河北省保定市淶水縣高三物理 專練35 帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)（通用）

1、專練35帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng) 1(多選)有一種新型發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī)，如圖所示表示它的發(fā)電原理將一束等離子體(高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和負(fù)電的粒子，而從整體來說呈中性)沿圖中所示方向噴射入磁場，磁場中有兩塊金屬板A、B，這時(shí)金屬板上就聚集了電荷，在磁極配置如圖中所示的情況下，下述說法正確的是()AA板帶正電B有電流從B經(jīng)用電器流向AC金屬板A、B間的電場方向向下D等離子體發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是離子所受洛倫茲力大于所受電場力2(多選)圖中為一“濾速器”裝置示意圖a、b為水平放置的平行金屬板，一束具有各種不同速率的電子沿水平方向經(jīng)小孔O進(jìn)入a、b兩板之間為了選取具有某種特定速率的電子，可在

2、a、b間加上電壓，并沿垂直于紙面的方向加一勻強(qiáng)磁場，使所選電子仍能夠沿水平直線OO運(yùn)動(dòng)，由O射出不計(jì)重力作用可能達(dá)到上述目的的辦法是()A使a板電勢高于b板，磁場方向垂直紙面向里B使a板電勢低于b板，磁場方向垂直紙面向里C使a板電勢高于b板，磁場方向垂直紙面向外D使a板電勢低于b板，磁場方向垂直紙面向外3(多選)如圖所示，在平行帶電金屬板間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，質(zhì)子、氘核、氚核沿平行金屬板方向以相同動(dòng)能射入兩板間，其中氘核沿直線運(yùn)動(dòng)未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，質(zhì)子和氚核發(fā)生偏轉(zhuǎn)后射出，則()A偏向正極板的是質(zhì)子B偏向正極板的是氚核C射出時(shí)動(dòng)能最小的是質(zhì)子D射出時(shí)動(dòng)能最大的是氚核4.如圖為質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)原理圖

3、，磁場方向如圖，某帶電粒子穿過S孔打在MN板上的P點(diǎn)則()A該粒子一定帶負(fù)電Ba極板電勢一定比b極板高C到達(dá)P點(diǎn)粒子的速度大小與a、b間電、磁場強(qiáng)弱無關(guān)D帶電粒子的比值越大，PS間距離越大5(多選)回旋加速器在核科學(xué)、核技術(shù)、核醫(yī)學(xué)等高新技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，有力地推動(dòng)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展回旋加速器的工作原理如圖所示，置于高真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時(shí)間可以忽略不計(jì)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與盒面垂直A處粒子源產(chǎn)生的粒子，質(zhì)量為m、電荷量為q，在加速器中被加速，設(shè)粒子初速度為零，加速電壓為U，加速過程中不考慮重力作用和相對(duì)論效應(yīng)下列說法正確的是()A 粒子在回

4、旋加速器中運(yùn)動(dòng)時(shí)，隨軌道半徑r的增大，盒中相鄰軌道的半徑之差減小B粒子從靜止開始加速到出口處所需的時(shí)間約為C粒子能獲得的最大動(dòng)能Ek跟磁感應(yīng)強(qiáng)度B無關(guān)D加速電壓越大，粒子能獲得的最大動(dòng)能Ek越大6(多選)如圖甲所示，一個(gè)帶正電荷的物塊m，由靜止開始從斜面上A點(diǎn)下滑，滑到水平面BC上的D點(diǎn)停下來已知物塊與斜面及水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，且不計(jì)物塊經(jīng)過B處時(shí)的機(jī)械能損失先在ABC所在空間加豎直向下的勻強(qiáng)電場，第二次讓物塊m從A點(diǎn)由靜止開始下滑，結(jié)果物塊在水平面上的D點(diǎn)停下來，如圖乙后又撤去電場，在ABC所在空間加水平向里的勻強(qiáng)磁場，再次讓物塊m從A點(diǎn)由靜止開始下滑，結(jié)果物塊沿斜面滑下并在水平面上的

5、D點(diǎn)停下來，如圖丙則以下說法中正確的是()AD點(diǎn)一定在D點(diǎn)左側(cè) BD點(diǎn)一定與D點(diǎn)重合CD點(diǎn)一定在D點(diǎn)右側(cè) DD點(diǎn)一定與D點(diǎn)重合7.(多選)如圖甲所示為一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為q的圓環(huán)，可在水平放置的足夠長的粗糙細(xì)桿上滑動(dòng)，細(xì)桿處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中現(xiàn)給圓環(huán)向右的初速度v0，在以后的運(yùn)動(dòng)過程中，圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的vt圖象可能是圖乙中的()8(多選)如圖所示，兩虛線之間的空間內(nèi)存在著正交或平行的勻強(qiáng)電場E和勻強(qiáng)磁場B，有一個(gè)帶正電的小球(電荷量為q、質(zhì)量為m)從電、磁復(fù)合場上方的某一高度處自由落下，那么，帶電小球可能沿直線通過電、磁復(fù)合場的是()1BD根據(jù)左手定則知，正電荷向下偏轉(zhuǎn)，負(fù)電荷向上偏轉(zhuǎn)

