滬科版高二（下）高考題單元試卷：第5章 磁場與回旋加速器（02）

一、選擇題（共7小題）

• 1．如圖所示，一帶負電的質(zhì)點在固定的正的點電荷作用下繞該正電荷做勻速圓周運動，周期為T₀，軌道平面位于紙面內(nèi)，質(zhì)點的速度方向如圖中箭頭所示?，F(xiàn)加一垂直于軌道平面的勻強磁場，已知軌道半徑并不因此而改變，則（　?。?/h2>

  A．若磁場方向指向紙里，質(zhì)點運動的周期大于T0

  B．若磁場方向指向紙里，質(zhì)點運動的周期小于T0

  C．若磁場方向指向紙外，質(zhì)點運動的周期大于T0

  D．若磁場方向指向紙外，質(zhì)點運動的周期小于T0
  組卷：648引用：32難度：0.7

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• 2．如圖，半徑為R的圓柱形勻強磁場區(qū)域的橫截面（紙面），磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直于紙面向外。一電荷量為q（q＞0）、質(zhì)量為m的粒子沿平行于直徑ab的方向射入磁場區(qū)域，射入點與ab的距離為

  R

  2

  ．已知粒子射出磁場與射入磁場時運動方向間的夾角為60°，則粒子的速率為（不計重力）（　?。?/h2>

  A． q BR 2 m

  B． q BR m

  C． 3 q BR 2 m

  D． 2 q BR m
  組卷：4932引用：47難度：0.7

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• 3．“人造小太陽”托卡馬克裝置使用強磁場約束高溫等離子體，使其中的帶電粒子被盡可能限制在裝置內(nèi)部，而不與裝置器壁碰撞．已知等離子體中帶電粒子的平均動能與等離子體的溫度T成正比，為約束更高溫度的等離子體，則需要更強的磁場，以使帶電粒子在磁場中的運動半徑不變．由此可判斷所需的磁感應(yīng)強度B正比于（　?。?/h2>

  A． T

  B．T

  C． T 3

  D．T2
  組卷：1153引用：27難度：0.9

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• 4．如圖，MN為鋁質(zhì)薄平板，鋁板上方和下方分別有垂直于圖平面的勻強磁場（未畫出），一帶電粒子從緊貼鋁板上表面的P點垂直于鋁板向上射出，從Q點穿越鋁板后到達PQ的中點O．已知粒子穿越鋁板時，其動能損失一半，速度方向和電荷量不變，不計重力，鋁板上方和下方的磁感應(yīng)強度大小之比為（　?。?/h2>

  A．2

  B． 2

  C．1

  D． 2 2
  組卷：3511引用：71難度：0.9

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• 5．質(zhì)量分別為m₁和m₂、電荷量分別為q₁和q₂的兩粒子在同一勻強磁場中做勻速圓周運動，已知兩粒子的動量大小相等．下列說法正確的是（　?。?/h2>

  A．若q1=q2，則它們做圓周運動的半徑一定相等

  B．若m1=m2，則它們做圓周運動的半徑一定相等

  C．若q1≠q2，則它們做圓周運動的周期一定不相等

  D．若m1≠m2，則它們做圓周運動的周期一定不相等
  組卷：938引用：29難度：0.7

  解析

• 6．如圖為云室中某粒子穿過鉛板P前后的軌跡，室中勻強磁場的方向與軌跡所在平面垂直（圖中垂直于紙面向里），由此可知此粒子（　?。?/h2>

  A．一定帶正電

  B．一定帶負電

  C．不帶電

  D．可能帶正電，也可能帶負電
  組卷：568引用：39難度：0.7

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• 7．如圖，兩個初速度大小相同的同種離子a和b,從O點沿垂直磁場方向進入勻強磁場，最后打到屏P上．不計重力．下列說法正確的有（　?。?/h2>

  A．a(chǎn)、b均帶正電

  B．a(chǎn)在磁場中飛行的時間比b的短

  C．a(chǎn)在磁場中飛行的路程比b的短

  D．a(chǎn)在P上的落點與O點的距離比b的近
  組卷：1616引用：50難度：0.7

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二、解答題（共23小題）

• 8．如圖所示，兩平行金屬板間距為d,電勢差為U，板間電場可視為勻強電場；金屬板下方有一磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場。帶電量為+q、質(zhì)量為m的粒子，由靜止開始從正極板出發(fā)，經(jīng)電場加速后射出，并進入磁場做勻速圓周運動。忽略重力的影響，求：
  （1）勻強電場場強E的大小；
  （2）粒子從電場射出時速度v的大??；
  （3）粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑R。
  組卷：2041引用：68難度：0.5

