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 江苏版）教师用书

高三一轮复习40分钟周测卷/物理 教学札记： (二十三)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40分钟，满分100分) 一、单项选择题（本题共8小题，每题8分，共64分。每题只有一个选项最符合题意） 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轴射入第一象限，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，则粒子进入第三象限后回到y轴上的 位置为 2B B 。。。。 。●●。。。● 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Bgu=m二，解得，-m, )B,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之间函数关系的图像为 。。。。。。。。。 .6人. 江苏专版 174 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： 心力有Bg=m发解行R-一g专·原立解得x一那 02 2mE ,则x与m成正比，A项正确。 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 H细 ×× ×× ××× ××,× GHe D 解析：根据半径公式R=”m, gB,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人，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.B 2kvo c带 Uo 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日，则有 7 =c0sO,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Rcos,解得d·由半径公式RC,联立解得气B,C项正确。 答案：C 衡水金卷·先享题·物理 ·175· 江苏专版 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 教学札记： 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,sin37°=0.6， cos37=0.8,则吃等于 ××X× -●C A A.1 B c D名 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qE,=mngtan37°，微粒从P点运动到C点的过 目在电场力和重力的作用下微直线运动，有g=,联立解得气-子，B项正随。 答案：B 6.如图甲所示，平面直角坐标系xOy中，在x轴上方存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁 场，在O点处有一粒子源，沿纸面不断地放出同种带电粒子，粒子的速率均为，粒子射人磁场的速度方向 与x轴正方向夹角的范围为60°~120°。如图乙所示，阴影部分表示粒子能经过的区域，其内边界与x轴 的交点为E,外边界与x轴的交点为F、与y轴的交点为D(0,a),已知粒子的重力及粒子间的相互作用力 均不计，下列说法正确的是 A.粒子所带的电荷为正电 B.OF的长度为2a 江苏专版 。176· 衡水金卷·先享题·物理 C.粒子源放出的粒子的比荷为a 教学札记： D.从E点离开磁场的粒子在磁场中运动的时间可能为 3v 解析：由左手定则可知粒子带