2019-2020年高考物理专题冲刺专题18带电粒子在复组合场中的运动含解析

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1、2019-2020年高考物理专题冲刺专题18带电粒子在复组合场中的运动含解析一、选择题（本题共8小题，在每小题给出的四个选项中，至少有一项符合题目要求）1.如图所示，两平行、正对金属板水平放置，使上面金属板带上一定量正电荷，下面金属板带上等量的负电荷，再在它们之间加上垂直纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以初速度v0沿垂直于电场和磁场的方向从两金属板左端中央射入后向上偏转。若带电粒子所受重力可忽略不计，仍按上述方式将带电粒子射入两板间，为使其向下偏转，下列措施中可能可行的是　(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　A.仅增大带

2、电粒子射入时的速度B.仅增大两金属板所带的电荷量C.仅减小粒子所带电荷量D.仅改变粒子的电性【答案】ABD　【题型】多选题【难度】较易2.光滑绝缘水平面上有一个带电质点正在以速度v向右运动。如果加一个竖直向下的匀强磁场，经过一段时间后，该质点的速度第一次变为与初始时刻的速度大小相等、方向相反；如果不加匀强磁场而改为加一个沿水平方向的匀强电场，经过相同的一段时间后，该质点的速度也第一次变为与初始时刻的速度大小相等、方向相反，则所加的匀强磁场的磁感应强度B和所加的匀强电场的电场强度E的比值为(　　)A.B.C.D.【答案】A　【题型

3、】选择题【难度】一般3.如图所示为一种获得高能粒子的装置，环形区域内存在垂直纸面、磁感应强度大小可调的均匀磁场，带电粒子可在环中做圆周运动。A、B为两块中心开有小孔的距离很近的极板，原来电势均为零，每当带电粒子经过A板准备进入A、B之间时，A板电势升高为+U，B板电势仍保持为零，粒子在两板间的电场中得到加速；每当粒子离开B板时，A板电势又降为零，粒子在电场的加速下动能不断增大，而在环形磁场中绕行半径不变。若粒子通过A、B板的时间不可忽略，则能定性反映A板电势U和环形区域内的磁感应强度B随时间t变化的关系的是(　　)【答案】BC　

4、【解析】由题意可知，粒子在加速电场中运动时，两板电势差不变，故场强不变，带电粒子所受电场力不变，加速度不变，而粒子进入电场时的初速度不断变大，则在两板间运动的时间不断变短；粒子进入磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，即qvB=，解得B=，随着粒子速度不断增大，且其轨迹半径保持不变，故磁感应强度应不断增大，又由圆周运动规律T=可知，带电粒子在磁场中运动的周期不断减小，综上知B、C正确，A、D错误。【题型】多选题【难度】较易4.现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定．质子在入口处从静止开始

5、被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场．若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍．此离子和质子的质量比约为(　　)A．11B．12C．121D．144【答案】D　【题型】选择题【难度】一般5.磁流体发电是一项新兴技术．如图表示了它的原理：将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子，而从整体来说呈电中性)喷射入磁场，在场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压．如果射入的等离子体速度均为v，板间距离为d

6、，板平面的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于速度方向，负载电阻为R，电离气体充满两板间的空间，其电阻率为ρ，当发电机稳定发电时，A、B就是一个直流电源的两个电极．下列说法正确的是(　　)A．图中A板是电源的负极B．A、B间的电压即为该发电机的电动势C．正对面积S越大，该发电机电动势越大D．电阻R越大，该发电机输出效率越高【答案】AD　【题型】多选题【难度】一般6.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

7、速器的电压为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.质子被加速后的最大速度不能超过2πRfB.加速的质子获得的最大动能随加速电压U增大而增大C.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∶1D.不改变磁感应强度B和交流电的频率f，该加速器也可加速α粒子【答案】AC【解析】由半径公式R=可知质子的最大速度v=，且满足周期T==，得最大速度v=2πfR，可知质子被加速后的最大速度与加速电压U无关，则其获得的最大动能也与加速电压U无关，故A正确、B错误

8、；质子在电场中加速，根据动能定理，第一次通过狭缝时，有qU=m，第二次通过狭缝时，有qU=m-m，由两式可得v2∶v1=∶1，故C正确；质子的电荷数和质量数都是1，α粒子(氦核He)的电荷数为2，质量数为4，两种粒子的比荷并不相等，由周期公式T=可知两种粒子的周