22(二十二)带电粒子在匀强磁场中的运动、质谱仪,回旋加速器-【衡水金卷·先享题】2023高三一轮复习周测卷（40分钟）物理 教师用书

高三一轮复习周测卷/物理 教学札记： (二十二)带电粒子在匀强磁场中的运动、质谱仪、回旋加速器 (考试时间90分钟，满分100分) 一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分。其中1~8小题为单项选择题，9~12小题为多项选择 题，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 1.如图所示，在坐标系xOy的第一、四象限和第二、三象限内存在磁感应强度大小分别为B和2B、方向均垂 直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子垂直于y轴射人第一象限，随后垂 直于x轴进入第四象限，从y轴进入第三象限，已知粒子重力不计，则粒子进人第三象限后回到y轴上的 位置为 A.坐标原点O的上方 B.坐标原点O的下方 C.坐标原点O D.无法确定 解析：根据公式Bg0=m解得r= gB,可知粒子在第一、四象限中运动的半径是在第二，三象限中运 动半径的2倍，根据题意可知粒子从坐标原点O处回到y轴，C项正确。 答案：C 2.如图所示为质谱仪的工作原理图，在容器中存在若干带电荷量相同而质量不同的带电粒子，它们可从容 器的下方经过窄缝S,和S2之间的匀强电场加速后射入速度选择器，速度选择器中的匀强电场E和匀强 磁场B都垂直于离子的速度方向，且匀强电场与匀强磁场也互相垂直，沿直线通过速度选择器的粒子接 着从入口S。进入匀强磁场B。中，运动半圆周后到达照相底片上的A点。若测出A点到入口S。的距离 为x,粒子重力不计，则下列反映x与m之间函数关系的图象为 第244页 衡水金卷·先享题·物理 解析：粒子进入建度造释悬后受力平衡有的=B,解得)君，在造入篮场风后，由洛伦兹力提供向 教学札记： 力有B=m,解得R二B,=2,联立解得x一B,则x与m成正比，A项 BBog 答案：A 3.如图所示，在匀强磁场中有}H、H、a(H)三种粒子从同一位置垂直进入磁场，已知{H、H的初速度方向 竖直向上，α粒子的初速度方向竖直向下，且三种粒子的初速度大小相等，磁场范围足够大，不计粒子重力 及粒子间的相互作用力，则三个粒子的运动轨迹可能为 ××1× ××,↓×× ×He 解析：根据半径公式R= B,可知H和。粒子的轨迹半径相同且比H的轨迹半径大，根据左手定则可 知α粒子运动的轨迹圆在出发点的右方，其他两个粒子运动的轨迹圆在出发点的左方，A项正确。 答案：A 4.如图所示，两导体板水平放置，带电粒子以某一初速度沿平行于两板的方向从两板的正中间射入，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，已知粒子的比荷为k,匀强磁场的磁感应强度大小 为B、方向垂直纸面向里，已知粒子重力不计，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离为 N、 B A蜡 B器 c常 D.2kB 解析：带电粒子在电场中做类平抛运动，设粒子射出两板时的速度方向与水平方向的夹角为，则有 =cosO,设粒子在磁场中做匀速圆周运动时的轨迹半径为R,由几何关系可知M、N两点处的半径与直线 d 2 MN间的夹角等于0，侧有RcOs0,解得dR.由半径公式RC,联立解得d码，C项正确 答案：C 5.如图所示，在一竖直xOy平面内，第二象限存在方向水平向右的匀强电场E,和垂直纸面向里的匀强磁场 B,第一象限存在竖直方向的匀强电场E2。一带电荷量为q(电性未知)、质量为m的微粒从x轴上的A 点以与水平方向成0=37°角的初速度沿直线经P点运动到C点，已知重力加速度为g,si37°=0.6， c0s37°三0.8，则等子 衡水金卷·先享题·物理 第245页 X×X× 教学札记： ×和×× A A.1 c D.2 解析：微粒从A点运动到P点的过程中受重力、电场力和洛伦兹力的作用做直线运动，故微粒做匀速直 线运动，由左手定则及电场力的性质可知微粒一定带正电，有gE=mgtan37°，微粒从P点运动到C点的过 怎在施场力和童力的作用下做直线运动，有《一95，联立餐符会-子，B项正确。 答案：B 6.如图所示，空间存在以PQ、MV为边界的匀强磁场区域，磁场区域的宽度为d,磁场的方向垂直纸面向里。 一个电子从O点沿纸面垂直PQ方向以速度。垂直进人磁场，若电子在磁场中运动的轨迹半径为2d,O 点在MN上，且OO与MN垂直，不计粒子重力，下列说法正确的是 P---- 左 ××× ×× 右 公、 A.电子将向右偏转 B.电子打在MN上的点与O'点的距离为(2一√3)d C.电子打在MN上的点与O'点的距离为√3d D.,电子在磁场中运动的时间为 6U0 解析：电子带负电，根据左手定则可知其所受的洛伦兹力方向向左，电子将向左偏转，A项错误；如图所 示，设电子打在MN上的点与O'点的距离为x,由几何知识得x=r一√-d严=2d-√(2d)2-d=(2 y⑤)1，B须正确，C项每误：设轨过对立的圆心角为，由几