高三物理 专练35 带电粒子在复合场中的运动

专练35带电粒子在复合场中的运动1(多选)有一种新型发电机叫磁流体发电机，如图所示表示它的发电原理将一束等离子体(高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的粒子，而从整体来说呈中性)沿图中所示方向喷射入磁场，磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就聚集了电荷，在磁极配置如图中所示的情况下，下述说法正确的是()AA板带正电B有电流从B经用电器流向AC金属板A、B间的电场方向向下D等离子体发生偏转的原因是离子所受洛伦兹力大于所受电场力2(多选)图中为一“滤速器”装置示意图a、b为水平放置的平行金属板，一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间为了选取具有某种特定速率的电子，可在a、b间加上电压，并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场，使所选电子仍能够沿水平直线OO运动，由O射出不计重力作用可能达到上述目的的办法是()A使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向里B使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向里C使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向外D使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向外3(多选)如图所示，在平行带电金属板间有垂直纸面向里的匀强磁场，质子、氘核、氚核沿平行金属板方向以相同动能射入两板间，其中氘核沿直线运动未发生偏转，质子和氚核发生偏转后射出，则()A偏向正极板的是质子B偏向正极板的是氚核C射出时动能最小的是质子D射出时动能最大的是氚核4.如图为质谱仪的结构原理图，磁场方向如图，某带电粒子穿过S孔打在MN板上的P点则()A该粒子一定带负电Ba极板电势一定比b极板高C到达P点粒子的速度大小与a、b间电、磁场强弱无关D带电粒子的比值越大，PS间距离越大5(多选)回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用，有力地推动了现代科学技术的发展回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的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以忽略不计磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直A处粒子源产生的粒子，质量为m、电荷量为q，在加速器中被加速，设粒子初速度为零，加速电压为U，加速过程中不考虑重力作用和相对论效应下列说法正确的是()A 粒子在回旋加速器中运动时，随轨道半径r的增大，盒中相邻轨道的半径之差减小B粒子从静止开始加速到出口处所需的时间约为C粒子能获得的最大动能Ek跟磁感应强度B无关D加速电压越大，粒子能获得的最大动能Ek越大6(多选)如图甲所示，一个带正电荷的物块m，由静止开始从斜面上A点下滑，滑到水平面BC上的D点停下来已知物块与斜面及水平面间的动摩擦因数相同，且不计物块经过B处时的机械能损失先在ABC所在空间加竖直向下的匀强电场，第二次让物块m从A点由静止开始下滑，结果物块在水平面上的D点停下来，如图乙后又撤去电场，在ABC所在空间加水平向里的匀强磁场，再次让物块m从A点由静止开始下滑，结果物块沿斜面滑下并在水平面上的D点停下来，如图丙则以下说法中正确的是()AD点一定在D点左侧 BD点一定与D点重合CD点一定在D点右侧 DD点一定与D点重合7.(多选)如图甲所示为一个质量为m、带电荷量为q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中现给圆环向右的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运动的vt图象可能是图乙中的()8(多选)如图所示，两虚线之间的空间内存在着正交或平行的匀强电场E和匀强磁场B，有一个带正电的小球(电荷量为q、质量为m)从电、磁复合场上方的某一高度处自由落下，那么，带电小球可能沿直线通过电、磁复合场的是()1BD根据左手定则知，正电荷向下偏转，负电荷向上偏转，则A板带负电，故A错误因为B板带正电，A板带负电，所以电流从B经用电器流向A，故B正确因为B板带正电，A板带负电，所以金属板间的电场方向向上，故C错误等离子体发生偏转的原因是离子所受洛伦兹力大于所受电场力，故D正确2AD要使电子沿OO运动，则电子在竖直方向所受的电场力和洛伦兹力平衡，若a板电势高于b板，则电子所受电场力方向向上，其所受洛伦兹力方向必向下，由左手定则可知磁场方向垂直纸面向里，故选项A正确同理可知选项D正确3ACD三种粒子射入时动能相同，由Ekmv2得质量与速度的平方成反比三种粒子射入复合场中，都受到向下的电场力和向上的洛伦兹力，其中氘核沿直线运动未发生偏转，则有BqvqE，v，射出时动能不变对于质子可得BqvqE，故向上偏转，运动过程中，洛伦兹力不做功，电场力做负功，射出时动能减少同理，对于氚核有BqvqE，向下偏转，运动过程中，电场力做正功，射出时动能增加4B粒子在MN右侧的磁场中向上偏转，由左手定则可知粒子带正电，故A错误；由左手定则可知，粒子在选择器中受向上的洛伦兹力，此时粒子受力平衡，电场力的方向向下，所以电场强度的方向也向下，a极板电势一定比b极板高，故B正确；由qEqvBab可知，粒子的速度v，到达P点粒子的速度大小与a、b间电、磁场强弱有关，故C错误；由洛伦兹力提供向心力得qvB，则，知比荷越大，r越小，PS间距离越小，故D错误5AB设粒子在回旋加速器中被加速了n次，则由动能定理得nqUmv2，粒子在回旋加速器中做匀速圆周运动时由洛伦兹力提供向心力，即qvBm，解得r ，盒中相邻轨道的半径之差为r() ，由此可以看出n越大，半径r之差越小，故A正确；设粒子在回旋加速器中旋转圈数为N，则N，粒子在磁场中运动的周期为T，由于两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计，因此粒子从静止开始加速到出口处所需的时间约为tNTT，根据nqUmv和qvmBm，可得n，所以t，故B正确；由qvBm知，粒子能获得的最大动能为Ekmv，由此可知，粒子能获得的最大动能与磁感应强度有关，与加速电压无关，故C、D错误6BC设AB斜面与水平面的夹角为，从A点至D点过程中，以物块为研究对象进行受力分析，由动能定理有mghmgs1cosmgs20，化简解得hs1coss20.由题意知，A点距水平面的高度h、物块与斜面及水平面间的动摩擦因数、斜面倾角、斜面长度s1为定值，所以s2与重力大小无关，而在ABC所在空间加竖直向下的匀强电场后，相当于把重力增大了，s2不变，D点一定与D点重合，选项A错误、B正确在ABC所在空间加水平向里的匀强磁场后，洛伦兹力垂直于接触面向上，正压力变小，摩擦力变小，重力做的功不变，所以D点一定在D点右侧，选项C正确、D错误7AD由左手定则可判断洛伦兹力方向向上，圆环还受到竖直向下的重力、垂直于细杆的弹力及向左的摩擦力当Bqv0mg时，圆环做匀速直线运动，选项A正确当Bqv0mg时，NBqv0mg，此时Nma，所以圆环做加速度逐渐减小的减速运动，直到Bqvmg时，圆环开始做匀速运动，选项D正确8CDA图中小球受重力、向左的电场力、向右的洛伦兹力，下降过程中速度一定变大，故洛伦兹力一定增大，不可能一直与电场力平衡，故合力不可能一直向下，故一定做曲线运动，故A错误B图中小球受重力、向上的电场力、垂直纸面向外的洛伦兹力，合力与速度方向一定不共线，故一定做曲线运动，故B错误C图中小球受重力、向左上方的电场力