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(dòng)
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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(dòng) 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(huì)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(dòng)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(dòng)，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(dòng)，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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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?、伲Ｗ幼鰣A周運(yùn)動(dòng)的周期為T＝，由題意知＝，得兩粒子的比荷之比為∶＝3∶2 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(huì)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(dòng)能一定有EkA下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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