（新课标）高考物理一轮总复习 课时跟踪训练27 第八章 磁场 第3讲 带电粒子在组合场中的运动（选修31）.doc

第3讲 带电粒子在组合场中的运动一、选择题1(多选)如右图是质谱仪的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a1a2.平板s下方有强度为b0的匀强磁场下列表述正确的是()a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于纸面向外c能通过狭缝p的带电粒子的速率等于e/bd粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝p，粒子的电荷量越小解析因同位素原子的化学性质完全相同，无法用化学方法进行分析，故质谱仪就成为同位素分析的重要工具，a正确在速度选择器中，带电粒子所受电场力和洛伦兹力在粒子沿直线运动时应等大反向，结合左手定则可知b正确再由qeqvb有ve/b，c正确在匀强磁场b0中r，所以q，由于粒子的质量大小不确定，所以电荷量大小也不确定，d错误答案abc2(2015韶关模拟)回旋加速器是加速带电粒子的装置，其主体部分是两个d形金属盒两金属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中，a、b分别与高频交流电源两极相连接，下列说法正确的是()a离子从磁场中获得能量b带电粒子的运动周期是变化的c离子由加速器的中心附近进入加速器d增大金属盒的半径，粒子射出时的动能不变解析离子在回旋加速器中从电场中获得能量，带电粒子的运动周期是不变的，选项a、b错误；离子由加速器的中心附近进入加速器，增大金属盒的半径，粒子射出时的动能增大，选项c正确d错误答案c3如图所示，一个质量为m、电荷量为q的带电小球从水平线pq上方m点自由下落，以pq为边界下方有方向竖直向下、电场强度为e的匀强电场，同时还有垂直于纸面的匀强磁场，小球从边界上的a点进入复合场后，恰能做匀速圆周运动，并从边界上的b点穿出，重力加速度为g，不计空气阻力，则以下说法正确的是()a小球带负电荷，匀强磁场方向垂直于纸面向外b小球的电荷量与质量的比值c小球从a运动到b的过程中，小球和地球组成的系统的机械能守恒d小球在a、b两点的速度相同解析带电小球在复合场中做匀速圆周运动，则qemg，选项b正确；电场方向竖直向下，则可知小球带负电，由于小球从b点射出，根据左手定则可知磁场方向垂直纸面向里，选项a错误；小球运动过程中，电场力做功，故小球和地球组成的系统的机械能不守恒，只是在a、b两点机械能相等，选项c错误；小球在a、b两点速度方向相反，故选项d错误答案b4(2015东北三校联考)如图所示，某种带电粒子由静止开始经电压为u1的电场加速后，射入水平放置、电势差为u2的两导体板间的匀强电场中，带电粒子沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场中，则粒子射入磁场和射出磁场的m、n两点间的距离d随着u1和u2的变化情况为(不计重力，不考虑边缘效应)()ad随u1变化，d与u2无关bd与u1无关，d随u2变化cd随u1变化，d随u2变化dd与u1无关，d与u2无关解析设带电粒子在加速电场中被加速后的速度为v0，根据动能定理有qu1mv.设带电粒子从偏转电场中出来进入磁场时的速度大小为v，与水平方向的夹角为，如图所示，在磁场中有r，v，而d2rcos，联立解得d2，因而选项a正确答案a5(多选)(2015苏北三市一模)如右图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成若静电分析器通道中心线的半径为r，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为e，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为b、方向垂直纸面向外一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由p点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的q点不计粒子重力下列说法中正确的是()a极板m比极板n电势高b加速电场的电压uerc直径pq2bd若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群离子具有相同的比荷解析粒子在静电分析器内沿电场线方向偏转，说明粒子带正电荷，极板m比极板n电势高，选项a正确；由uqmv2和eq可得u，选项b错误；直径pq2r2，可见只有比荷相同的粒子才能打在胶片上的同一点，选项c错误，d正确答案ad6(多选)(2016武汉摸底)下图甲是回旋加速器的工作原理图d1和d2是两个中空的半圆金属盒，它们之间有一定的电势差，a处的粒子源产生的带电粒子，在两盒之间被电场加速两半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，所以粒子在半圆盒中做匀速圆周运动若带电粒子在磁场中运动的动能ek随时间t的变化规律如图乙所示，不计带电粒子在电场中的加速时间，不考虑由相对论效应带来的影响，下列判断正确的是()a在ekt图中应该有tn1tntntn1b在ekt图中应该有tn1tntntn1c在ekt图中应该有en1enenen1d在ekt图中应该有en1en0表示磁场方向垂直于纸面向外，而b0则表示磁场方向垂直于纸面向内已知图象的变化周期t0，则粒子在时间0内的什么时刻从o点射入磁场，就可以在0t0时间内恰好不能穿过y轴？解析(1)粒子在电场中做类平抛运动，有水平方向lv0t，竖直方向v0tanat，由牛顿第二定律有qema，联立以上各式