2026届新高考物理三轮冲刺复习：洛伦兹力与现代科技

2026届新高考物理三轮冲刺复习洛伦兹力与现代科技学习目标课标解读

将抽象的物理规律与改变世界的现代技术紧密相连，旨在培养学生的物理观念、科学思维和社会责任。复习目标

1.理解质谱仪的工作原理，会计算粒子的比荷。2.理解回旋加速器的工作原理，会计算粒子的最大动能和交流电频率。3.理解电场与磁场叠加场的科技应用实例的原理。问题与思考：不同的粒子有不同的质量和带电量，那怎么将粒子束中的粒子分开呢？方案一：先用加速电场加速比荷不同的带电粒子，再用匀强电场使带电粒子偏转，从而把它们分开。原理图如图所示：U0LyUdm,q（1）先加速问题与思考：不同的粒子有不同的质量和带电量，那怎么将粒子束中的粒子分开呢？方案一：先用加速电场加速比荷不同的带电粒子，再用匀强电场使带电粒子偏转，从而把它们分开。原理图如图所示：（2）再偏转（类平抛运动）由粒子的轨迹方程可知，粒子的轨迹与粒子的性质无关，无法分开比荷不同的粒子。（1）先加速由：得：U0Bm,q（2）再偏转(匀速圆周运动）得：由粒子的轨道半径表达式可知，比荷不同的带电粒子的半径不同，这种方法可以分开比荷不同的粒子。方案二：先用加速电场加速比荷不同的带电粒子，再用匀强磁场使带电粒子偏转，从而把它们分开。原理图如图所示：考点一质谱仪质谱仪结构及作用：①电离室：使中性气体电离，产生带电粒子②加速电场：使带电粒子获得速度③粒子速度选择器：以垂直速度进入偏转磁场④偏转磁场：使不同带电粒子偏转分离⑤照相底片：记录不同粒子偏转位置及半径质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。2.原理(如图所示)

1.作用

测量带电粒子质量和分离同位素。考点一质谱仪考点一质谱仪电荷量相同，质量不同的同位素，经同一电场U0加速后，经S3孔进入匀强磁场，由于其圆周运动的轨道半径不同，就会打在照相底片D的不同位置，出现一系列的谱线（叫作质谱线）。例如：氕、氘、氚三种同位素（q相同，m不同）情境分析：例1

（2024年高考甘肃卷）质谱仪是科学研究中的重要仪器，其原理如图所示。Ⅰ为粒子加速器，加速电压为U；Ⅱ为速度选择器，匀强电场的电场强度大小为，方向沿纸面向下，匀强磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里；Ⅲ为偏转分离器，匀强磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里。从S点释放初速度为零的带电粒子（不计重力），加速后进入速度选择器做直线运动、再由O点进入分离器做圆周运动，最后打到照相底片的P点处，运动轨迹如图中虚线所示。（1）粒子带正电还是负电？求粒子的比荷。（2）求O点到P点的距离。跟踪训练(2025·河北衡水模拟)如图所示为质谱仪原理示意图。由粒子源射出的不同粒子先进入速度选择器，部分粒子沿直线通过速度选择器的小孔进入偏转磁场，最后打在MN之间的照相底片上。已知速度选择器内的电场的电场强度为E，磁场的磁感应强度为B0，偏转磁场的磁感应强度为2B0，S1、S2、S3是三种不同的粒子在照相底片上打出的点。忽略粒子的重力以及粒子间的相互作用，下列说法正确的是(

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D考点二回旋加速器思考与讨论：在粒子物理学的研究中，经常需要极高能量的粒子作为“炮弹”去轰击未知原子，以便“打开”其内部结构。那如何才能获得需要的高能粒子呢？让粒子在电场中进行加速，加速电压越高，粒子获得的动能就越高。直线加速器设电子进入第n个圆筒后的速度为v，根据动能定理有：缺点:多级直线加速器占有的空间范围大，在有限的空间范围内制造直线加速器受到一定的限制。1.构造

如图所示，D1、D2是半圆形金属盒，D形盒处于匀强磁场中，D形盒的缝隙处接交流电源。2.原理

交流电周期和粒子做圆周运动的周期相等，使粒子每经过一次D形盒缝隙，粒子就被加速一次。考点二回旋加速器思考：带电粒子在回旋加速器中加速，最终能达到多大的速度呢？这个最大速度与加速电压的大小有关系吗？

当轨迹半径r达到D形盒最大半径R时，此时粒子速度达到最大。

粒子加速的最大速度由盒的半径决定，与加速电压无关。

(1)粒子第一次在D2区域内做匀速圆周运动的轨道半径;