2018年高考物理《磁场》考点专项练习卷

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1、磁场I.现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定。质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍。此离子和质子的质量比约为A.11B.12C.121D.144【答案】D2.平面0M和平面ON之间的夹角为30°,其横截面(纸面)如图所示，平而OM上方存在匀強•磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为〃?

2、，电荷量为g(g>0)o粒子沿纸面以大小为u的速度从OM的某点向左上方射入磁场，速度与成30。角。已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点，并从OM上另一点射出磁场。不计重力。粒子离开磁场的出射点到两平面交线O的距离为c.mv2qB2mvqB4mvD.qB【答案】D3.如图所示，空间中存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小为£=5>/3N/C,同时存在着水平方向的匀弓虽磁场，其方向与电场方向垂直，磁感应强度大小8二0.5T。有一带正电的小球，质量z^lxlO-6kg,电荷量q=2xlO_6C,正以速度y在

3、图示的竖直面内做匀速直线运动，当经过P点时撤掉磁场(不考虑磁场消失引起的电磁感应现象)，取^=10m/s2o求：BxxxxxxpXpXXXXXXXXXXX(1)小球做匀速直线运动的速度V的大小和方向;(1)从撤掉磁场到小球再次穿过P点所在的这条电场线经历的时间to【答案】(1)20m/s,与电场方向夹角为60。(2)3.5s2.回旋加速器的工作原理如图1所示，置于真空中的D形金属盒半径为R,两盒间狭缝的间距为d,礒感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，被加速粒子的质量为加，电荷量为+q,加在狭缝间的交变电压如图2所

4、示，电压值的大2TimT小为S。周期e—一束该种粒子在uo〜一时间内从q处均匀地飘入狭缝，其初速度视为零。现考虑粒子在qB2狭缝中的运动时间，假设能够出射的粒子每次经过狭缝均做加速运动，不考虑粒子间的相互作用。求：(1)出射粒子的动能厶“；(2)粒子从飘入狭缝至动能达到耳】所需的总时间『0:(3)要使飘入狭缝的粒子中有超过99%能射出，d应满足的条件。图1图2【答案】(1)Emq2B2R22m⑵nBR^2BRd_nm2U°qB3.一台质谱仪的工作原理如图所示，电荷量均为+q、质量不同的离子飘入电压为Uo的加速电

5、场，其初速度几乎为零，这些离子经过加速后通过狭缝O沿着与離场垂直的方向进入離感应强度为B的匀强礒场，最后打在底片上，已知放置底片区域已知放置底片的区域MN=L,且OM=Lo某次测量发现MN中左侧2/3区域MQ损坏，检测不到离子，但右侧1/3区域QN仍能正常检测到离子。在适当调节加速电压后，原本打在MQ的离子即可在Q/V检测到。(1)求原本打在MN中点P的离子质量加；(2)为使原本打在P的离子能打在QN区域，求加速电压U的调节范围；(3)为了在QN区域将原本打在MQ区域的所有离子检测完整，求需要调节U的最少次数。

6、(取lg2=0.301:lg3=0.477,lg5=0.699)2.离子推进器是太空飞行器常用的动力系统，某种推进器设计的简化原理如图1所示，截面半径为R的圆柱腔分为两个工作区。I为电离区，将氤气电离荻得1价正离子II为加速区，长度为厶两端加有电压，形成轴向的匀强电场。I区产生的正离子以接近0的初速度进入II区，被加速后以速度叩从右侧喷出。I区内有轴向的匀强磁场，磁感应强度大小为B,在离轴线R/2处的C点持续射出一定速度范围的电子。假设射出的电子仅在垂直于轴线的截面上运动，截面如图2所示(从左向右看)。电子的初

7、速度方向与中心0点和C点的连线成a角(0＜么＜90°)。推进器工作时，向I区注入稀薄的氤气。电子使氤气电离的最小速度为巾，电子在I区内不与器壁相碰且能到达的区域越大，电离效果越好。已知离子质量为M；电子质量为加，电荷量为&(电子碰到器壁即被吸收，不考虑电子间的碰撞)。(1)求II区的加速电压及离子的加速度大小；(2)为取得好的电离效果，请判断I区中的磁场方向(按图2说明是“垂直纸面向里”或“垂直纸面向外")；(3)a为90°时，要取得好的电离效果，求射出的电子速率卩的范围；(4)要取得好的电离效果，求射出的电子

8、最大速率咖与次的关系。p24mvn3eBR【答案】(1)°=妆(2)垂直纸面向外(3)B＞—(4)vA/——；—-2L3eR4加(2—sma)3.如图甲所示，间距为d、垂直于纸面的两平行板P、Q间存在匀强磁场。取垂直于纸面向里为磁场的正方向，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。匸0时刻，一质量为加、带电荷量为+q的粒子(不计重力)，以初速度勺由Q板左端靠近板面的位置，沿垂直于磁场且平