| 1. 难度：简单 | |
|
回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图1所示．它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速．两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出．如果用同一回旋加速器分别加速氚核(13H)和α粒子(24He)，比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，有 ( )
A．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大 B．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小 C．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能也较小 D．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大
|
|
| 2. 难度：简单 | |
|
如图2所示，一带电小球质量为m，用丝线悬挂于O点，并在竖直平面内摆动，最大摆角为60°，水平磁场垂直于小球摆动的平面，当小球自左方摆到最低点时，悬线上的张力恰为零，则小球自右方摆到最低点时悬线上的张力为 ( ) A．0 B．2mg C．4mg D．6mg
|
|
| 3. 难度：简单 | |
|
如图3所示，在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度 为B的 匀强磁场，一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场， 粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120°角，若粒子 穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a，则该粒子的比荷和所 带电荷的正负是 ( )
A. C.
|
|
| 4. 难度：简单 | |
|
如图4所示，相距为d的水平金属板M、N的左侧有一对竖直金属板P、Q，板P上的小孔S正对板Q上的小孔O，M、N间有垂直于纸面向里的匀强磁场，在小孔S处有一带负电粒子，其重力和初速度均不计，当滑动变阻器的滑片在AB的中点时，带负电粒子恰能在M、N间做直线运动，当滑动变阻器的滑片滑到A点后 ( )
A．粒子在M、N间运动过程中，动能一定不变 B．粒子在M、N间运动过程中，动能一定增大 C．粒子在M、N间运动过程中，动能一定减小 D．以上说法都不对
|
|
| 5. 难度：简单 | |
|
如图5所示，一个质量为m、电荷量为＋q的带电粒子，不计重力，在a点以某一初速 度水平向左射入磁场区域Ⅰ，沿曲线abcd运动，ab、bc、cd都是半径为R的圆弧．粒子在每段圆弧上运动的时间都为t.规定垂直于纸面向外的磁感应强度为正，则磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分的磁感应强度B随x变化的关系可能是图6中的 ( )
|
|
| 6. 难度：简单 | |
|
如图7所示，为了科学研究的需要，常常将质子 (
A．EH＝Eα，TH≠Tα B．EH＝Eα，TH＝Tα C．EH≠Eα，TH≠Tα D．EH≠Eα，TH＝Tα
|
|
| 7. 难度：简单 | |
|
用一金属窄片折成一矩形框架水平放置，框架右边上有一极小开口．匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，如图8所示，框架以速度v1向右匀速运动，一带电油滴质量为m，电荷量为q，以速度v2从右边开口处水平向左射入，若油滴恰能在框架内做匀速圆周运动，则 ( )
A．油滴带正电，且逆时针做匀速圆周运动 B．油滴带负电，且逆时针做匀速圆周运动 C．圆周运动的半径一定等于 D．油滴做圆周运动的周期等于
|
|
| 8. 难度：简单 | |
|
带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹．图9所示是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直于纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电荷量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是( ) A．粒子先经过a点，再经过b点 B．粒子先经过b点，再经过a点 C．粒子带负电 D．粒子带正电
|
|
| 9. 难度：简单 | |
|
两根通电的长直导线平行放置，电流分别为I1和I2，电流的方向如图10所示，在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连线的延长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上．则导线中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是( )
A．a点 B．b点 C．c点 D．d点
|
|
| 10. 难度：简单 | |
|
如图11所示，在平面直角坐标系中有一个垂直于纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点O和y轴上的点a(0，L)．一质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的b点射出磁场，此时速度方向与x轴正方向的夹角为60°.下列说法中正确的是 ( )
A．电子在磁场中运动的时间为 B．电子在磁场中运动的时间为 C．磁场区域的圆心坐标( D．电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为(0，－2L)
|
|
| 11. 难度：简单 | |
|
一电子以与磁场垂直的速度v从P处沿PQ方向进入长为d、宽为h的匀强磁场区域，从N点射出，如图12所示，若电子质量为m，电荷量为e，磁感应强度为B，则 ( )
A．h＝d B．电子在磁场中运动的时间为 C．电子在磁场中运动的时间为 D．洛伦兹力对电子不做功
|
|
| 12. 难度：简单 | |
|
带电粒子以速度v沿CB方向射入一横截面为正方形的区域．C、B均为该正方形两边的中点，如图13所示，不计粒子的重力．当区域内有竖直方向的匀强电场E时，粒子从A点飞出，所用时间为t1；当区域内有垂直于纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场时，粒子也从A点飞出，所用时间为t2，下列说法正确的是( ) A．t1<t2 B．t1>t2 C.
|
|
| 13. 难度：简单 | |
|
(12分)如图14所示，回旋加速器D形盒的半径为R，用来加速质量为m、电荷量为q的质子，使质子由静止加速到能量为E后，由A孔射出，求：
(1)加速器中匀强磁场B的方向和大小； (2)设两D形盒间距为d，其间电压为U，电场视为匀强电场，质子每次经电 场加速后能量增加，加速到上述能量所需回旋周数； (3)加速到上述能量所需时间．
|
|
| 14. 难度：简单 | |
|
据报道，最近已研制出一种可以投入使用的电磁轨道炮，其原理如图15所示．炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接．开始时炮弹在导轨的一端，通电流后，炮弹会被磁场力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出．设两导轨之间的距离d＝0.10 m，导轨长 L＝5.0 m，炮弹质量m＝0.30 kg.导轨上的电流I的方向如图中箭头所示．可认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为B＝2.0 T，方向垂直于纸面向里．若炮弹出口速度为 v＝2.0×103 m/s，求通过导轨的电流I.(忽略摩擦力与重力的影响)
|
|
| 15. 难度：简单 | |
|
(14分)一质量为m、电荷量为q的带负电的带电粒子，从A点射入宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场，MN、PQ为该磁场的边界线，磁感线垂直于纸面向里，磁场区域足够长．如图16所示．带电粒子射入时的初速度与PQ成45°角，且粒子恰好没有从MN射出．(不计粒子所受重力)求： (1)该带电粒子的初速度v0； (2)该带电粒子从PQ边界射出的射出点到A点的距离x.
|
|
| 16. 难度：简单 | |
|
(17分)(2009·江苏高考)1932年，劳伦斯和利文斯顿设计出了回旋加速器．回旋加速器的工作原理如图17所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，A处粒子源产生的粒子，质量为m，电荷量为＋q，在加速器中被加速，加速电压为U.加速过程中不考虑相对论效应和重力作用．
(1)求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比； (2)求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间t； (3)实际使用中，磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制．若某一加速器磁感应 强度和加速电场频率的最大值分别为Bm、fm，试讨论粒子能获得的最大动能Ekm.
|
|
，正电荷 B. 
，正电荷
)和α粒子(
)等带电粒子储存在圆环状空腔中，圆环状空腔置于一个与圆环平面垂直的匀强磁场(偏转磁场)中，磁感应强度为B.如果质子和α粒子在空腔中做圆周运动的轨迹相同(如图中虚线所示)，偏转磁场也相同，则质子和α粒子在圆环状空腔中运动的动能EH和Eα、运动的周期TH和Tα的大小关系是 ( ) 
，
)
＝
v D. 
v
