专题强化训练(九)　带电粒子在组合场中的运动-【赢在微点】2024高考物理大一轮复习顶层设计核心微练word（老高考）

专题强化训练(九)　带电粒子在组合场中的运动 A组·基础巩固题 1.(2022·海南卷)有一个辐向分布的电场,距离O相等的地方电场强度大小相等,有一束粒子流通过电场,又垂直进入一匀强磁场,则运动轨迹相同的粒子,它们具有相同的 (　　) A.质量 B.电量 C.比荷 D.动能 解析　粒子在辐向电场中以速度v做匀速圆周运动,电场力完全提供向心力,根据牛顿第二定律可知qE=m,解得r=·,粒子在匀强磁场中qvB=m,解得r'=·,粒子不同场中的轨迹相同,即粒子在不同场中转动半径相同,所以这些粒子具有相同的速度v和比荷,C项正确。 答案　C 2.(多选)回旋加速器的工作原理示意图如图所示,磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直,两盒间的狭缝很小,粒子穿过狭缝的时间可忽略,狭缝处接有电压为U、频率为f的交流电源,若A处粒子源产生的质子在加速器中被加速,下列说法正确的是 (　　) A.若只增大交流电压U,则质子获得的最大动能增大 B.若只增大交流电压U,则质子在回旋加速器中运动的时间会变短 C.若磁感应强度B增大,交流电频率f必须适当增大,回旋加速器才能正常工作 D.不改变磁感应强度B和交流电频率f,该回旋加速器也能用于加速α粒子 解析　当质子从D形盒中射出时速度最大,根据qvmB=m,得vm=,则质子获得的最大动能Ekm=,质子的最大动能与交流电压U无关,故A项错误;根据T=,可知若只增大交流电压U,不会改变质子在回旋加速器中运动的周期,但加速次数会减少,则质子在回旋加速器中运动的时间变短,故B项正确;根据T=,可知若磁感应强度B增大,则T减小,只有当交流电频率f适当增大,回旋加速器才能正常工作,故C项正确;带电粒子在磁场中运动的周期与加速电场的周期相等,根据T=知,换用α粒子,粒子的比荷变化,在磁场中运动的周期变化,回旋加速器需改变交流电的频率才能用于加速α粒子,故D项错误。 答案　BC 3.(2020·全国卷Ⅱ)CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称,CT扫描机可用于对多种病情的探测。图甲是某种CT机主要部分的剖面图,其中X射线产生部分的示意图如图乙所示。图乙中M、N之间有一电子束的加速电场,虚线框内有匀强偏转磁场;经调节后电子束从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进,打到靶上,产生X射线(如图中带箭头的虚线所示);将电子束打到靶上的点记为P点。则 (　　) 甲 乙 A.M处的电势高于N处的电势 B.增大M、N之间的加速电压可使P点左移 C.偏转磁场的方向垂直于纸面向外 D.增大偏转磁场磁感应强度的大小可使P点左移 解析　由于电子带负电,要在MN间加速则MN间电场方向由N指向M,根据沿着电场线方向电势逐渐降低可知M的电势低于N的电势,故A项错误;增大加速电压根据eU=mv2可知,电子进入磁场时的初速度变大;又根据在偏转磁场中洛伦兹力提供向心力有evB=m,可得R=,可知在偏转磁场中的偏转半径会增大,由于磁场宽度相同,故根据几何关系可知会减小偏转的角度,故P点会右移,故B项错误;电子在偏转磁场中做圆周运动,向下偏转,根据左手定则可知磁场方向垂直纸面向里,故C项错误;由B选项的分析可知,当其他条件不变时,增大偏转磁场磁感应强度会减小半径,从而增大偏转角度,使P点左移,故D项正确。 答案　D 4.(2022·广东卷)如图所示,一个立方体空间被对角平面MNPQ划分成两个区域,两区域分布有磁感应强度大小相等、方向相反且与z轴平行的匀强磁场。一质子以某一速度从立方体左侧垂直yOz平面进入磁场,并穿过两个磁场区域。下列关于质子运动轨迹在不同坐标平面的投影中,可能正确的是 (　　) 解析　由题意知当质子射出后先在MNPQ左侧运动,根据左手定则判断质子向y轴正方向偏转,做匀速圆周运动,y轴坐标增大;进入MNPQ右侧区域洛伦兹力反向,质子在y轴正方向上做减速运动,故A项正确,B项错误;根据左手定则可知质子在整个运动过程中都只受到平行于xOy平面的洛伦兹力作用,在z轴方向上没有运动,z轴坐标不变,C、D两项错误。 答案　A 5.(多选)如图所示,空间电、磁场分界线与电场方向成45°角,分界面一侧为垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B0,另一侧为平行纸面向上的匀强电场。一带电荷量为+q、质量为m的粒子从P点以v0的速度沿垂直电场和磁场的方向射入磁场,一段时间后,粒子恰好又回到P点。(场区足够大,不计粒子重力)则 (　　) A.当粒子第一次进入电场时,速度与分界线所成的锐角为45° B.当粒子第二次进入电场时,到P点的距离为 C.电场强度大小为B0v0 D.粒子回到P点所用的总时间为 解析　根据题意可知,粒子的运动轨迹如图,粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据圆周运动的特点可知,粒子第一次到达边界时的偏转角是90°,即速度与分界线所成的锐角为45°,故A项正