第九章 链接高考9 带电粒子在复合场中的运动分析-【创新教程】2024高考物理复习大一轮课时作业word（老教材，人教版）

链接高考9　带电粒子在复合场中的运动分析 [基础对点练] 1．(回旋加速器)如图是医用回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连．现分别加速氘核(H)和氦核(He)．下列说法正确的是(　　) A．它们的最大速度相同 B．它们的最大动能相同 C．两次所接高频电源的频率可能不相同 D．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能 答案：A 2．(速度选择器)如图所示，一束粒子(不计重力，初速度可忽略)缓慢通过小孔O1进入极板间电压为U的水平加速电场区域Ⅰ，再通过小孔O2射入相互正交的恒定匀强电场、磁场区域Ⅱ，其中磁场的方向如图所示，收集室的小孔O3与O1、O2在同一条水平线上．则(　　) A．该装置可筛选出具有特定质量的粒子 B．该装置可筛选出具有特定电量的粒子 C．该装置可筛选出具有特定速度的粒子 D．该装置可筛选出具有特定动能的粒子 答案：C 3．(电磁泵)电磁泵在目前的生产、科技中得到了广泛应用．如图所示，泵体是一个长方体，ab边长为L1，两侧端面是边长为L2的正方形；流经泵体内的液体密度为ρ，在泵头通入导电剂后液体的电导率为σ(电阻率倒数)，泵体处有方向垂直向外的磁场B，泵体的上下两表面接在电压为U(内阻不计)的电源上，则(　　) A．泵体上表面应接电源负极 B．通过泵体的电流I＝ C．增大磁感应强度可获得更大的抽液高度 D．增大液体的电阻率可获得更大的抽液高度 答案：C 4．(磁流体发电机)如图所示是磁流体发电机的示意图，两平行金属板P、Q之间有一个很强的磁场．一束等离子体(高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子)沿垂直于磁场方向喷入磁场．将P、Q与电阻R相连接．下列说法正确的是(　　) A．P板的电势低于Q板的电势 B．通过R的电流方向由b指向a C．若只改变磁场强弱，则通过R的电流保持不变 D．若只增大粒子入射速度，则通过R的电流增大 解析：D　[等离子体进入磁场，根据左手定则可知，带正电荷的粒子向上偏，打在上极板上，带负电荷的粒子向下偏，打在下极板上．所以上极板带正电，下极板带负电，则P板的电势高于Q板的电势，流过电阻的电流方向由a指向b，A、B错误；当P、Q之间电势差稳定时，粒子所受电场力等于洛伦兹力，有q＝qvB，得U＝Bdv，由闭合电路欧姆定律得I＝＝，由该式知，若只改变磁场强弱，则通过R的电流改变，若只增大粒子入射速度，则R中电流会增大，C错误，D正确．] 5．(霍尔元件)笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示，一块宽为a、长为c的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为v.当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压U，以此控制屏幕的熄灭．则元件的(　　) A．前表面的电势比后表面的低 B．前、后表面间的电压U与v无关 C．前、后表面间的电压U与c成正比 D．自由电子受到的洛伦兹力大小为 答案：D 6.(叠加场中的直线运动)(多选)如图所示，竖直边界MN右侧存在水平方向的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，带电的小球从A点进入右侧复合场区域后恰做直线运动，则以下说法正确的是(　　) A．电场方向水平向右 B．小球一定带正电 C．小球在复合场区域内做匀速直线运动 D．小球在复合场区域内运动过程中，重力势能的变化量与电势能的变化量一定相同 解析：BC　[小球带负电时，无论电场强度方向向左还是向右，均不能做直线运动，小球带正电时，当小球受力如图所示时，小球平衡，电场方向水平向左，可做直线运动，选项A错误，B正确；小球受到的洛伦兹力不变，小球在复合场区域内必做匀速直线运动，选项C正确；小球在复合场区域内运动过程中，由于动能不变，则重力势能的变化量与电势能的变化量大小相等，选项D错误．] 7.(回旋加速器)如图所示为一种获得高能粒子的装置，环形区域内存在垂直纸面向外、大小可调节的均匀磁场，质量为m、电荷量为＋q的粒子在环中做半径为R的圆周运动，A、B为两块中心开有小孔的极板，原来电势都为零，每当粒子顺时针飞经A板时，A板电势升高为U，B板电势仍保持为零，粒子在两板间电场中得到加速，每当粒子离开B板时，A板电势又降为零，粒子在电场一次次加速下动能不断增大，而绕行半径不变，粒子自身的重力不计，则(　　) A．粒子从A板小孔处由静止开始在电场作用下加速，绕行n圈后回到A板时获得的总动能为2nqU B．在粒子绕行的整个过程中，A板电势可以始终保持为＋U C．在粒子绕行的整个过程中，每一圈的周期不变 D．为使粒子始终保持在半径为R的圆轨道上运动，磁