2026版创新设计高考总复习物理(人教基础版)课时跟踪练-专题强化十九　洛伦兹力与现代科技

专题强化十九洛伦兹力与现代科技(分值:100分)选择题1~10题,每小题9分,第11题10分,共100分。基础对点练对点练1质谱仪1.如图,两种不同的带电粒子a、b经相同的加速电场加速后进入速度选择器(粒子在进入加速电场时的速度可忽略),a、b两种粒子在速度选择器中均沿直线运动,最终经小孔S射入匀强磁场B2。其中a粒子在磁场B2中做半径为R的圆周运动。下列说法正确的是()A.a、b两种粒子可能带异种电荷B.a、b两种粒子穿过速度选择器的时间不同C.a、b两种粒子的比荷相同D.b粒子在磁场B2中的运动半径可能比R大2.质谱仪最初是由英国物理学家阿斯顿设计的,他用质谱仪发现了氖的两种同位素氖20和氖22,从而证实了同位素的存在。如图所示,让氖20和氖22原子核从质谱仪小孔S1飘入电压为U的加速电场(初速度可看作零),然后从S3垂直进入匀强磁场发生偏转,最后打在底片上的不同地方。已知氖20和氖22原子核带电荷量相同,质量之比约为20∶22,从底片上获得在磁场中运动轨迹的直径分别为D1、D2,则D1∶D2应为()A.1∶0.91 B.1∶0.95 C.1∶1.05 D.1∶1.1对点练2回旋加速器3.(多选)回旋加速器的工作原理如图所示,置于真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过狭缝的时间可忽略不计,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(q>0),在加速器中被加速。设+q粒子初速度为零,高频交流电压为U,加速过程中不考虑重力作用和相对论效应,则()A.增大加速电压U,粒子达到最大动能Ek所用时间减少B.增大加速电压U,粒子的最大动能Ek增加C.增大磁感应强度B,若该粒子仍能正常加速,则交变电流的频率增大D.增大磁感应强度B,并使粒子正常加速,粒子的最大动能Ek不变4.(多选)回旋加速器的工作原理如图所示。D1和D2是真空中两个中空的半圆形金属盒,它们之间接电压大小恒定、频率为f的交流电源。A处的粒子源释放初速度为零的带电粒子,在两盒之间被电场加速,两个半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中,粒子在磁场中做匀速圆周运动。保持磁场不变,用该加速器分别加速氘核(12H)和氦核(24He),A.交流电源的频率f氘∶f氦=1∶2B.交流电源的频率f氘∶f氦=1∶1C.获得的最大速度vm氘∶vm氦=1∶1D.获得的最大速度vm氘∶vm氦=1∶2对点练3电场与磁场叠加的应用实例5.一对平行金属板中存在匀强电场和匀强磁场,其中电场的方向与金属板垂直,磁场的方向与金属板平行且垂直纸面向里,如图所示。一质子(11H)以速度v0自O点沿中轴线射入,恰沿中轴线做匀速直线运动。下列粒子分别自O点沿中轴线射入,能够做匀速直线运动的是(所有粒子均不考虑重力的影响)(A.以速度v02射入的正电子B.以速度v0射入的电子(-1C.以速度2v0射入的氘核(1D.以速度4v0射入的α粒子(26.(2025·江西鹰潭模拟)磁流体发电技术是目前世界上正在研究的新兴技术。如图所示是磁流体发电机示意图,相距为d的平行金属板A、B之间的磁场可看作匀强磁场,磁感应强度大小为B,等离子体(即高温下电离的气体,含有大量正、负带电粒子)以速度v垂直于B且平行于板面的方向进入磁场。金属板A、B和等离子体整体可以看作一个直流电源。将金属板A、B与电阻R相连,当发电机稳定发电时,假设两板间磁流体的等效电阻为r,则A、B两金属板间的电势差为()A.BdvR+rR B.3Bdv2(R+r7.为监测某化工厂的污水(导电液体)排放量,某物理兴趣小组的同学在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计。该装置由绝缘材料制成,长、宽、高分别为a、b、c,左右两端开口。如图,在垂直于前、后两面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场,在上、下两个面分别固定有金属板M、N作为电极,V为理想电压表。当含有大量负离子的污水从左向右流经该装置时,下列说法正确的是()A.M板的电势低于N板的电势B.若导电液体的流速为v,M、N两电极间将产生电势差U=cvBC.若仅增大导电液体中离子的浓度,电压表示数将增大D.若已知M、N电极间的电势差为U,则液体流量为Q=Uc8.(多选)自行车速度计可以利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示,一块磁铁安装在前轮上,轮子每转一圈,磁铁就靠近传感器一次,传感器就会输出一个脉冲电压。如图乙所示,电源输出电压为U1,当磁场靠近霍尔元件时,在导体前后表面间出现电势差U2(前表面的电势低于后表面的电势)。下列说法中正确的是()A.图乙中霍尔元件的载流子带负电B.若电流I变大,则霍尔电势差U2变大C.自行车的车速越大,则霍尔电势差U2越大D.若传感器的电源输出电压U1变大,则霍尔电势差U2变大综合提升练9.如图所示,是一种由加速电场,静电分析器,磁分析器构成的质谱仪的原理图。静电分析器通道内有均匀的、大小方向可调节的辐向电场,通道圆弧中心线半径为R,中心线处的电场强度大小都为E;半圆形磁分析器中分布着方向垂直于纸面、磁感应强度为B的匀强磁场。要让质量为m、电荷量为+q的带正电粒子(不计重力),由静止开始从M板经加速电场加速后,沿圆弧中心线通过静电分析器,再由P点垂直磁场边界进入磁分析器,最终打到胶片上的Q点,则()A.磁分析器中磁场方向垂直于纸面向里B.在静电分析器中粒子受辐向电场的静电力为零C.加速电场的电压U=ERD.P点与Q点间距离d=210.图甲是回旋加速器的工作原理图。A处的粒子源产生的α粒子(24He)被电场加速,α粒子在磁场中的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示,不计α粒子在电场中的加速时间,不考虑相对论效应带来的影响,下列说法正确的是(A.高频交流电的变化周期等于tn-tn-1B.在Ek-t图像中有En+1-En<En-En-1C.不改变任何条件,该装置不能对氘核(12D.设第n次加速后α粒子在D形盒内运动半径为Rn,有Rn+1-Rn<Rn-Rn-111.(多选)如图磁流体发电机的长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体,上下两个侧面是电阻可忽略的导电电极,两极间距为d,极板的长、宽分别为a、b,面积为S,这两个电极与可变电阻R相连。在垂直于前后侧面的方向上有一匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向由前向后。发电导管内有电阻率为ρ的高温电离气体——等离子体,等离子体以速度v向右流