试题-全国-2018_2018版高考物理二轮复习 第1部分 专题整合突破 专题限时集训9 磁场的性质 带电粒子在磁场及复合场中的运动.doc

1专题限时集训(九)磁场的性质带电粒子在磁场及复合场中的运动(对应学生用书)(限时：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．“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()【导学号：19624112】A.eq\r(T)B．TC.eq\r(T2)D．T2A[带电粒子在磁场中运动半径r＝eq\f(mv,qB)，得B＝eq\f(mv,qr)①；又Ek＝eq\f(1,2)mv2∝T(T为热力学温度)，得v∝eq\r(T)②.由①②得，B∝eq\r(T).即在被束缚离子种类及运动半径不变的条件下，所需磁感应强度B与eq\r(T)成正比，故选项A正确．]2．(2017·高三第一次全国大联考(新课标卷Ⅲ))如图9­18所示，OO′为圆柱筒的轴线，磁感应强度大小为B的匀强磁场的磁感线平行于轴线方向，在圆筒壁上布满许多小孔，如aa′、bb′、cc′…，其中任意两孔的连线均垂直于轴线，有许多同一种比荷为eq\f(q,m)的正粒子，以不同速度、入射角射入小孔，且均从与OO′轴线对称的小孔中射出，入射角为30°正粒子的速度大小为eq\r(2)km/s，则入射角为45°的粒子速度大小为()图9­18A．0.5km/sB．1km/sC．2km/sD．4km/sB[粒子从小孔射入磁场，与粒子从小孔射出磁场时速度与竖直线的夹角相等，画出轨迹如图，根据几何关系有r1＝eq\f(R,sin30°)，r2＝eq\f(R,sin45°)，由牛顿第二定律得Bqv＝meq\f(v2,r)，解得v＝eq\f(rqB,m)，所以v∝r，则入射角分别为30°、45°的粒子速度大小之比为eq\f(v1,v2)＝eq\f(r1,r2)＝eq\f(sin45°,sin30°)＝eq\r(2)，则入射角为45°的粒子速度大小为v2＝1km/s，选项B正确．]3.(2017·鹰潭市一模)如图9­19所示，由光滑弹性绝缘壁构成的等边三角形ABC容器的边长为a，其内存在垂直纸面向里的匀强磁场，小孔O是竖直边AB的中点，一质量为m、电荷量为＋q的粒子(不计重力)从小孔O以速度v水平射入磁场，粒子与器壁多次垂直碰撞后(碰撞时无能量和电荷量损失)仍能从O孔水平射出，已知粒子在磁场中运行的半径小于eq\f(a,2)，则磁场的磁感应强度的最小值Bmin及对应粒子在磁场中运行的时间t为()【导学号：19624113】图9­19A．Bmin＝eq\f(2mv,qa)，t＝eq\f(7πa,6v)B．Bmin＝eq\f(2mv,qa)，t＝eq\f(πa,26v)C．Bmin＝eq\f(6mv,qa)，t＝eq\f(7πa,6v)D．Bmin＝eq\f(6mv,qa)，t＝eq\f(πa,26v)C[粒子在磁场中做圆周运动的半径为r，则Bqv＝meq\f(v2,r)，得r＝eq\f(mv,qB)，因粒子从O孔水平射入后，最终又要水平射出，则有(2n＋1)r＝eq\f(a,2)，(n＝1、2、3…)，联立得B＝eq\f(22n＋1mv,qa)，当n＝1时B取最小值，Bmin＝eq\f(6mv,qa)，此时对应粒子的运动时间为t＝3(T＋eq\f(T,6))＝eq\f(7T,2)，而T＝eq\f(2πm,Bq)＝eq\f(πa,3v)，所以t＝eq\f(7πa,6v)，C正确，ABD错误．]4．(2017·沈阳模拟)如图9­20所示，在Ⅰ、Ⅱ两个区域内存在磁感应强度均为B的匀强磁场，磁场方向分别垂直于纸面向外和向里，边界AC、AD的夹角∠DAC＝30°，边界AC与边界MN平行，边界AC处磁场方向垂直纸面向里，Ⅱ区域宽度为d.质量为m、电荷量为＋q的粒子在边界AD上距A点d处垂直AD射入Ⅰ区，已知粒子速度大小为eq\f(qBd,m)，方向垂直磁场，不计粒子重力，则粒子在磁场中运动的总时间为()【导学号：19624114】图9­20A.eq\f(πm,3qB)B.eq\f(2πm,3qB)C.eq\f(5πm,6qB)D.eq\f(7πm,6qB)C[根据洛伦兹