2019届高考物理大一轮复习第9章专题八带电粒子在复合场中的运动课时作业

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1、课时作业◎基础巩固练1．如图所示是速度选择器的原理图，已知电场强度为E、磁感应强度为B并相互垂直分布，某一带电粒子(重力不计)沿图中虚线水平通过。则该带电粒子(　　)A．一定带正电B．速度大小为C．可能沿QP方向运动D．若沿PQ方向运动的速度大于，将一定向下极板偏转解析：　速度选择器不选择电性，只选择速度，粒子不一定带正电，选项A错误；根据电场力等于洛伦兹力，qE＝qvB，解得v＝，选项B正确；粒子只能沿PQ方向运动，不能沿QP方向运动，选项C错误；由于不知道粒子的电性，若运动的速度大于，无法确定粒子偏转方向，选项D错误。答案：　B2.(多选)回旋加速器在科学研究中得到

2、了广泛应用，其原理如图所示。D1和D2是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上。位于D1的圆心处的质子源A能不断产生质子(初速度可以忽略)，它们在两盒之间被电场加速。当质子被加速到最大动能Ek后，再将它们引出。忽略质子在电场中的运动时间，则下列说法中正确的是(　　)A．若只增大交变电压U，则质子的最大动能Ek会变大B．若只增大交变电压U，则质子在回旋加速器中运行的时间会变短C．若只将交变电压的周期变为2T，仍可用此装置加速质子D．质子第n次被加速前、后的轨道半径之比为∶解析：　由r＝可知，质子经加速后的最大速度与回旋加

3、速器的最大半径有关，而与交变电压U无关，故A错误；增大交变电压，质子加速次数减小，所以质子在回旋加速器中的运行时间变短，B正确；为了使质子能在回旋加速器中加速，质子的运动周期应与交变电压的周期相同，C错误；由nqU＝mv以及rn＝可得质子第n次被加速前、后的轨道半径之比为∶，D正确。答案：　BD3.质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示。粒子源S发出两种带正电的同位素粒子甲和乙，两种粒子从S出来时速度很小，可忽略不计，粒子经过加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场(图中线框所示)，最终打到照相底片上。测得甲、乙两种粒子打在照相底片上的点到入

4、口的距离之比为5∶4，则它们在磁场中运动的时间之比是(　　)A．5∶4　　　　　　　　B．4∶5C．25∶16D．16∶25解析：　根据甲、乙两种粒子打在照相底片上的点到入口的距离之比为5∶4，可得甲、乙两种粒子在匀强磁场中运动的轨迹半径之比r1∶r2＝5∶4，由于甲、乙两种粒子是同位素，带电荷量相等，由qU＝mv2，得v＝，由qvB＝m，得r＝＝，可得甲、乙两种粒子在磁场中运动的半径之比＝，则可得＝，由粒子在磁场中运动的周期公式T＝可得，＝＝，故C选项正确。答案：　C4.如图所示。在宽L＝10cm的有界区域内存在相互正交的匀强电场和磁场，MN为与电场线平行、距电磁场右

5、侧边界d＝15cm的荧光屏，一束电子以垂直电磁场的方向射入，不改变运动方向，打在中央O处，当去掉电场时电子穿过磁场的偏转距离为5cm，求：(1)撤去电场，电子打在荧光屏上的点距O点的距离；(2)撤去磁场，电子穿过电场后打在荧光屏上的点距O点的距离。解析：　(1)撤去电场后，电子的运动轨迹如图甲所示。根据几何关系r2＝(r－5)2＋L2①tanθ＝②联立得tanθ＝O′P＝dtanθ＝20cm。则OP＝20cm＋5cm＝25cm。(2)撤去磁场后，电子先做类平抛运动后做直线运动，如图乙所示，由y＝L2，qE＝qv0B，r＝得电场中的侧移量y＝L2＝＝cm＝4cm由＝得OP

6、′＝16cm。可见相同尺寸的条件下，磁偏转量比电偏转量要大，这也是电视机显像管要用磁偏转的原因。答案：　(1)20cm　(2)16cm◎能力提升练5．(多选)(2018·河北衡水模拟)如图所示，一对间距可变的平行金属板C、D水平放置，两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场B。两板通过滑动变阻器与铅蓄电池相连，这种铅蓄电池能快速转换到“逆变”状态，即外界电压过低时能向外界提供一定的供电电压，当外界电压超过某一限定值时可转换为充电状态。闭合开关S后，有一束不计重力的带正电粒子从左侧以一定的速度v0射入两板间恰能做直线运动。现对入射粒子或对装置进行调整，则下列有关描述正确的是(　　

7、)A．若仅将带正电的粒子换成带负电的粒子，也能直线通过B．若只增大两板间距到一定程度时可使铅蓄电池处于充电状态C．若将滑动变阻器的滑片P向a端滑动，可提高C极板的电势D．若只减小入射粒子的速度，可使铅蓄电池处于充电状态解析：　带正电的粒子恰好做直线运动，其电场力和洛伦兹力相平衡，由q＝qv0B可知v0＝，若换成带负电的粒子，电场力和洛伦兹力都反向，仍然平衡，直线通过，故选项A正确；若增大两板间距，带正电粒子射入时受洛伦兹力作用偏转而堆积在上极板上，将提高两板间电压，若此电压超过蓄电池的逆变电压就会使之处于“逆变”状态而被充电，故选项B正确