高三物理二輪復(fù)習(xí) 專題限時(shí)集訓(xùn) 第1部分 專題突破篇 專題9 磁場、帶電粒子在磁場及復(fù)合場中的運(yùn)動
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專題限時(shí)集訓(xùn)(九) 磁場、帶電粒子在磁場及復(fù)合場中的運(yùn)動 一、選擇題(本題共8小題，每小題6分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～5題只有一項(xiàng)符合題目要求，第6～8題有多項(xiàng)符合題目要求．全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分．) 1.中國宋代科學(xué)家沈括在《夢溪筆談》中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也．”進(jìn)一步研究表明，地球周圍地磁場的磁感線分布示意如圖19所示．結(jié)合上述材料，下列說法不正確的是( ) 圖19 A．地理南、北極與地磁場的南、北極不重合 B．地球內(nèi)部也存在磁場，地磁南極在地理北極附近 C．地球表面任意位置的地磁場方向都與地面平行 D．地磁場對射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子有力的作用 C [地球?yàn)橐痪薮蟮拇朋w，地磁場的南極、北極在地理上的北極和南極附近，兩極并不重合；且地球內(nèi)部也存在磁場，只有赤道上空磁場的方向才與地面平行；對射向地球赤道的帶電宇宙射線粒子的速度方向與地磁場方向不會平行，一定受到地磁場力的作用，故C項(xiàng)說法不正確．] 2. (2016洛陽三模)如圖20所示，一個(gè)靜止的質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子(不計(jì)重力)，經(jīng)電壓U加速后垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，粒子在磁場中轉(zhuǎn)半個(gè)圓后打在P點(diǎn)，設(shè)OP＝x，能夠正確反映x與U之間的函數(shù)關(guān)系的是( ) 圖20 B [帶電粒子經(jīng)電壓U加速，由動能定理，qU＝mv2，垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，洛倫茲力提供向心力，qvB＝m，而R＝，聯(lián)立解得x＝.由此可知能夠正確反映x與U之間的函數(shù)關(guān)系的是選項(xiàng)B中圖象．] 3.如圖21所示是回旋加速器的工作原理圖，兩個(gè)半徑為R的中空半圓金屬盒D1、D2間窄縫寬為d，兩金屬電極間接有高頻電壓U，中心O處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子在兩盒間被電壓U加速，勻強(qiáng)磁場垂直兩盒面，粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，令粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)行的總時(shí)間為t，則下列說法正確的是( ) 圖21 A．粒子的比荷越小，時(shí)間t越大 B．加速電壓U越大，時(shí)間t越大 C．磁感應(yīng)強(qiáng)度B越大，時(shí)間t越大 D．窄縫寬度d越大，時(shí)間t越大 C [帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，由洛倫茲力提供向心力Bqv＝m及粒子最大偏轉(zhuǎn)半徑為R，得帶電粒子獲得的最大動能為Ekm＝，令加速次數(shù)為n，則nqU＝Ekm，粒子每加速一次后，在磁場中運(yùn)動半個(gè)周期，所以粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)行的總時(shí)間t＝n＝，聯(lián)立得t＝，C正確，A、B、D錯(cuò)誤．] 4．(2016湖北八校聯(lián)考)如圖22所示，空間存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，從P點(diǎn)平行直線MN射出的a、b兩個(gè)帶電粒子，從它們射出到第一次到達(dá)直線MN所用的時(shí)間相同，到達(dá)MN時(shí)速度方向與MN的夾角分別為60和90，不計(jì)粒子重力以及粒子間的相互作用力，則兩粒子速度大小之比va∶vb為( ) 【導(dǎo)學(xué)號：37162055】 圖22 A．2∶1 B．3∶2 C．4∶3 D.∶ C [兩粒子做圓周運(yùn)動的軌跡如圖，設(shè)P點(diǎn)到MN的距離為L，由圖知b粒子的運(yùn)動軌跡半徑為Rb＝L，對于a粒子有L＋Racos 60＝Ra，解得：Ra＝2L，即兩粒子的半徑之比為Ra∶Rb＝2∶1?、?，粒子做圓周運(yùn)動的周期為T＝，由題意知＝，得兩粒子的比荷之比為∶＝3∶2?、?，粒子所受的洛倫茲力提供其所需的向心力，有qvB＝m，得v＝?、郏?lián)立①②③得＝.] 5.兩平行的金屬板沿水平方向放置，極板上所帶電荷情況如圖23所示，且極板間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，現(xiàn)將兩個(gè)質(zhì)量相等的帶電小球分別從P點(diǎn)沿水平方向射入極板間，兩小球均能沿直線穿過平行板，若撤去磁場，仍將這兩個(gè)帶電小球分別保持原來的速度從P點(diǎn)沿水平方向射入極板間，則兩個(gè)小球會分別落在A、B兩點(diǎn)，設(shè)落在A、B兩點(diǎn)的小球的帶電荷量分別為qA、qB，則下列關(guān)于此過程的說法正確的是( ) 圖23 A．兩小球一定帶負(fù)電 B．若qA>qB，則兩小球射入時(shí)的初速度一定有vA>vB C．若qA>qB，則兩小球射入時(shí)的動能一定有EkA下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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