江苏高考物理复习专题八磁场带电粒子在磁场及复合场中的运动限时集训

江苏高考物理复习专题八磁场带电粒子在磁场及复合场中的运动限时集训

专题限时集训(八)　磁场、带电粒子在磁场及复合场中的运动 ‎(对应学生用书第131页)‎ ‎(建议用时：40分钟)‎ 一、选择题(本题共8小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)‎ ‎1．中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也．”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图821所示．结合上述材料，下列说法不正确的是(　　)‎ ‎【导学号：17214143】‎ 图821‎ A．地理南、北极与地磁场的南、北极不重合 B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近 C．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 D．地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用 C　[地球为一巨大的磁体，地磁场的南极、北极在地理上的北极和南极附近，两极并不重合；且地球内部也存在磁场，只有赤道上空磁场的方向才与地面平行；对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子的速度方向与地磁场方向不会平行，一定受到地磁场力的作用，故C项说法不正确．]‎ ‎2．(2017·洛阳三模)如图822所示，一个静止的质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力)，经电压U加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子在磁场中转半个圆后打在P点，设OP＝x，能够正确反映x与U之间的函数关系的是(　　)‎ 图822‎ B　[带电粒子经电压U加速，由动能定理，qU＝mv2，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，洛伦兹力提供向心力，qvB＝m，而R＝，联立解得x＝．由此可知能够正确反映x与U之间的函数关系的是选项B中图象．]‎ ‎3．如图823，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l．在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零．如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为(　　)‎ ‎【导学号：17214144】‎ 图823‎ A．0　　　B．B‎0　‎　　C．B0　　　 D．2B0‎ C　[在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离为l的a点处的磁感应强度为零，如图所示：‎ 由此可知，外加的磁场方向与PQ平行，且由Q指向P，即B1＝B0‎ 依据几何关系及三角知识，则有：BPcos 30°＝B0 ‎ 解得：P或Q通电导线在a处的磁场大小为BP＝B0‎ 当P中的电流反向，其他条件不变，再依据几何关系，及三角知识，则有：B2＝B0‎ 因外加的磁场方向与PQ平行，且由Q指向P，磁场大小为B0；‎ 最后由矢量的合成法则，那么a点处磁感应强度的大小为B＝‎ ＝B0，故C正确，A、B、D错误．]‎ ‎4．质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具．图824中的铅盒A中的放射源放出大量的带正电粒子(可认为初速度为零)，从狭缝S1进入电压为U的加速电场区加速后，再通过狭缝S2从小孔G垂直于MN，以速度v射入偏转磁场，该偏转磁场是以直线MN为切线、磁感应强度为B、方向垂直于纸面向外、半径为R的圆形匀强磁场．现在MN上的F点(图中未画出)接收到该粒子，且GF＝R．则该粒子的荷质比为(粒子的重力忽略不计)(　　) ‎ ‎【导学号：17214145】‎ 图824‎ A．　　　B．　　　C．　　　D． C　[带电粒子运动轨迹如图设粒子加速后获得的速度为v，由动能定理有：qU＝mv2‎ tan ∠GOF＝＝ 得∠GOF＝60°‎ ‎∠EO′G＝120°‎ tan ∠OO′G＝tan 60°＝，得r＝R 所以粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径r＝R 又qvB＝m，则＝．]‎ ‎5．两平行的金属板沿水平方向放置，极板上所带电荷情况如图825所示，且极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，现将两个质量相等的带电小球分别从P点沿水平方向射入极板间，两小球均能沿直线穿过平行板，若撤去磁场，仍将这两个带电小球分别保持原来的速度从P点沿水平方向射入极板间，则两个小球会分别落在A、B两点，设落在A、B两点的小球的带电荷量分别为qA、qB，则下列关于此过程的说法正确的是(　　) ‎ ‎【导学号：17214146】‎ 图825‎ A．两小球一定带负电 B．若qA>qB，则两小球射入时的初速度一定有vA>vB C．若qA>qB，则两小球射入时的动能一定有EkAqB，则一定有vAxB，则应有vA>vB，与上述矛盾，由此可知，两个小球在极板间运动的加速度不可能相等，选项D错误．]‎ ‎6．(2017·湖南十三校一联)如图826所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，y轴竖直向上．第Ⅲ、Ⅳ象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场，第Ⅳ象限同时存在方向平行于y轴的匀强电场(图中未画出)．一带电小球从x轴上的A点由静止释放，恰好从P点垂直于y轴进入第Ⅳ象限，然后做圆周运动，从Q点垂直于x轴进入第Ⅰ象限，Q点距O点的距离为d，重力加速度为g．根据以上信息，可以求出的物理量有(　　)‎ 图826‎ A．磁感应强度大小 B．小球在第Ⅳ象限运动的时间 C．电场强度的大小和方向 D．圆周运动的速度大小 BD　[由A到P点过程有mgd＝mv2，则小球做圆周运动的速度大小v＝ ‎，选项D正确；小球在第Ⅳ象限运动的时间t＝T＝＝，选项B正确；在第Ⅳ象限，小球做圆周运动，则有mg＝qE，由于m、q未知，不能求电场强度的大小，由d＝知，不能求磁感应强度大小，选项A、C错误．]‎ ‎7．如图827所示，直角三角形ABC区域中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子(不计重力)从A点沿AB方向射入磁场，分别从AC边上的P、Q两点射出，则(　　)‎ 图827‎ A．从P点射出的粒子速度大 B．从Q点射出的粒子速度大 C．从Q点射出的粒子在磁场中运动的时间长 D．两个粒子在磁场中运动的时间一样长 BD　[粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据几何关系(如图所示，弦切角相等)，粒子在磁场中偏转的圆心角相等，根据粒子在磁场中运动的时间t＝T，粒子在磁场中做圆周运动的周期T＝，可知粒子在磁场中运动的时间相等，故D项正确，C项错误；如图所示，粒子在磁场中做圆周运动，分别从P点和Q点射出，由图知，粒子运动的半径RP

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