C错误，D正确。

5.答案：A

解析：本题考查磁感应强度的叠加问题。根据右手螺旋定则可知，通电导线a在O点处产生的磁场平行于bc指向左方，通电导线b在O点处产生的磁场平行于ac指向右下方，通电导线c在O点处产生的磁场平行于ab指向左下方，根据公式可得，根据平行四边形定则可知，O点的合场强的方向平行于ab指向左下方，大小为，故A正确，B错误；根据左手定则，质子垂直纸面向里通过O点时所受洛伦兹力的方向垂直ab连线由c点指向O，故C错误；根据左手定则，电子垂直纸面向里通过O点时所受洛伦兹力的方向垂直ab连线由O点指向c，故D错误。

6.答案：B

解析：根据左手定则,A中F方向应向上,B中F方向应向下,故A错、B对.C中v∥B,F=0,故C错.D中F方向应水平向左,D错.

7.答案：A

解析：油滴水平向右做匀速直线运动,其所受的洛伦兹力必竖直向上,与重力平衡,根据左手定则可知,油滴带正电荷,其电荷量,故A正确,B、C、D错误.

8.答案：D

解析：根据题意可知,a球做自由落体运动,下落过程中只有重力做功;而b球除竖直方向受重力外,水平方向还受到电场力作用,由于b球在下落的过程中电场力也对小球做正功,故根据动能定理分析知b球的落地速度大于a球的落地速度;c球在下落过程中经过磁场,受到洛伦兹力作用,因洛伦兹力始终与速度方向垂直,对小球始终不做功,c球下落过程中只有重力对其做功,根据动能定理知c球下落的末动能与a球的末动能相等,即速度大小相等,综上可知A、B、C错误,D正确.

9.答案：A

解析：两根导线距离O点的距离相等,根据安培定则,在O点产生的磁感应强度方向相反,大小相等,合磁感应强度为零,所以O点实际磁感应强度等于R在O点产生的磁感应强度,根据安培定则,O点的磁感应强度方向沿x轴负方向,,磁感应强度的大小，根据左手定则，电子所受洛伦兹力方向垂直纸面向里,大小为.故A正确,B、C、D错误.

10.答案：D

解析：由题图乙可知,物块先做加速度减小的加速运动再做匀速运动,物块的最大速度是1 m/s.对物块进行受力分析可知,开始时物块受到重力、支持力和摩擦力的作用,设动摩擦因数为,沿斜面的方向有;物块运动后,又受到洛伦兹力的作用,加速度逐渐减小,可知一定是逐渐减小,即洛伦兹力的方向与相同.物块沿传送带向上运动,由左手定则可知,物块带正电,故A错误.由可知,只要传送带的速度大于等于1 m/s,则物块达到最大速度1 m/s后受力平衡,与传送带的速度无关,所以传送带的速度可能等于1 m/s,也可能大于1 m/s,物块最终可能相对于传送带静止,也可能相对于传送带运动,故B错误,D正确.由以上的分析可知,传送带的速度不能确定,所以不能求出该过程中物块与传送带发生的相对位移,故C错误.

11.答案：B

解析：溶液中的正、负离子沿x轴正向移动，由左手定则可知运动的正离子受到沿z轴正向的洛伦兹力,运动的负离子受到沿z轴负向的洛伦兹力,故正离子会偏向a处,负离子会偏向b处,a处电势高于b处电势,a处钠离子浓度大于b处钠离子浓度,故A错误,B正确;溶液的上表面电势等于下表面的电势,溶液的上表面处的氯离子浓度也等于下表面处的氯离子浓度,故C、D错误.

12.答案：D

解析：小球运动过程中,受重力、拉力和洛伦兹力,只有重力做功,小球的机械能守恒,故,解得,故A错误；根据左手定则可知，小球受到的洛伦兹力的方向始终与速度的方向垂直，沿绳子的方向向外,故B错误;洛伦兹力始终不做功,功率始终是零,故C错误;小球在最低点,由合力提供向心力，故,解得,故D正确.

13.答案：BC

解析：洛伦兹力方向总是与小球的速度方向垂直,对小球不做功,故A错误,B正确.设小球竖直分速度为、水平分速度为.以小球为研究对象,受力分析如图所示,由于小球随玻璃管在水平方向做匀速直线运动,则竖直方向的洛伦兹力是恒力,由牛顿第二定律得,小球的加速度不随时间变化,恒定不变,故小球在竖直方向做匀加速直线运动,在水平方向做匀速直线运动,则小球的运动轨迹是抛物线,故C正确,D错误.

14.答案：BD

解析：初始对整体，根据牛顿第二定律得，B受到的最大静摩擦力，可见先一起做匀加速运动，随着速度的增大，B受到竖直向上的洛伦兹力增大，A对B的作用力减小，当即之后，B在A表面开始滑动，B受到的摩擦力f变为滑动摩擦力，B在摩擦力作用下继续加速，继续减小，加速度逐渐减小，当摩擦力为零时B开始做匀速运动，如图所示，D正确，C错误；在B速度之后，A的加速度逐渐增大，当B匀速运动时A的加速度最大，后做匀加速运动，A错误，B正确。

15.答案：（1）小滑块带负电荷  （2）3.4m/s（3）1.2m

解析：(1)小滑块沿斜面下滑过程中，受重力mg、斜面支持力和洛伦兹力F．若要小滑块离开斜面，洛伦兹力F方向应垂直斜面向上，根据左手定则可知，小滑块应带有负电荷．

(2)小滑块沿斜面下滑时，垂直斜面方向的合外力为零，有

当时，小滑块开始脱离斜面，此时，

得．

(3)下滑过程中，只有重力做功，由动能定理得：