高考物理二轮复习 专题限时训练9 磁场及带电粒子在磁场中的运动(含解析)-人教版高三全册物理试题.doc
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1、磁场及带电粒子在磁场中的运动(限时45分钟)一、单项选择题(每小题6分,共30分)1(2014新课标全国卷)如图所示,MN为铝质薄平板,铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出)一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出,从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O.已知粒子穿越铝板时,其动能损失一半,速度方向和电荷量不变不计重力铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为()A2 B. C1 D.答案:D解析:根据题图中的几何关系及带电粒子在匀强磁场中的运动性质可知:带电粒子在铝板上方做匀速圆周运动的轨道半径r1是其在铝板下方做匀速圆周运动的轨道半径r2的2倍设粒子在P点的速度为v1,根据牛顿
2、第二定律可得qv1B1,则B1;同理,B2,则,选项D正确,A、B、C错误2如图所示,虚线MN上方的空间内存在一磁感应强度大小为B的匀强磁场一群电子以不同的速率v从MN边界上的P点以相同的方向射入磁场,其中某一速率为v0的电子从Q点射出已知电子入射方向与边界的夹角为,则由以上条件可判断()A该匀强磁场的方向垂直纸面向外B所有电子在磁场中的运动轨迹都相同C所有电子的速度方向都改变了2D速率大于v0的电子在磁场中运动的时间长答案:C解析:由左手定则可知该匀强磁场的方向垂直纸面向里,选项A错误;由半径公式r可知,电子进入磁场的速率越大,其轨道半径就越大,则不同速率的电子在磁场中的运动轨迹不同,选项B
3、错误;所有电子在磁场中运动的圆心角为2,所有电子的速度方向都改变了2,选项C正确;又因为电子在磁场中运动的周期为T,所以电子在磁场中运动的时间为tT,与电子运动的速率无关,选项D错误3(2014安徽理综)“人造小太阳”托卡马克装置使用强磁场约束高温等离子体,使其中的带电粒子被尽可能限制在装置内部,而不与装置器壁碰撞已知等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度T成正比,为约束更高温度的等离子体,则需要更强的磁场,以使带电粒子在磁场中的运动半径不变由此可判断所需的磁感应强度B正比于()A. BT C. DT2答案:A解析:由题意可知,等离子体的动能EkcT(c是比例系数),在磁场中做半径一定的
4、圆周运动,由qvBm可知,B,因此A项正确,B、C、D项错误4如图所示为圆柱形区域的横截面,在没有磁场的情况下,带电粒子(不计重力)以某一初速度沿截面直径方向入射,穿过此区域的时间为t.在该区域加沿圆柱轴线方向的匀强磁场,磁感应强度为B,带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射,粒子飞出此区域时,速度方向偏转60角,根据上述条件不可能求下列物理量中的哪几个()A带电粒子的比荷B带电粒子在磁场中运动的时间C带电粒子在磁场中运动的半径D带电粒子在磁场中运动的角速度答案:C解析:设磁场区域的半径为R,不加磁场时,带电粒子速度的表达式为v带电粒子在磁场中的运动半径由题图可知rRcot 30R由粒子在磁场中
5、运动的轨道半径公式可得R由以上三式可得周期Tt在磁场中运动的时间tt运动的角速度,所以选C.5(2015烟台模拟)如图所示,在边长为L的正方形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,有一带正电的电荷,从D点以v0的速度沿DB方向射入磁场,恰好从A点射出已知电荷的质量为m,带电量为q,不计电荷的重力,则下列说法正确的是()A匀强磁场的磁感应强度为B电荷在磁场中运动的时间为C若电荷从CD边界射出,随着入射速度的减小,电荷在磁场中运动的时间会减小D若电荷的入射速度变为2v0,则粒子会从AB中点射出答案:A解析:由题图可以看出粒子做圆周运动的半径rL,根据牛顿第二定律:qv0Bm,得B,A正确;由T,转过的
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