23(二十三)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（新高考 广东版）

高三一轮复习广东专版 ·物理· 高三一轮复习40分钟周测卷/物理（二十三）》 一、单项选择题 d 直线MN间的夹角等于0，则有是=cos0,解得d= 2 1.C【解析】根据公式B=m,解得r一器可知 2,由半径公式R-调联立解得d-带C项 粒子在第一、四象限中运动的半径是在第二、三象限 正确。 中运动半径的2倍，根据题意可知粒子从坐标原点O 5.B 【解析】微粒从A点运动到P点的过程中受重 处回到y轴，C项正确。 力、电场力和洛伦兹力的作用做直线运动，故微粒做 2.A【解析】粒子进入速度选择器后受力平衡有Eg= 匀速直线运动，由左手定则及电场力的性质可知微粒 B,解得。一吕，在进入磁场B后，由洛伦兹力提供 一定带正电，有qE=mngtan37°，微粒从P点运动到 向心力有且印=m发解得R=台，联立解得 2 C点的过程在电场力和重力的作用下做直线运动，有 =mE,则x与m成正比，A项正确。 x一BBoq g9,联立解得号=氵，B项正确 3。A【解析】根据半径公式R一B,可知H和Q粒子 二、多项选择题 6.CD【解析】由左手定则可知粒子带负电荷，A项错 的轨迹半径相同且比H的轨迹半径大，根据左手定 误；画出粒子在磁场中运动的几种轨迹，如图所示，由 则可知α粒子运动的轨迹圆在出发点的右方，其他两 几何关系可知OD=a=R,则OF=2R=2a,B项错 个粒子运动的轨迹圆在出发点的左方，A项正确。 4.C【解析】带电粒子在电场中做类平抛运动，设粒子 误：根据mB=m发，解得是=录品，C项正确： 射出两板时的速度方向与水平方向的夹角为0，则有 从E点离开磁场的粒子在磁场中转过的角度可能为 =cos日，设粒子在磁场中做匀速圆周运动时的轨 120°，也可能为240°，则在磁场中运动的时间可能为 迹半径为R,由几何关系可知M、N两点处的半径与： ,2T_4x,D项正确。 3=3也可能为3宁3 ·77· ·物理· 参考答案及解析 点与入射点的连线垂直于AB边，由几何关系可知此 时圆范对应的圆心角为60，最短时间为号-号，D 项正确：如图所示，区间内的粒子离开了磁场区域，夹 角为90°，由对称性可知其他两个方向能够射出去的 7.AC【解析】由题可知磁场方向有两种可能，且这两 角度也是90°，则没有射出的角度为90°，因为粒子均 种方向相反，由左手定则可知负电荷所受洛伦兹力的 匀发射，则时刻没射出磁场的粒子数与粒子源发射 方向也是相反的，当负电荷所受的洛伦兹力方向与电 的粒子总数之比为4C项正确。 场力方向相同时，根据牛顿第二定律得4Bq0=m尺' C 解得=4BR,此种情况下负电荷运动的角速度= m ”=4Bg:当负电荷所受的洛伦兹力方向与电场力方 三、非选择题 Rm 9.【解析】(1)由左手定则可知两粒子在磁场中偏转的 向相反时有2Bg=m尺，解得/=2B.此种情 '2 m 方向相反，根据牛顿第二定律有 况下负电街运动的角滤度。=点-识，A.C项 m B-m (2分) 正确。 解得两粒子的运动半径均为r=0.1m (2分) 8.ACD【解析】根据左手定则可知磁场方向垂直纸面 作出两粒子在磁场区域的运动轨迹如图所示 向里，A项正确：根据B=,可知粒子的半径为 R=m'= aB 6 a,根据几何关系可知平行AB边向左射 --N 出的粒子在磁场中的圆弧为四分之一圆周，则周期为 T=41,B项错误；粒子在磁场中运动时间最短时出射： 根据几何关系可知两粒子从磁场区域射出时相距d ·78· 高三一轮复习广东专版 ·物理· =2r=0.2m (2分) 故打在P点的离子的质量为9gBL 32U。 (2)由T=2r (2分) (3)若离子打在P点，加速电压依旧为U。,若离子打 解得两粒子在磁场区域运动的周期均为T=2π× 在Q点，则有 10-?s (2分) 2 mve=Uag (2分) 根据几何关系可知两粒子在磁场区域转过的圆心角 qvQB=m V Ra (2分) 分别为答和否，故两粒子从磁场区域射出的时间差 根据几何关系有 △=2T=4红X10:s 3 (2分) 2π Ro- 9号 (2分) 10.【解析】(1)离子经过加速电场，根据动能定理有 联立解得U。一 (2分) Ex=Uoq (2分) 故所有离子经过加速电场后到达O点时的动能 则加速电压的调节范围为 U≤U≤U 81 (1分) 为Uq 11.【解析】(1)粒子在电场中加速，由动能定理得 (2)离子经过加速电场，有 qU=- m听-0 (2分) 1 2 m=Uoq (1分) 解得=1X104m/s (2分) 进人磁场后，有 (2)粒子在偏转电场中做类平抛运动，有 rB=加君 (1分) L=vot (2分) 根据几何知识，可知打在P点的离子的轨道半径为 vy=at (2分) (1分) U2=ma (2分)