第10章 专题突破14 带电粒子在复合场中运动的实例分析-【优化探究】2024高考物理一轮复习高考总复习配套课件（教科版 新教材 新高考）

专题突破14　带电粒子在复合场中运动的实例分析 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 突破点一　质谱仪的原理与分析 1．作用 测量带电粒子质量和分离同位素的仪器。 2．原理(如图所示) 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 典例1　(2023·福建龙岩模拟)质谱仪的原理如图所示，虚线AD上方区域处在垂直纸面向外的匀强磁场中，C、D间有一荧光屏。同位素离子源产生a、b两种电荷量相同的离子，无初速度进入加速电场，经同一电压加速后，垂直进入磁场，a离子恰好打在荧光屏C点，b离子恰好打在D点。离子重力不计，则(　　) 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 A．a离子的质量比b的大 B．a离子的质量比b的小 C．a离子在磁场中的运动时间比b的长 D．a、b离子在磁场中的运动时间相等 [答案]　B 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 典例2　如图所示，在容器A中有同一种元素的两种同位素正粒子，它们的初速度几乎为0，粒子可从容器A下方的小孔S1飘入加速电场，然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场中，最后第一种同位素粒子打到照相底片D上的M点，第二种同位素粒子打到照相底片D上的N点。不计同位素粒子的重力。量出M点、N点到S3的距离分别为x1、x2，则第一种与第二种同位素粒子在磁场中运动的时间之比为(　　) C 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 1．构造 如图所示，D1、D2是半圆形金属盒，D形盒处于匀强磁场中，D形盒的缝隙处接交流电源。 突破点二　回旋加速器的原理与分析 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 典例3　(多选)(2022·山东烟台期末)回旋加速器的示意图如图所示，其核心部分是两个D形金属盒，分别与高频交流电源连接，两个D形金属盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两个D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，下列说法中正确的是(　　) 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 典例4　(多选)(2023·福建龙岩质检)回旋加速器是加速带电粒子的装置，如图所示。其核心部件是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒(D1、D2)，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，D形盒的半径为R。质量为m、电荷量为q的质子从D1盒的质子源(A点)由静止释放，加速到最大动能Ekm后经粒子出口处射出。若忽略质子在电场中的加速时间，且不考虑相对论效应， 则下列说法正确的是(　　) 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 突破点三　电场与磁场叠加的应用实例 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 典例5　在如图所示的平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直。一带电粒子(重力不计)从左端以速度v沿虚线射入后做直线运动，则该粒子(　　) 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 典例6　(2021·河北卷)如图，距离为d的两平行金属板P、Q之间有一匀强磁场，磁感应强度大小为B1，一束速度大小为v的等离子体垂直于磁场喷入板间。相距为L的两光滑平行金属导轨固定在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为B2，导轨平面与水平面夹角为θ，两导轨分别与P、Q相连。质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直导轨放置，恰好静止。重力加速度为g，不计导轨电阻、板间电阻和等离子体中的粒子重力。下列说法正确的是(　　)