课时跟踪检测(38) “带电粒子在组合场中运动”的分类强化（Word练习）-【新高考方案】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+敷辅专家 课时跟踪检测（三十八） “带电粒子在组合场中运动”的分类 强化 A卷—全员必做 1.现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所 示，其中加速电压恒定。质子在入口处从静止开始被加速电场加速， 经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种一价正离子在入口处从静 磁场 加速电场 止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口 出口 离开磁场，需将磁感应强度增加到原米的12倍。此离子和质子的质量 比约为) A.11 B.12 C.121 D.144 解析：选D由动能定理有qU=12m2,得带电粒子进入磁场的速度为o=2qUm),结 合带电粒子在磁场中运动的轨迹半径R=vBg,联立解得R=1B2mUq),由题意可知，该 离子与质子在磁场中具有相同的轨道半径和电荷量，故该离子和质子的质量比离子m质 子=144，故选D 2.(2023·御川模拟（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的高频交流电源的两极相连， 交流电源频率可渊，在两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子 粒子 出口处 在通过荻缝时都能得到加速，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形盒间狭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 qB2πm,因此两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，故A正确；带 电粒子在回旋加速器中被加速的过程，有nqU=12m2,而v=qBm,带电粒子在回旋加速 ·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+教辅专家 器中运动的时间为t=n2×2TmqB,整理得1=TBr22U,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E=12mv2=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。 3.(2022湖北高考)（多选）如图所示，一带电粒子以初速度%沿x 轴正方向从坐标原点O射入，并经过点P(a>0,b>0)。若上述过程仅 由方向平行于y轴的匀强电场实现，粒子从O到P运动的时间为， 到达P点的动能为E1。若上述过程仅由方向垂直于纸面的匀强磁场 实现，粒子从O到P运动的时间为2，到达P点的动能为E:。下列关系式正确的是( A.142 B.t>h C.El<Ea D.Ek>Ele 解析：选AD若该过程仅由方向平行于y轴的匀强电场实现，此时粒子做类平抛运动， 沿x轴正方向做匀速直线运动，沿y轴方向做匀加速直线运动，到达P点时速度大于；当 该过程仅由方向垂直于纸面的匀强磁场实现时，此时粒子做匀速圆周运动，到达P点时速度 等于，沿x轴正方向分速度在减小，根据1=w,可知1<，故A正确，B错误；根据Ek =12n2,可知Ek>Ea,故C错误，D正确。 4.(多选)研究表明，蜜蜂是依靠峰房、采蜜地点和太阳三个 点来定位的，蜜峰飞行时就是根据这三个位置关系呈“8”字形运 动米告诉同伴蜜源的方位。某兴趣小组用带电粒子在如图所示的 电场和磁场中模拟蜜蜂的“8”字形运动，即在y>0的空间中和y×× <0的空间内同时存在着大小相等，方向相反的匀强电场，上、下电场以x轴为分界线，在 y轴左侧和图中竖直虚线MN右侧均无电场，但有方向垂直纸面向里和向外的匀强磁场，MN 与y轴的距离为2d。一重力不计的带负电荷的粒子从y轴上的P0,山点以沿x轴正方向的 初速度。开始运动，经过一段时间后，粒子又以相同的速度回到P点，则下列说法正确的 是() A.电场与磁场的比值为而 B.电场与磁场的比值为2 C.带电粒子运动一个周期的时间为2dv0十2Tdv0 D.带电粒子运动一个周期的时间为4dv0十2Tdv0 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 b2XXK.com● 您身边的互联网+教辅专家 解析：选BD粒子在电场中做类平抛运动，有：d=41,d=12 M qEm42,粒子在磁场中做匀速圆周运动，有：R=mv0qB。结合几何关 系，有：R=d,联