阿文物理2020选修（3－1）（人教版）：寒假作业之核心考点(带电粒子在磁场中的运动）突破练（原创、较难）

寒假作业之核心考点(带电粒子在磁场中的运动）突破练（原创、较难）

一、单选题

1．在磁感应强度为B的匀强磁场，一个静止的放射性原子核()发生了一次α衰变．放射出的α粒子()在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R．以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量，生成的新核用Y表示，真空中光速为c，下列说法正确的是

A．新核Y在磁场中做圆周运动的轨道半径为

B．α粒子做圆周运动可等效成一个环形电流，且电流大小为

C．若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核Y的动能，则衰变过程中的质量亏损约为

D．发生衰变后产生的α粒子与新核Y在磁场中旋转方向相同，且轨迹为相内切的圆

【答案】C

2．在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核()发生了一次α衰变。放射出的α粒子()在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量，生成的新核用Y表示。下面说法不正确的是

A．发生衰变后产生的α粒子与新核Y在磁场中运动的轨迹正确的是图丙

B．新核Y在磁场中圆周运动的半径为RY＝

C．α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，且电流大小为I＝

D．若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，则衰变过程中的质量亏损为Δm＝

【答案】A

3．K—介子的衰变方程为：K—→π— + π0，其中K—介子和π—介子带负电，π0介子不带电。如图，匀强磁场的方向垂直纸面向外，一个K—介子沿垂直于磁场的方向射入，其轨迹为图中的虚线圆弧，若K—介子在磁

场中发生衰变，则衰变产生的π—介子和π0介子的运动轨迹可能是

A． B． C． D．

【答案】C

4．如图所示，质量为m、带电荷量为+q的三个相同带电小球a、b、c，从同一高度以初速度v0水平抛出，小球a只在重力作用下运动，小球b在重力和洛伦兹力作用下运动，小球c在重力和电场力作用下运动，它们落地的时间分别为ta、tb、tc，落地时重力的瞬时功率分别为Pa、Pb、Pc，则以下判断中正确的是（     ）

A．ta=tb=tc B．ta=tc<tb C．Pb<Pa<Pc D．Pa=Pb>Pc

【答案】A

5．如图所示为一种质谱仪的示意图，该质谱仪由速度选择器、静电分析器和磁分析器组成。若速度选择器中电场强度大小为，磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里，静电分析器通道中心线为圆弧，圆弧的半径()为，通道内有均匀辐射的电场，在中心线处的电场强度大小为，磁分析器中有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向外。一带电粒子以速度沿直线经过速度选择器后沿中心线通过静电分析器，由点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的点，不计粒子重力。下列说法正确的是

A．速度选择器的极板的电势板比极板的高

B．粒子的速度

C．粒子的比荷为

D．两点间的距离为

【答案】AC

6．空间存在垂直于纸面方向的均匀磁场，其方向随时间做周期性变化，磁感应强度B随时间t变化的图象如图所示。规定B＞0时，磁场的方向穿出纸面。一电荷量q＝5×10﹣7C、质量m＝5×10﹣10kg的带电粒子，位于某点O处，在t＝0时刻以初速度v0＝m/s沿某方向开始运动。不计重力的作用，不计磁场的变化可能产生的一切其他影响。则在磁场变化N个周期（N为整数）的时间内带电粒子的平均速度的大小等于（   ）

A．m/s B．m/s C．m/s D．2m/s

【答案】D

7．如图所示，等腰直角三角形abc区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，在bc的中点O处有一粒子源，可沿与ba平行的方向发射速率不同的两种粒子，粒子带负电，质量为m，电荷量为q，已知这些粒子都能从ab边离开abc区域，ab=2l，不考虑粒子的重力及粒子间的相互作用，则这些粒子