课时跟踪检测(37) 带电粒子在组合场中的运动（Word练习）-【创新方案】2024高考物理一轮复习（老教材 新高考）

色学科网书城■ 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 课时跟踪检测（三十七） 带电粒子在组合场中的运动 A卷—全员必做 1.(多选)自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速米。如图甲所示，自行 车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近传感器一次，传感器会输出一个脉 冲电压。图乙为霍尔元件的工作原理图。当磁场靠近霍尔元件时，导体内定向运动的自由电 荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为 霍尔电势差。下列说法正确的是() 霍尔 连挖到 传感器 造场 蛋尔 电势莞 做铁 电源 甲 A.根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的半径即可获知车速大小 B.自行车的车速越大，霍尔电势差越高 C,图乙中霍尔元件的电流I是由正电荷定向运动形成的 D.如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将减小 解析：选AD根据单位时间内的脉冲数可知车轮转动的转速，若再己知自行车车轮的 半径，根据0=2πn,即可获知车速大小，选项A正确；根据霍尔原理可知Ug=Bqo,U =B,即霍尔电压只与磁感应强度、霍尔元件的厚度以及电子定向运动的速度有关，与车 轮转速无关，选项B错误，题图乙中霍尔元件中的电流I是由电子定向运动形成的，选项C 错误；如果长时间不更换传感器的电源，则会导致电子定向运动的速率减小，故霍尔电势差 将减小，选项D正确。 2.(多选)如图所示，一束电荷量相同的带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交 的匀强磁场和匀强电（左侧极板带正电，右侧极板带负电）组成的速度选择器，然后粒子通 过平板S上的狭缝P进入另一匀强偏转磁场，最终打在A4之间，下列说法正确的是) A.粒子带正电 B.速度选择器中磁场方向为垂直纸面向里 C.所有打在A42之间的粒子，在匀强偏转磁场中的运动时间都相同 D.粒子打在A42之间的位置越远，粒子的质量越大 解析：选AD带电粒子在磁场中向左偏转，根据左手定则可知，粒子带正电，故A正 ·独家授权侵权必究· 色学科网书城■ 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+敷辅专家 确；粒子经过速度选择器时所受的电场力和洛伦兹力平衡，所受电场力方向向右，则所受洛 伦兹力方向向左，根据左手定则可知，速度选择器中磁场方向为垂直纸面向外，故B错误： 所有打在A,A2之间的粒子，在匀强偏转磁场中做匀速圆周运动，运动的时间为1=T2,而T =2TRV,经过速度选择器后粒子的速度都相同，则在匀强偏转磁场中做匀速圆周运动的粒 子，半径越大运动的时间越长，故C错误：经过速度选择器进入匀强偏转磁场中的粒子速度 相等，根据题意可知，粒子的电荷量相同，根据R=VqB知，粒子打在A142之间的位置越 远，半径越大，则粒子的质量越大，故D正确。 3.(多选)用回旋加速器对粒子进行加速，可以获得高能带电粒子， 两个D形盒与电压有效值为U的高颜交流电源的两极相连，交流电 源频率可调，在两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在 粒子 出口处 通过狄缝时都能得到加速，两D形盒处于垂直于盒底的匀强磁场中， 磁感应强度为B,如图所示。粒子由速度为零开始加速，不计粒子在 两盒间狭缝中运动的时间。关于回旋加速器，下列说法正确的是() A.两D形盒间狭缝中交变电场的频率跟带电粒子的比荷成正比 B.不同的带电粒子在同一回旋加速器中运动的总时间相同 C.带电粒子在磁场中运动时，受到的洛伦兹力不做功，因此带电粒子从D形盒射出时 的动能与磁场的强弱无关 D.尽管两D形盒间狄缝中电场对粒子起加速作用，但是带电粒子从D形盒射出时的动 能与加速电压的大小无关 解析：选ABD带电粒子在磁场中运动的频率与交变电场的频率相等，大小为∫ qB2Tm,因此两D形盒狭缝中交变电场的频率跟带电粒子的比荷成正比，故A正确；带电 粒子在回旋加速器中被加速的过程，有ngqU=12m2,而o=qBm,带电粒子在回旋加速器 中运动的时间为t=n2×2TmqB,整理得t=TB22U,与带电粒子的质量和电荷量无关，因 此不同的带电粒子在同一个回旋加速器中运动的总时间相同，故B正确：带电粒子从D形盒 射出时的动能Ek=12m2=q2B222m,可知带电粒子从D形盒射出时的动能与磁感应强度 B有关，与加速电压的大小无关，故C错误，D正确。 4.(2023·自贡摸底)如图所示，在平面直角坐标系第二象限的OABC矩形区域内存在沿)y 轴方向的匀强电场（未画出），第四象限的ODEF矩形区域内存在垂直于纸 B 面的匀强磁场（未画出），磁感应强度大小为B,一带电粒子从B点以速度 0 沿x轴正方向飞入电场，恰好从坐标原点O飞入磁场，经过一段时间， D 粒子最终从F点飞出磁场。已知OC=OF=2OA=2OD=2L,C、F