2019届高考物理一轮复习 第九单元 磁场 题组层级快练44 磁场对运动电荷的作用 新人教版

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1、题组层级快练(四十四)一、选择题1．(多选)在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的磷离子P＋和P3＋，经电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域，如图所示．已知离子P＋在磁场中转过θ＝30°后从磁场右边界射出．在电场和磁场中运动时，离子P＋和P3＋(　　)A．在电场中的加速度之比为1∶1B．在磁场中运动的半径之比为∶1C．在磁场中转过的角度之比为1∶2D．离开电场区域时的动能之比为1∶3答案　BCD解析　粒子的质量＝质子数＋中子数，故磷离子P＋和P3＋的质量相同，设为m，P＋的电荷量设为q，则P3＋的电荷量为3q，在

2、电场中由a＝知，加速度之比为所带电荷量之比，即为1∶3，A项错误；由qU＝mv2，得Ek∝q，即离开电场区域时的动能之比为1∶3，D项正确；又由qBv＝m，所以r＝，得r＝∝，所以rP＋∶rP3＋＝∶1，B项正确；由几何关系，可得P3＋在磁场中转过60°角后从磁场右边界射出，C项正确．2．如图所示为洛伦兹力演示仪的结构图．励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外，电子束由电子枪产生，其速度方向与磁场方向垂直．电子速度的大小和磁场强弱可分别由通过电子枪的加速电压和励磁线圈的电流来调节．下列说法正确的是(　　)A．仅增大励磁线圈中电流，电子束径迹的半径变大B．仅提高电子枪加

3、速电压，电子束径迹的半径变大C．仅增大励磁线圈中电流，电子做圆周运动的周期将变大D．仅提高电子枪加速电压，电子做圆周运动的周期将变大答案　B解析　仅增大励磁线圈中电流，磁感应强度增大，由R＝可知电子束径迹的半径变小，由T＝可知电子做圆周运动的周期将变小，A、C两项错误；仅提高电子枪加速电压，电子速度增大，由R＝可知电子束径迹的半径变大，由T＝可知，电子做圆周运动的周期不变，B项正确，D项错误．3.(2017·洛阳一模)如图所示，一个静止的质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力)，经电压U加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子打至P点，设OP＝x，能够正确反应x

4、与U之间的函数关系的是(　　)答案　B解析　带电粒子经电压U加速，由动能定理，qU＝mv2，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，洛伦兹力提供向心力，qvB＝m，而R＝x/2，联立解得：x＝.由此可知能够正确反应x与U之间的函数关系的是图像是B项．4．(2017·淄博模拟)(多选)粒子回旋加速器的工作原理如图所示，置于真空中的D形金属盒的半径为R，两金属盒间的狭缝很小，磁感应强度为B的匀强磁场与金属盒盒面垂直，高频交流电的频率为f，加速电场的电压为U，若中心粒子源处产生的质子质量为m，电荷量为＋e，在加速器中被加速．不考虑相对论效应，则下列说法正确是(　　)A．不改变磁

5、感应强度B和交流电的频率f，该加速器也可加速α粒子B．质子第二次和第一次经过D形盒间狭缝后轨道半径之比为∶1C．质子被加速后的最大速度不能超过2πRfD．加速的粒子获得的最大动能随加速电压U的增大而增大答案　BC解析　A项，带电粒子在磁场中运动的周期与加速电场的周期相等，根据T＝知，换用α粒子，粒子的比荷变化，周期变化，回旋加速器需改变交流电的频率才能加速α粒子．故A项错误．B项，粒子在加速电场中做匀加速运动，在磁场中做匀速圆周运动，根据v＝知，质子第二次和第一次经过D形盒狭缝的速度比为∶1，根据r＝，则半径比为∶1.故B项正确．C项，质子出回旋加速器的速度最大，此时

6、的半径为R，则v＝＝2πRf.所以最大速度不超过2πfR.故C项正确．D项，根据qvB＝m，知v＝，则最大动能Ekm＝mv2＝.与加速的电压无关．故D项错误．5．(多选)质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具．如图所示为质谱仪的原理示意图，现利用质谱仪对氢元素进行测量．让氢元素三种同位素的离子流从容器A下方的小孔S无初速度飘入电势差为U的加速电场．加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中．氢的三种同位素最后打在照相底片D上，形成a、b、c三条“质谱线”．则下列判断正确的是(　　)A．进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氕、氘、氚B．进入磁场时动能从大到小排列的

7、顺序是氕、氘、氚C．在磁场中运动时间由小到大排列的顺序是氕、氘、氚D．a、b、c三条“质谱线”依次排列的顺序是氕、氘、氚答案　AC解析　氢元素的三种同位素离子均带正电，电荷量大小均为e，经过加速电场，由动能定理有：eU＝Ek＝mv2，故进入磁场中的动能相同，B项错误；且质量越大的离子速度越小，故A项正确；三种离子进入磁场后，洛伦兹力充当向心力，evB＝m，解得R＝＝，可见，质量越大的圆周运动半径越大，D项错；在磁场中运动时间均为半个周期，t＝＝，可见离子质量越大运动时间越长，C项正确．6.(2017·抚顺模拟)(多选)如图所示，在第二象限中有水平向右