（新课标）2020高考物理一轮复习课时作业44带电粒子在组合场中的运动专题（含解析）新人教版

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1、带电粒子在组合场中的运动专题一、选择题1．(2018·日照模拟)质谱仪是测带电粒子质量和分析同位素的一种仪器，它的工作原理是带电粒子(不计重力)经同一电场加速后，垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，然后利用相关规律计算出带电粒子质量．其工作原理如图所示．虚线为某粒子运动轨迹，由图可知(　　)A．此粒子带负电B．下极板S2比上极板S1电势高C．若只减小加速电压U，则半径r变大D．若只减小入射粒子的质量，则半径r变小答案　D解析　A项，由图结合左手定则可知，该电荷带正电．故A项错误．B项，粒子经过电场要加速，因正电粒子，所以下极板S2比上极板S1电势低．故B项错误．C项，根据动能定理得，qU

2、＝mv2，由qvB＝m得：r＝.若只减小加速电压U，由上式可知，则半径r减小，故C项错误，D项，若只减小入射粒子的质量，q不变，由上式可知，则半径也减小．故D项正确．2．(2018·烟台二模)(多选)某回旋加速器两D形盒间电压的变化周期可随时与粒子运动周期同步，粒子通过缝隙时加速电压都能保持大小为U，已知它可以将质子Р加速到某一速度vm，如果改用它加速α粒子，并且也要达到相同的速度，则(　　)A．磁感应强度大小应变为原来的B．磁感应强度应大小变为原来的2倍C．在回旋加速器中转过的周期数是原来的2倍D．在回旋加速器中转过的周期数是原来的答案　BC解析　磁场中运动的周期和高频交流电的周期

3、相等，当粒子从D形盒中出来时，速度最大，此时运动的半径等于D形盒的半径．当粒子在磁场中运动时，qvB＝m，得：v＝A、B两项，当质子α粒子，根据v＝知荷质比变为质子的一半，要是速度不变，需要磁场变为原来的2倍，故A项错误，B项正确；C、D两项，根据磁场中运动周期T＝知荷质比变为质子的一半，周期变为2倍，故C项正确，D项错误．3．环形对撞机是研究高能粒子的重要装置，比荷相等的正、负离子都由静止经过电压为U的直线加速器加速后，沿圆环切线方向同时注入对撞机的高真空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B.正、负离子在环状空腔内只受洛伦兹力作用而沿相反方向做半径相

4、等的匀速圆周运动，然后在碰撞区迎面相撞，不考虑相对论效应，下列说法正确的是(　　)A．所加匀强磁场的方向应垂直圆环平面向外B．若加速电压一定，离子的比荷越大，磁感应强度B越小C．磁感应强度B一定时，比荷相同的离子加速后，质量大的离子动能小D．对于给定的正、负离子，加速电压U越大，离子在环状空腔磁场中的运动时间越长答案　B解析　离子在环状空腔内做圆周运动，洛伦兹力指向圆心，由左手定则可知，磁场方向垂直环面向内，A项错误；离子加速，由动能定理得qU＝mv2，而运动的半径r一定，则r＝＝，B项正确，C项错误；离子在磁场中的运动时间t＝＝，与加速电压U的大小无关，D项错误．4.如图所示，两导

5、体板水平放置，两板间电势差为U，带电粒子以某一初速度v0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，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U和v0的变化情况为(　　)A．d随v0增大而增大，d与U无关B．d随v0增大而增大，d随U增大而增大C．d随U增大而增大，d与v0无关D．d随v0增大而增大，d随U增大而减小答案　A解析　设粒子从M点进入磁场时的速度大小为v，该速度与水平方向的夹角为θ，故有v＝.粒子在磁场中做匀速圆周运动半径为r＝.而MN之间的距离为d＝2rcosθ.联立解得d＝2，故A项正确．5．(2018·重庆二模)(

6、多选)如图所示，在第二象限中有水平向右的匀强电场，在第一象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场．有一重力不计的带电粒子(电量为q，质量为m)以垂直于x轴的速度v0从x轴上的P点进入匀强电场，恰好与y轴成45°角射出电场，再经过一段时间又恰好垂直于x轴进入第四象限．已知OP之间的距离为d，则(　　)A．带电粒子通过y轴时的坐标为(0，d)B．电场强度的大小为C．带电粒子在电场和磁场中运动的总时间为D．磁感应强度的大小为答案　BC解析　根据题意作出粒子的运动轨迹，如图所示：粒子进入电场后做类平抛运动，从x轴上的P点进入匀强电场，恰好与y轴成45°角射出电场，所以v＝＝v0；vx＝v0tan45

7、°＝v0A项，沿x轴方向有：x＝at2所以＝＝×＝OM＝2OP＝2d，故A项错误；B项，根据牛顿第二定律，则有：a＝＝；解得：E＝，故B项正确；C项，在垂直电场方向做匀速运动，所以在电场中运动的时间为：t1＝；图中MC为在磁场中运动的轨道半径，根据几何关系可知：MC＝＝2d；粒子从A点进入磁场，先在第一象限运动＝个圆周而进入第四象限，则运动的时间t2＝T＝，则带电粒子在电场和磁场中运动的总时间为，故C项正确；D项，根据半径公式R＝，且R＝2d，解得：B＝，