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• 9．如圖所示，直徑分別為D和2D的同心圓處于同一豎直面內(nèi)，O為圓心，GH為大圓的水平直徑。兩圓之間的環(huán)形區(qū)域（Ⅰ區(qū)）和小圓內(nèi)部（Ⅱ區(qū)）均存在垂直圓面向里的勻強磁場。間距為d的兩平行金屬極板間有一勻強電場，上級板開有一小孔。一質(zhì)量為m,電量為+q的粒子由小孔下方

  d

  2

  處靜止釋放，加速后粒子以豎直向上的速度v射出電場，由H點緊靠大圓內(nèi)側(cè)射入磁場。不計粒子的重力。
  （1）求極板間電場強度的大??；
  （2）若粒子運動軌跡與小圓相切，求Ⅰ區(qū)磁感應(yīng)強度的大?。?br />（3）若Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)磁感應(yīng)強度的大小分別為

  2

  mv

  q

  D

  、

  4

  mv

  q

  D

  ，粒子運動一段時間后再次經(jīng)過H點，求這段時間粒子運動的路程。
  組卷：3084引用：33難度：0.7

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• 10．一臺質(zhì)譜儀的工作原理如圖所示，電荷量均為+q、質(zhì)量不同的離子飄入電壓為U₀的加速電場，其初速度幾乎為零，這些離子經(jīng)加速后通過狹縫O沿著與磁場垂直的方向進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，最后打在底片上，已知放置底片的區(qū)域MN=L，且OM=L．某次測量發(fā)現(xiàn)MN中左側(cè)

  2

  3

  區(qū)域MQ損壞，檢測不到離子，但右側(cè)

  1

  3

  區(qū)域QN仍能正常檢測到離子，在適當調(diào)節(jié)加速電壓后，原本打在MQ的離子即可在QN檢測到。
  （1）求原本打在MN中點P的離子質(zhì)量m；
  （2）為使原本打在P的離子能打在QN區(qū)域，求加速電壓U的調(diào)節(jié)范圍；
  （3）為了在QN區(qū)域?qū)⒃敬蛟贛Q區(qū)域的所有離子檢測完整，求需要調(diào)節(jié)U的最少次數(shù)。（取lg2=0.301，lg3=0.477，lg5=0.699）
  組卷：2756引用：27難度：0.3

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二、解答題（共23小題）

• 29．如圖，紙面內(nèi)有E、F、G三點，∠GEF=30°，∠EFG=135°．空間有一勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直于紙面向外．先使帶有電荷量為q（q＞0）的點電荷a在紙面內(nèi)垂直于EF從F點射出，其軌跡經(jīng)過G點；再使帶有同樣電荷量的點電荷b在紙面內(nèi)與EF成一定角度從E點射出，其軌跡也經(jīng)過G點．兩點電荷從射出到經(jīng)過G點所用的時間相同，且經(jīng)過G點時的速度方向也相同．已知點電荷a的質(zhì)量為m,軌道半徑為R，不計重力．求：
  （1）點電荷a從射出到經(jīng)過G點所用的時間；
  （2）點電荷b的速度大?。?/h2>
  組卷：1587引用：21難度：0.7

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• 30．如圖甲，空間存在-范圍足夠大的垂直于xOy平面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B．讓質(zhì)量為m,電量為q（q＞0）的粒子從坐標原點O沿xOy平面以不同的初速度大小和方向入射到該磁場中。不計重力和粒子間的影響。
  
  （1）若粒子以初速度v₁沿y軸正向入射，恰好能經(jīng)過x軸上的A（a,0）點，求v₁的大??；
  （2）已知一粒子的初速度大小為v（v＞v₁），為使該粒子能經(jīng)過A（a,0）點，其入射角θ（粒子初速度與x軸正向的夾角）有幾個？并求出對應(yīng)的sinθ值；
  （3）如圖乙，若在此空間再加入沿y軸正向、大小為E的勻強電場，一粒子從O點以初速度v₀沿y軸正向發(fā)射。研究表明：粒子在xOy平面內(nèi)做周期性運動，且在任一時刻，粒子速度的x分量v_x與其所在位置的y坐標成正比，比例系數(shù)與場強大小E無關(guān)。求該粒子運動過程中的最大速度值v_m。
  組卷：3138引用：23難度：0.5

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