专题24 带电粒子在复合场中的实际应用(精练)-2019年高考物理双基突破(二) Word版含解析.pdf

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1、1．（多选）如图，虚线所围的区域内存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场。从左方水平射入的电子，穿过该区域时未发生偏转．则下列分析中可能正确的是A．E竖直向上，B垂直纸面向外，电子做匀速直线通过区域B．E竖直向上，B垂直纸面向里，电子做匀速直线通过区域C．E和B都是沿水平方向，电子做匀减速直线运动通过区域D．E和B都是沿水平方向，电子做匀加速直线运动通过区域【答案】ACD2．（多选）回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都

2、能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是A．减小狭缝间的距离B．增大磁场的磁感应强度C．增大D形金属盒的半径D．增大匀强电场间的加速电压【答案】BCv2qBR1q2B2R2【解析】由qvB＝m，解得v＝.则动能E＝mv2＝，知最大动能与加速的电压无关，与狭缝Rmk22m间的距离无关，与磁感应强度大小和D形盒的半径有关，增大磁感应强度和D形盒的半径，可以增加粒子的最大动能，故B、C正确，A、D错误。6．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

3、定。质子在入口处从静止开始被加速电场加速，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】D1mv【解析】带电粒子在加速电场中运动时，有qU＝mv2，在磁场中偏转时，其半径r＝，由以上两式2qB12mUm整理得：r＝。由于质子与一价正离子的电荷量相同，B∶B＝1∶12，当半径相等时，解得：2＝Bq12m1144，选项D正确。7．（多选）回旋加速器是加速带电粒

4、子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底面的匀强磁场中，要增大带电粒子射出时的动能，下列说法中正确的是A．增加交流电的电压B．增大磁感应强度C．改变磁场方向D．增大加速器半径【答案】BD8．一个用于加速质子的回旋加速器，其核心部分如图，D形盒半径为R，垂直D形盒底面的匀强磁场的磁感应强度为B，两盒分别与交流电源相连。下列说法正确的是A．质子被加速后的最大速度随B、R的增大而增大B．质子被加速后的最大速度随加速电压的增大而

5、增大C．只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值D．不需要改变任何量，这个装置也能用于加速β粒子【答案】AmvqBR【解析】由r＝知，当r＝R时，质子有最大速度v＝，即B、R越大，v越大，v与加速电压qBmmmm2πm无关，A对、B错。随着质子速度v的增大、质量m会发生变化，据T＝知质子做圆周运动的周期会变qB化，所加交流电与其运动不再同步，即质子不可能一直被加速下去，C错。由上面周期公式知β粒子与质子做圆周运动的周期不同，故此装置不能用于加速β粒子，D错。9．（多选）如图是质谱仪工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器

6、。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片AA。平板S下方有磁感应强度为B的匀强磁场。下列表述正确的是120A．质谱仪是分析同位素的重要工具B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里EC．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于BD．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小【答案】AC10．在如图所示的平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直。一带电粒子（重力不计）从左端以速度v沿虚线射入后做直线运动，则该粒子A．一定带正电EB．速度v＝BEC．若速度v＞，粒子一定

7、不能从板间射出BD．若此粒子从右端沿虚线方向进入，仍做直线运动【答案】B11．（多选）如图，a、b是一对平行金属板，分别接到直流电源的两极上，使a、b两板间产生匀强电场E，右边有一块挡板，正中间开有一小孔d，在较大空间范围内存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。从两板左侧中点c处射入一束正离子（不计重力），这些正离子都沿直线运动到右侧，从d孔射出后分成三束，则下列判断正确的是A．这三束正离子的速度一定不相同B．这三束正离子的比荷一定不相同C．a、b两板间的匀强电场方向一定由a指向bD．若这三束离子改为带负电而其他条件不变，

8、则仍能从d孔射出【答案】BCD【解析】因为三束正离子在两极板间都是沿直线运动的，电场力等于洛伦兹力，可以判断三束正离子的速度一定相同，且电场方向一定由a指向b，A错误，C正确；在右侧磁场中三束