高考物理100考点最新模拟题（磁场）精选试题 专题09 科技信息问题原卷版.doc

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1、100考点最新模拟题(磁场)精选训练9第九部分磁场九．科技信息问题一．选择题1.(2016湖北部分重点中学联考)物理课堂教学中的洛伦兹力演示仪由励磁线圈、玻璃泡、电子枪等部分组成.励磁线圈是一对彼此平行的共轴的圆形线圈，它能够在两线圈之间产生匀强磁场.玻璃泡内充有稀薄的气体，电子枪在加速电压下发射电子，电子束通过泡内气体时能够显示出电子运动的径迹.若电子枪垂直磁场方向发射电子，给励磁线圈通电后，能看到电子束的径迹呈圆形.若只增大电子枪的加速电压或励磁线圈中的电流，下列说法正确的是()A．增大电子枪的加速电压，电子束的轨道半

2、径变大B．增大电子枪的加速电压，电子束的轨道半径不变C．增大励磁线圈中的电流，电子束的轨道半径变小D．增大励磁线圈中的电流，电子束的轨道半径不变2．(2016洛阳重点高中联考)类比是物理学中常用的思想方法.狄拉克曾经预言，自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，其周围磁感线呈均匀辐射状分布，距离它r处的磁感应强度大小为B=(k为常数).磁单极S的磁场分布如图甲所示，它与如图乙所示负点电荷Q的电场分布相似.假设磁单极子S和负点电荷Q均固定，有一带电小球分别在S和Q附近做匀速圆周运动，则关于小球做匀速圆周运动的判断正确的是A.若

3、小球带正电，其运动轨迹平面可在S正上方，如图甲所示B.若小球带正电，其运动轨迹平面可在Q正下方，如图乙所示C.若小球带负电，其运动轨迹平面可在S正上方，如图甲所示D.若小球带负电，其运动轨迹平面可在Q正下方，如图乙所示二．计算题1.（2016洛阳联考）（13分）“电磁炮”是利用电磁力对弹体加速的新型武器，具有速度快，效率高等优点.如图是“电磁炮”的原理结构示意图.光滑水平加速导轨电阻不计，轨道宽为L＝0.2m.在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B＝1×102T.“电磁炮”弹体总质量m=0.2kg，其中弹体在轨道间的电

4、阻R＝0.4Ω.可控电源的内阻r=0.6Ω，电源的电压能自行调节，以保证“电磁炮”匀加速发射.在某次试验发射时，电源为加速弹体提供的电流是I＝4×103A，不计空气阻力.求：（1）弹体所受安培力大小；（2）弹体从静止加速到4km/s，轨道至少要多长？（3）弹体从静止加速到4km/s过程中，该系统消耗的总能量；（4）请说明电源的电压如何自行调节，以保证“电磁炮”匀加速发射.2．(2014·浙江)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17-2-1所示，截面半径为R的圆柱腔分为两个工作区.I为电离区，

5、将氙气电离获得1价正离子；II为加速区，长度为L，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vM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17-2-2所示（从左向右看）.电子的初速度方向与中心O点和C点的连线成α角（0<α<90◦）.推进器工作时，向I区注入稀薄的氙气.电子使氙气电离的最小速度为v0，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

6、离子质量为M；电子质量为m，电量为e.（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；图17-2-1图17-2-2（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）α为90°时，要取得好的电离效果，求射出的电子速率v的范围；（4）要取得好的电离效果，求射出的电子最大速率vmax与α角的关系.3．（2014·天津）同步加速器在粒子物理研究中有重要的应用，其基本原理简化为如图18-3所示的模型.M、N为两块中心开有小孔的平行金属板

7、.质量为m、电荷量为+q的粒子A（不计重力）从M板小孔飘入板间，初速度可视为零.每当A进入板间，两板的电势差变为U，粒子得到加速，当A离开N板时，两板的电荷量均立即变为零.两板外部存在垂直纸面向里的匀强磁场，A在磁场作用下做半径为R的圆周运动，R远大于板间距离.A经电场多次加速，动能不断增大，为使R保持不变，磁场必须相应地变化.不计粒子加速时间及其做圆周运动产生的电磁辐射，不考虑磁场变化对粒子速度的影响及相对论效应.求：（1）A运动第1周时磁场的磁感应强度B1的大小.图18-3（2）在A运动第n周的时间内电场力做功的平均功

8、率（3）若有一个质量也为m、电荷量为+kq（k为大于1的整数）的粒子B（不计重力）与A同时从M板小孔飘入板间，A、B初速度均为零，不计两者间的相互作用，除此之外，其他条件均不变.下图中虚线、实线分别表示A、B的运动轨迹.在B的轨迹半径远大于板间距离的前提下，请指出哪个图能定性地反映A、B的运动轨迹，并经