【志鸿优化设计】高考物理二轮专题复习专题能力训练：专题八磁场性质及带电粒子在磁场中的运动Word版含答案.docVIP

专题能力训练8　磁场性质及带电粒子在磁场中的运动 (时间:45分钟　满分:100分) 一、选择题(本题共6小题,每小题7分,共42分。在每小题给出的四个选项中,1~4题只有一个选项符合题目要求,5~6题有多个选项符合题目要求,全部选对的得7分,选对但不全的得4分,有选错的得0分) 1. (2015·陕西渭南高三一模)如图所示,一劲度系数为k的轻质弹簧,下面挂有匝数为n的矩形线框abcd。bc边长为l,线框的下半部分处在匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向与线框平面垂直,在图中垂直于纸面向里。线框中通以电流I,方向如图所示,开始时线框处于平衡状态。令磁场反向,磁感应强度的大小仍为B,线框达到新的平衡。则在此过程中线框位移的大小Δx及方向是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A.Δx=,方向向上 B.Δx=,方向向下 C.Δx=,方向向上 D.Δx=,方向向下 2. 如图所示,圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场,两个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b,以不同的速率沿着AO方向对准圆心O射入磁场,其运动轨迹如图。若带电粒子只受磁场力的作用,则下列说法正确的是(　　) A.a粒子速率较大 B.b粒子速率较大 C.b粒子在磁场中运动时间较长 D.a、b粒子在磁场中运动时间一样长 3. 如图所示,两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、o、b在M、N的连线上,o为MN的中点,c、d位于MN的中垂线上,且a、b、c、d到o点的距离均相等。关于以上几点处的磁场,下列说法正确的是(　　) A.o点处的磁感应强度为零 B.a、b两点处的磁感应强度大小相等、方向相反 C.c、d两点处的磁感应强度大小相等、方向相同 D.a、c两点处磁感应强度的方向不同 4. 如图所示,在纸面内半径为R的圆形区域中充满了垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。一点电荷从图中A点以速度v0垂直磁场射入,当该电荷离开磁场时,速度方向刚好改变了180°。不计电荷的重力,下列说法正确的是(　　) A.该点电荷离开磁场时速度方向的反向延长线通过O点 B.该点电荷的比荷为 C.该点电荷在磁场中的运动时间为 D.该点电荷带正电 5. (2015·湖北八校联考)如图所示,ab是匀强磁场的边界,质子H)和α粒子He)先后从c点射入磁场,初速度方向与ab边界的夹角均为45°,并都到达d点。不计空气阻力和粒子间的作用。关于两粒子在磁场中的运动,下列说法正确的是(　　) A.质子和α粒子运动轨迹相同 B.质子和α粒子运动动能相同 C.质子和α粒子运动速率相同 D.质子和α粒子运动时间相同 6. 如图所示的区域共有六处开口,各相邻开口之间的距离都相等,匀强磁场垂直于纸面,不同速度的粒子从开口a进入该区域,可能从b、c、d、e、f五个开口离开,粒子就如同进入“迷宫”一般,可以称作“粒子迷宫”。以下说法正确的是(　　) A.从d口离开的粒子不带电 B.从e、f口离开的粒子带有异种电荷 C.从b、c口离开的粒子运动时间相等 D.从c口离开的粒子速度是从b口离开的粒子速度的2倍 二、非选择题(本题共4小题,共58分) 7. (14分)如图所示,正方形匀强磁场的边界长为a,边界由绝缘弹性壁围成,磁场的磁感应强度为B。质量为m、电荷量为q的带正电粒子垂直于磁场方向和边界,从边界正中点O孔处射入磁场,其射入时的速度为,带电粒子与壁碰撞前后沿壁方向的分速度不变,垂直壁方向的分速度反向、大小不变,且不计摩擦,不计粒子所受重力,碰撞时无电荷量损失,求: (1)带电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径; (2)带电粒子从O孔射入到从O孔射出所需要的时间。 8.(14分)如图甲所示,MN为竖直放置彼此平行的两块平板,板间距离为d,两板中央各有一个小孔O、O,两孔正对,在两板间有垂直于纸面方向的磁场,磁感应强度随时间的变化如图乙所示。有一群正离子在t=0时垂直于M板从小孔O射入磁场。已知正离子质量为m、电荷量为q,正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为T0,不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响,不计离子所受重力。求: 甲 乙 (1)磁感应强度B0的大小。 (2)要使正离子从O孔垂直于N板射出磁场,正离子射入磁场时的速度v0的可能值。 9. (14分)如图所示,在坐标系xOy中,第一象限内充满着两个匀强磁场a和b,OO为分界线,磁场a的磁感应强度为2B,方向垂直纸面向里;磁场b的磁感应强度为B,方向垂直纸面向外。P点在分界线上,坐标为(4l,3l)。一质量为m,电荷量为q的带正电的粒子从P点沿y轴负方向射入磁场b,经过一段时间后,粒子恰能经过原点O,