专题01 磁场（期中真题汇编，湖南专用）高二物理下学期

专题01 磁场 3大高频考点概览 考点01 带电粒子在磁场中的运动 考点02 带电粒子在复合场中的运动 考点03 回旋加速器、速度选择器和质谱仪 地 城 考点01 带电粒子在磁场中的运动 1．(24-25高二下·湖南娄底·期中)如图所示，虚线MN将竖直平面分成Ⅰ和Ⅱ两个区域，两个区域分别存在着水平方向的匀强磁场，一带电粒子仅在洛伦兹力作用下由Ⅰ区运动到Ⅱ区。曲线aPb为运动过程中的一段轨迹，其中弧aP、弧Pb的弧长之比为，且粒子经过a、b点时的速度方向均水平向右，下列判断正确的是（　　） A．粒子通过aP、Pb两段弧的时间之比为 B．弧aP与弧Pb对应的圆心角之比为 C．粒子在Ⅰ、Ⅱ区域两个磁场中的运动半径之比为 D．Ⅰ、Ⅱ区域两个磁场的磁感应强度方向相反，大小之比为 【答案】B 【详解】B．粒子在磁场中只受洛伦兹力作用，洛伦兹力做向心力，故有 根据粒子偏转方向相反，由粒子经过a、b点时的速度方向均水平向右可得：两粒子转过的角度相等，则弧与弧对应的圆心角之比为，故B正确。 AC．由于洛伦兹力不做功，粒子速度大小保持不变，又弧、弧的弧长之比为，可知运动时间之比为2:1，由题可知圆心角相同，可知粒子在Ⅰ、Ⅱ区域两个磁场中的运动半径之比为，故AC错误； D．根据粒子偏转方向相反可得：Ⅰ、Ⅱ区域两个磁场的磁感应强度方向相反；根据磁感应强度 可得Ⅰ、Ⅱ区域两个磁场的磁感应强度大小之比为；故D错误。 故选B。 2．(24-25高二下·湖南名校联合体·期中)如图所示，直角三角形MPN区域内存在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场。∠M=30°，，C为MP的中点，D为NP的中点，在C点有一粒子源不断沿垂直于PM方向射入速度大小不同的正、负电粒子。粒子的质量均为m、电荷量均为e。不考虑粒子间的相互作用，不计粒子的重力。下列说法正确的是（　　） A．可能有粒子从M点射出磁场 B．从D点离开磁场的粒子的速度大小为 C．从MN边射出的正粒子在磁场中运动的最长时间为 D．负粒子在磁场中运动的最长时间为 【答案】C 【详解】A．正粒子恰好从MN边界射出的轨迹如图所示 根据正粒子的运动的轨迹可知，不可能从M点射出磁场，故A错误； C．粒子在磁场中运动的周期为 当从MN边射出的正粒子运动的轨迹与MN相切时在磁场中运动时间最长，由几何关系可知圆心角为120°，则最长时间 故C正确； B．负粒子从D点离开磁场的轨迹如图，负粒子从D点离开磁场时，由几何关系知 解得 根据洛伦兹力提供向心力 可得则负粒子的速度大小为 故B错误； D．粒子从P、M之间射出时在磁场中运动时间最长，则在磁场中运动的最长时间为 故D错误。 故选C。 3．(24-25高二下·湖南湘一名校联盟·期中)如图所示，半径为R的圆形区域内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。一带电粒子从图中P点以速度v沿直径方向射入磁场，经磁场偏转后从Q点射出磁场。忽略粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A．粒子带负电 B．粒子的比荷为 C．粒子在磁场中运动的轨迹长度为 D．若圆形区域半径和圆心位置可变，要实现带电粒子从P点射入，仍从Q点射出，则圆形磁场的最小面积为 【答案】D 【详解】A．根据左手定则判断可知，粒子带正电，故A错误； B．粒子轨迹如图 几何关系可知粒子轨迹圆半径 根据 联立解得 故B错误； C．粒子在磁场中运动的轨迹长度为 联立解得 故C错误； D．当PQ为圆形磁场直径时，圆形磁场面积最小，几何关系可知PQ长为r，则最小面积为 故D正确。 故选D。 4．(24-25高二下·湖南长沙长郡中学·期中)2025年1月20日，中国“人造太阳”全超导托卡马克磁约束核聚变实验装置创造新的世界纪录，首次实现1亿摄氏度1066秒的运行。某一磁约束装置如图所示，现有一个环形区域，其截面内圆半径，外圆半径，圆心均为点。环形区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，已知磁感应强度大小为。A点为内圆右侧上一点，从A点可向各个方向发射质量为、电荷量为的带正电粒子，以不同速度垂直射入磁场，不计粒子重力，且不考虑粒子之间的相互作用力。（答案可用含根号与的表达式表示） (1)若带电粒子在A沿与内圆相切向上的方向射入磁场，刚好不穿越外圆边界，求粒子的速度大小； (2)若带电粒子以某一速度沿着方向垂直射入磁场，刚好不穿越外圆边界，求粒子从点射入磁场到再次返回A点时所需的时间。