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时间:2019-09-10
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1、第九章磁场章检测图1命题设计难度题号较易中等稍难带电粒子在磁场中的运动3、5、8、96x10、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*—a畏达栋(时间50分钟,满分120分)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
2、周运动,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氟核(,H)和d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.加速氟核的交流电源的周期较大,氟核获得的最大动能也较大B.加速氟核的交流电源的周期较大,斥核获得的最大动能较小C.加速氟核的交流电源的周期较小,笊核获得的最大动能也较小D.加速危核的交流电源的周期较小,氟核获得的最大动能较大解析:由题意知严二扌,于吕,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
3、周期相等.由「鴛可得令今'故加速氟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還可得気核和a粒子的最大动能之比覽专'氟核获得的最大动能较卜故选项B正确.答案:B1.如图2所示,一带电小球质量为〃2,用丝线悬挂于0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()图2A・0B・2mg解析:若没有磁场,则到达最低点绳子的张力为F,则C・4mgXXXXXXXXAkyXXX
4、xBxxXXXo图3负电荷yoPQ图4由能量守恒得:-co$60°)=联立①②得F=2加g・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=2吨当小球自右方摆到最低点时洛伦兹力大小不变,方向必向下可得刃-F洛—fng—"1:所以此时绳中的张力F'=4/wg.C项正确.答案:C2.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0进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与*轴正方向成120。角,若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到
5、x轴的最大距离为°,则该粒子的比荷和所带电荷的正负是()正电荷负电荷解析: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°=fl,再结合半径表达式厂=卷#可得和蟲故c项正确•答案:C1.如图4所示,相距为〃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。上的小孔O,M、N间有垂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4B的
6、中点时,带负电粒子恰能在M、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,一个质量为加、电荷量为+?的带电粒子,不计重力,在a
7、点以某一初速度水平向左射入磁场区域I,沿曲线血M运动,ab、be、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(・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〃随*变化的关系可能是图6中的D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扌圆周,故/=彳,由于丁=号晋,求得B=鹉.只有C选项正确.答案:C6.(2010-连云港棋拟妆口图7所示,为了科学研究的需要,常常将质子(:H)和a粒子(:He)等
8、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磁场(偏转磁场)中,磁感应强度为B・如果质子和a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a粒子在圆环状空腔中运动的动能Eh和瓦、运动的周期几和几的大小关系是()A.En=EafThHTuB・Eh=E(z,Th=TuC・Ei^EafTi^Tu解析:由響qvB可得:RD・EhHEqTu
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