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时间:2019-11-10
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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
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