阿文物理2020选修（3－1）（人教版）：寒假作业之核心考点(带电粒子在复合场中的运动）突破练（原创、较难）

寒假作业之核心考点(带电粒子在复合场中的运动）突破练（原创、较难）

一、单选题

1．如图，空间某一区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子以某一初速度由A点进入这个区域沿直线运动，从C点离开区域；如果这个区域只有电场，则粒子从B点离开场区；如果这个区域只有磁场，则粒子从D点离开场区；设粒子在上述三种情况下，从A到B点、A到C点和A到D点所用的时间分别是t1、t2和t3，比较t1、t2和t3的大小，则有（粒子重力忽略不计）(　　)

A．t1=t2=t3 B．t2＜t1＜t3 C．t1=t3＞t2 D．t1=t2＜t3

【答案】D

2．如图所示为一种质谱仪的工作原理示意图,此质谱仪由以下几部分构成:离子源、加速电场、静电分析器、磁分析器、收集器.静电分析器通道中心线半径为R,通道内有均匀辐射电场,在中心线处的电场强度大小为E;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,其左边界与静电分析器的右边界平行.由离子源发出一个质量为m、电荷量为q的正离子(初速度为零,重力不计),经加速电场加速后进入静电分析器,沿中心线MN做匀速圆周运动,而后由P点进入磁分析器中,最终经过Q点进入收集器.下列说法中正确的是(　　)

A．磁分析器中匀强磁场方向垂直于纸面向内

B．加速电场中的加速电压U=ER

C．磁分析器中圆心O2到Q点的距离d=

D．任何离子若能到达P点,则一定能进入收集器

【答案】B

3．如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场。在该区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球。O点为圆环的圆心，a、b、c、d为圆环上的四个点，a

点为最高点，c点为最低点，bd沿水平方向。已知小球所受电场力与重力大小相等，现将小球从环的顶端a点由静止释放，下列判断正确的是(　　)

A．小球能越过与O等高的d点并继续沿环向上运动

B．当小球运动到c点时，洛伦兹力最大

C．小球从a点到b点，重力势能减小，电势能增大

D．小球从b点到c点，电势能增大，动能先增大后减小

【答案】D

4．回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示。它的核心部分是两个D形金属盒，两盒相距很近，a、b接在电压为U、周期为T的交流电源上。两盒间的窄缝中形成匀强电场，两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面。带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出。设D形盒的半径为R，现将垂直于D形盒的磁场感应强度调节为，刚好可以对氚核进行加速，氚核所能获得的最大能量为，以后保持交流电源的周期T不变。已知氚核和粒子的质量之比为3：4，电荷量之比为1：2。下列说法正确的是

A．若只增大交变电压U，则氚核在回旋加速器中运行的时间不会发生变化

B．若用该装置加速粒子，应将磁场的磁感应强度大小调整为

C．将磁感应强度调整后对粒子进行加速，粒子在加速器中获得的最大能量为

D．将磁感应强度调整后对粒子进行加速，粒子在加速器中加速的次数大于氚核的次数

【答案】C

5．如图所示，某种带电粒子由静止开始经电压为U1的电场加速后，射入两水平放置、电势差为U2的两导体板间的匀强电场中，带电粒子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中，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U1和U2的变化情

况为(不计重力，不考虑边缘效应) (　 　)

A．d随U1变化，d与U2无关

B．d与U1无关，d随U2变化

C．d随U1变化，d随U2变化

D．d与U1无关，d与U2无关

【答案】A

6．如图所示，空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，一带电液滴从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时，速度为零，C点是运动的最低点，则以下叙述错误的是(  )

A．液滴一定带负电

B．液滴在C点时动能最大

C．液滴在C点电势能最小

D．液滴在C点机械能最小

【答案】C

7．如图所示，质量为m，电量为q的正电物体，在磁感强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，沿动摩擦因数为μ的水平面向左运动，物体运动初速度为υ，则（ ）

A．物体的运动由υ减小到零所用的时间等于mυ/μ（mg+qυB）

B．物体的运动由υ减小到零所用的时间小于mυ/μ（mg+qυB）

C．若另加一个电场强度为μ（mg+qυB）/q、方向水平向左的匀强电场，物体做匀速运动

D．若另加一个电场强度为μ（mg+qυB）/q、方向竖直向上的匀强电场，物体做匀速运动

【答案】C