6、，則A板帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤因?yàn)锽板帶正電，A板帶負(fù)電，所以電流從B經(jīng)用電器流向A，故B正確因?yàn)锽板帶正電，A板帶負(fù)電，所以金屬板間的電場方向向上，故C錯(cuò)誤等離子體發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是離子所受洛倫茲力大于所受電場力，故D正確2AD要使電子沿OO運(yùn)動(dòng)，則電子在豎直方向所受的電場力和洛倫茲力平衡，若a板電勢高于b板，則電子所受電場力方向向上，其所受洛倫茲力方向必向下，由左手定則可知磁場方向垂直紙面向里，故選項(xiàng)A正確同理可知選項(xiàng)D正確3ACD三種粒子射入時(shí)動(dòng)能相同，由Ekmv2得質(zhì)量與速度的平方成反比三種粒子射入復(fù)合場中，都受到向下的電場力和向上的洛倫茲力，其中氘核沿直線運(yùn)動(dòng)未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則有BqvqE，v，

7、射出時(shí)動(dòng)能不變對(duì)于質(zhì)子可得BqvqE，故向上偏轉(zhuǎn)，運(yùn)動(dòng)過程中，洛倫茲力不做功，電場力做負(fù)功，射出時(shí)動(dòng)能減少同理，對(duì)于氚核有BqvqE，向下偏轉(zhuǎn)，運(yùn)動(dòng)過程中，電場力做正功，射出時(shí)動(dòng)能增加4B粒子在MN右側(cè)的磁場中向上偏轉(zhuǎn)，由左手定則可知粒子帶正電，故A錯(cuò)誤；由左手定則可知，粒子在選擇器中受向上的洛倫茲力，此時(shí)粒子受力平衡，電場力的方向向下，所以電場強(qiáng)度的方向也向下，a極板電勢一定比b極板高，故B正確；由qEqvBab可知，粒子的速度v，到達(dá)P點(diǎn)粒子的速度大小與a、b間電、磁場強(qiáng)弱有關(guān)，故C錯(cuò)誤；由洛倫茲力提供向心力得qvB，則，知比荷越大，r越小，PS間距離越小，故D錯(cuò)誤5AB設(shè)粒子在回旋加速器

8、中被加速了n次，則由動(dòng)能定理得nqUmv2，粒子在回旋加速器中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)由洛倫茲力提供向心力，即qvBm，解得r ，盒中相鄰軌道的半徑之差為r() ，由此可以看出n越大，半徑r之差越小，故A正確；設(shè)粒子在回旋加速器中旋轉(zhuǎn)圈數(shù)為N，則N，粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的周期為T，由于兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時(shí)間可以忽略不計(jì)，因此粒子從靜止開始加速到出口處所需的時(shí)間約為tNTT，根據(jù)nqUmv和qvmBm，可得n，所以t，故B正確；由qvBm知，粒子能獲得的最大動(dòng)能為Ekmv，由此可知，粒子能獲得的最大動(dòng)能與磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)，與加速電壓無關(guān)，故C、D錯(cuò)誤6BC設(shè)AB斜面與水平面的夾角為，從A點(diǎn)至D點(diǎn)

9、過程中，以物塊為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，由動(dòng)能定理有mghmgs1cosmgs20，化簡解得hs1coss20.由題意知，A點(diǎn)距水平面的高度h、物塊與斜面及水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)、斜面傾角、斜面長度s1為定值，所以s2與重力大小無關(guān)，而在ABC所在空間加豎直向下的勻強(qiáng)電場后，相當(dāng)于把重力增大了，s2不變，D點(diǎn)一定與D點(diǎn)重合，選項(xiàng)A錯(cuò)誤、B正確在ABC所在空間加水平向里的勻強(qiáng)磁場后，洛倫茲力垂直于接觸面向上，正壓力變小，摩擦力變小，重力做的功不變，所以D點(diǎn)一定在D點(diǎn)右側(cè)，選項(xiàng)C正確、D錯(cuò)誤7AD由左手定則可判斷洛倫茲力方向向上，圓環(huán)還受到豎直向下的重力、垂直于細(xì)桿的彈力及向左的摩擦力當(dāng)Bqv0mg時(shí)，圓環(huán)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確當(dāng)Bqv0mg時(shí)，NBqv0mg，此時(shí)Nma，所以圓環(huán)做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)，直到Bqvmg時(shí)，圓環(huán)開始做勻速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確8CDA圖中小球受重力、向左的電場力、向右的洛倫茲力，下降過程中速度一定變大，故洛倫茲力一定增大，不可能一直與電場力平衡，故合力不可能一直向下，故一定做曲線運(yùn)動(dòng)，故A