第九章 磁场章末质量检测

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1、第九章磁场(时间50分钟，满分120分)命题设计　　　　　难度题号　　目标　　　　　　较易中等稍难带电粒子在磁场中的运动3、5、8、96、10、11带电粒子在复合场中的运动及应用1、2、47、1213综合应用14、15、16一、单项选择题(本题共7小题，每小题5分，共35分)1．回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图1所示．它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速．两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做圆周运动，

2、通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出．如果用同一回旋加速器分别加速氚核(13H)和α粒子(24He)，比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，有(　　)A．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大图1B．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小C．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能也较小D．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大解析：由题意知＝，＝，回旋加速器交流电源的周期应与带电粒子在磁场中做圆周运动的周期相等．由T＝可

3、得＝，故加速氚核的交流电源的周期较大，因为粒子最后直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出，由R＝＝可得氚核和α粒子的最大动能之比＝，氚核获得的最大动能较小．故选项B正确．答案：B2．如图2所示，一带电小球质量为m，用丝线悬挂于O点，并在竖直平面内摆动，最大摆角为60°，水平磁场垂直于小球摆动的平面，当小球自左方摆到最低点时，悬线上的张力恰为零，则小球自右方摆到最低点时悬线上的张力为(　　)A．0　　　　　　　　　　B．2mg图2C．4mgD．6mg解析：若没有磁场，则到达最低点绳子的张力为F，则F－mg＝①由能量守恒得：m

4、gl(1－cos60°)＝mv2②联立①②得F＝2mg.当有磁场存在时，由于洛伦兹力不做功，在最低点悬线张力为零，则F洛＝2mg当小球自右方摆到最低点时洛伦兹力大小不变，方向必向下可得F′－F洛－mg＝所以此时绳中的张力F′＝4mg.C项正确．答案：C3．如图3所示，在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120°角，若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a，则该粒子的比荷和所带电荷的正负是(　

5、　)图3A.，正电荷B.，正电荷C.，负电荷D.，负电荷解析：从“粒子穿过y轴正半轴后……”可知粒子向右侧偏转，洛伦兹力指向运动方向的右侧，由左手定则可判定粒子带负电，作出粒子运动轨迹示意图如图．根据几何关系有r＋rsin30°＝a，再结合半径表达式r＝可得＝，故C项正确．答案：C4．如图4所示，相距为d的水平金属板M、N的左侧有一对竖直金属板P、Q，板P上的小孔S正对板Q上的小孔O，M、N间有垂图4直于纸面向里的匀强磁场，在小孔S处有一带负电粒子，其重力和初速度均不计，当滑动变阻器的滑片在AB的中点时，带负电粒子恰能在M、

6、N间做直线运动，当滑动变阻器的滑片滑到A点后(　　)A．粒子在M、N间运动过程中，动能一定不变B．粒子在M、N间运动过程中，动能一定增大C．粒子在M、N间运动过程中，动能一定减小D．以上说法都不对解析：当滑片向上滑动时，两个极板间的电压减小，粒子所受电场力减小，当滑到A处时，偏转电场的电压为零，粒子进入此区域后做圆周运动．而加在PQ间的电压始终没有变化，所以进入偏转磁场后动能也就不发生变化了．综上所述，A项正确．答案：A5．如图5所示，一个质量为m、电荷量为＋q的带电粒子，不计重力，在a点以某一初速图5度水平向左射入磁场区域

7、Ⅰ，沿曲线abcd运动，ab、bc、cd都是半径为R的圆弧．粒子在每段圆弧上运动的时间都为t.规定垂直于纸面向外的磁感应强度为正，则磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分的磁感应强度B随x变化的关系可能是图6中的(　　)图6解析：由左手定则可判断出磁感应强度B在磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ内磁场方向分别为向外、向里、向外，在三个区域中均运动圆周，故t＝，由于T＝，求得B＝.只有C选项正确．答案：C6．(2010·连云港模拟)如图7所示，为了科学研究的需要，常常将质子()和α粒子()等带电粒子储存在圆环状空腔中，圆环状空腔置于一个与圆环平面垂直的匀强

8、磁场(偏转磁场)中，磁感应强度为B.如果质子和α粒子在空腔中做圆周运动的轨迹相同(如图中虚线所示)，偏转磁场也相同，则质子和α粒子在圆环状空腔中运动的动能EH和Eα、运动的周期TH和Tα的大小关系是(　　)图7A．EH＝Eα，TH≠TαB．EH＝Eα，TH＝TαC．EH≠Eα，TH≠TαD