第八章 磁场
(时间90分钟，满分100分)
一、选择题(本大题共12个小题，共60分，每小题至少有一个选项正确，全部选对的 得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
1．(2024·广东高考)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1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
解析：由于粒子的速度减小，所以轨道半径不断减小，所以A对B错；由左手定则 得粒子应带负电，C对D错． 答案：AC
2．两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2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
解析：由安培定则可知，直线电流的磁场是以导线为圆心的同心圆，I1产生的磁场方 向为逆时针方向，I2产生的磁场方向为顺时针方向，则I1在a点产生的磁场竖直向 下，I2在a点产生的磁场竖直向上，在a点磁感应强度可能为零，此时需满足I2>I1； 同理，在b点磁感应强度也可能为零，此时需满足I1>I2.I1在c点产生的磁场斜向左 上方，I2在c点产生的磁场斜向右上方，则c点的磁感应强度不可能为零，同理，在 d点的磁感应强度也不可能为零，故选项A、B正确． 答案：AB
3．回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图3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
mH3qH1
解析：由题意知＝，＝，回旋加速器交流电源的周期应与带电粒子在磁场中
mα4qα22πmTH3
做圆周运动的周期相等．由T＝Bq可得＝，故加速氚核的交流电源的周期较大，
Tα2mv2mEk因为粒子最后直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出，由R＝Bq＝qB可 得氚核和α粒子的最大动能之比答案：B
4．如图4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
EkH1
＝，氚核获得的最大动能较小．故选项B正确． Ekα3
C．4mg D．6mg
解析：若没有磁场，则到达最低点绳子的张力为F，则
mv2
F－mg＝ ①
l1由能量守恒得：mgl(1－cos60°)＝mv2 ②
2联立①②得F＝2mg.
当有磁场存在时，由于洛伦兹力不做功，在最低点悬线张力为零，则F洛＝2mg 当小球自右方摆到最低点时洛伦兹力大小不变，方向必向下
mv2
可得F′－F洛－mg＝ l
所以此时绳中的张力F′＝4mg.C项正确． 答案：C
5．如图5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 3vA.，正电荷 2aB
3vC.，负电荷 2aB
( )
vB.，正电荷 2aB
vD.，负电荷 2aB
解析：从“粒子穿过y轴正半轴后……”可知粒子向右侧偏转，洛伦兹力指向运动方向的右侧，由左手定则可判定粒子带负电，作出粒子运动轨迹示意图如右图．根据几何关系有r＋rsin30°＝a，再结合半径表达式r＝项正确． 答案：C
6．如图6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
( )
mvq3v
可得＝，故CqBm2aB
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
解析：当滑片向上滑动时，两个极板间的电压减小，粒子所受电场力减小，当滑到A 处时，偏转电场的电压为零，粒子进入此区域后做圆周运动．而加在PQ间的电压始 终没有变化，所以进入偏转磁场后动能也就不发生变化了．综上所述，A项正确． 答案：A
最新-2024年高考物理(课标人教版)(三维设计)一轮复习
