【人教版】高考物理一轮总复习课时冲关33：磁吃运动电荷的作用（含解析）.doc

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1、带电粒子在组合场中的运动[A级－基础练]1．(2019·河南洛阳期末统考)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，粒子在磁场中转半个圆周后打在P点，设OP＝x，能够正确反映x与U之间的函数关系的是(　　)解析：B　[在电场中Uq＝mv2，解得v＝，x＝＝＝，所以能够正确反映x与U之间的函数关系的是B图．]2．(多选)劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示．置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略．磁感应

2、强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U.若A处粒子源产生质子的质量为m、电荷量为＋q，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响．则下列说法正确的是(　　)A．质子被加速后的最大速度不可能超过2πRfB．质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比C．质子第2次和第1次经过两次D形盒间狭缝后轨道半径之比为∶1D．不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器的最大动能不变解析：AC　[质子被加速后的最大速度受到D形盒半径R的制约，因v＝＝2πRf，故A正确；质子离开回旋加速器的

3、最大动能Ekm＝mv2＝m×4π2R2f2＝2mπ2R2f2，与加速电压U无关，B错误；根据R＝，Uq＝mv，2Uq＝mv，得质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为∶1，C正确；因回旋加速器的最大动能Ekm＝2mπ2R2f2与m、R、f均有关，D错误．]3．(2019·山东济南一模)质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示．粒子源S发出两种带正电的同位素粒子甲和乙，两种粒子从S出来时速度很小，可忽略不计．粒子经过加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场(图中线框所示)，最终打到照相

4、底片上．测得甲、乙两种粒子打在照相底片上的点到入射点的距离之比为5∶4.则它们在磁场中运动的时间之比是(　　)A．5∶4　　　　　　　B．4∶5C．25∶16D．16∶25解析：C　[在电场中Uq＝mv2，解得v＝，打在照相底片上的点到入射点的距离d＝＝＝，对于同位素，电荷量q相同，两电荷的质量之比为＝＝，它们在磁场中运动的时间为半个周期，t＝＝，所以运动时间之比为＝＝，C正确．]4．(2019·杭州一中模拟)如图所示，两导体板水平放置，两板间的电势差为U，带电粒子以某一初速度v0沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过

5、两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U和v0的变化而变化情况为(　　)A．d随v0的增大而增大，d与U无关B．d随v0的增大而增大，d随U的增大而增大C．d随U的增大而增大，d与v0无关D．d随v0的增大而增大，d随U的增大而减小解析：A　[带电粒子射出电场时速度的偏转角为θ，运动轨迹如图所示，有：cosθ＝，又R＝，而d＝2Rcosθ＝2cosθ＝，选项A正确．]5．如图所示为一种获得高能粒子的装置——环形加速器，环形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场．质量为

6、m、电荷量为＋q的粒子在环中做半径为R的圆周运动．A、B为两块中心开有小孔的极板，原来电势都为零，每当粒子飞经A板时，A板电势升高为＋U，B板电势仍保持为零，粒子在两极板间的电场中加速．每当粒子离开电场区域时，A板电势又降为零，粒子在电场一次次加速下动能不断增大，而在环形区域内绕行半径不变(设极板间距远小于R)．下列关于环形加速器的说法中正确的是(　　)A．环形区域内的磁感应强度大小Bn与加速次数n之间的关系为＝B．环形区域内的磁感应强度大小Bn与加速次数n之间的关系为＝C．A、B板之间的电压可以始终保持不变D．粒子每次

7、绕行一圈所需的时间tn与加速次数n之间的关系为＝解析：B　[因粒子每绕行一圈，其增加的能量为qU，所以，绕行第n圈时获得总动能为mv＝nqU，得第n圈的速度vn＝.在磁场中，由牛顿第二定律得qBnvn＝m，解得Bn＝，所以＝，A错误，B正确；如果A、B板之间的电压始终保持不变，粒子在A、B两极板之间飞行时，电场力对其做功为qU，从而使之加速，在磁场内飞行时，电场又对粒子做功－qU，从而使之减速．粒子绕行一周电场对其所做总功为零，动能不会增加，达不到加速效果，C错误；根据t＝得tn＝2πR，得＝，D错误．]6．在如图所示的

8、坐标系xOy中，x<0，y>0的区域内有沿x轴正方向的匀强电场，x≥0的区域内有垂直于xOy坐标平面向外的匀强磁场，x轴上A点的坐标为(－L,0)，y轴上D点的坐标为.有一个带正电的粒子从A点以初速度vA沿y轴正方向射入匀强电场区域，经过D点进入匀强磁场区域，然后经x轴上的C点(图中未画出)运动到坐标原点O.不计重力