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由题意可知当粒子从A点与内圆相切向上射入磁场，轨迹恰好与外圆相切，根据几何关系有 解得 洛伦兹力提供带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律有 则 （2）当带电粒子以某一速度射入磁场时，粒子的运动轨迹恰好与外圆相切，此时粒子不穿过外圆边界，如图乙所示 根据几何关系有 解得 洛伦兹力提供带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律有 解得 带电粒子以速度射入磁场中时，根据几何关系有 解得 故其运动轨迹如图丙所示 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动周期为 带电粒子在磁场中运动的圆心角为。第一次回到A点在磁场中运动的时间为 带电粒子在磁场外做匀速直线运动，第一次回到A点在磁场外所用的时间为 带电粒子从A点进入磁场到其第一次回到该点所需要的时间 解得 地 城 考点02 带电粒子在复合场中的运动 5．(24-25高二下·湖南娄底·期中)如图，一半径为R1的圆内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B1，方向垂直于纸面向里，在圆形磁场右边有一接地的“”形金属挡板abcd，ab=cd=3R1，bc=4R1，在bc边中点O开一小孔，圆形磁场与bc边相切于O点，挡板内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度大小B2=0.5B1，在cd边下方2R1处放置一足够长的水平接收板P，初速度可忽略的大量电子，经过电压U加速后，有宽度为2R1的平行电子束竖直向上进入圆形磁场，均通过O点进入B2，电子质量为m，电荷量为e，忽略电子间的相互作用和电子的重力，其中U、R1、m、e已知，求： (1)电子进入圆形磁场区域时的速度v； (2)圆形磁场区域的磁感应强度B1； (3)电子在水平接收板上击中的区域。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）电子初速度为0，忽略电子间的相互作用和电子的重力，经过电压U加速，由动能定理得 解得 （2）因为有宽度为2R1的平行电子束竖直向上进入圆形磁场，均通过O点，根据磁聚焦的原理，结合几何关系可知，圆形磁场半径等于电子在其运动轨迹的半径，即 且R1=R 解得 （3）挡板内电子进入挡板内磁场，由洛伦兹力提供向心力 可知在挡板内做圆周运动的半径为圆形磁场内圆周运动半径的2倍，即 当圆的轨迹与ab边相切时，即粒子在O点速度方向向上，此时粒子可以射到收集板，如左图所示。 随着粒子在O点速度从竖直向上往顺时针偏转时，其轨迹也绕O点顺时针偏转，当偏转到圆的轨迹与ad边相切时，此时粒子刚好不能射到收集板，如右图所示。在右边大三角形中 在三角形O1H1A中，由题意和几何关系， 所以有 那么 则 代入解得 电子在水平接收板上击中的区域为x1这一区域。 6．(24-25高二下·湖南湖南三新协作体/G10/H11联盟大联考·期中)在我国新一代量子通信科研实验基地，科研人员通过设置特殊的探测板，根据不同位置射出的离子到达探测板的清况，用来捕提离子携带的量子信息，其简化结构如图所示。在第二象限中存在一沿 y轴正方向、电场强度的匀强电场。在第一、四象限存在垂直xOy平面向里、磁感应强度的匀强磁场。有一块长度为d的探测板CD，仅可在第二象限范围内移动，且始终接地。在第二象限的抛物线上有一簇粒子源，沿x轴正方向发射大量负离子，离子的质量为 m、电荷量为，速度大小均为。稳定工作后，若探测板CD在某处平行于y轴固定，则从O点出射的离子恰能击中探测板的C点，从 A点、出射的离子恰能击中探测板的D点。不计离子的重力及相互作用，不考虑离子间的碰撞。 (1)求探测板上C点的纵坐标 (2)求探测板的横坐标 (3)求离子第二次经过y轴时的纵坐标y与其出发点的横坐标x的关系。 【答案】(1) (2) (3)所以任意离子第二次穿越y轴时的纵坐标为，与其出发点的横坐标x无关。 【详解】（1）点出射的离子直接进入第四象限做匀速圆周运动有 解得 恰能击中探测板的C点，得到 C点纵坐标为 即 （2）若A点发射的离子粒子要进入磁场区域，则有， 解得 说明该离子从原点进入磁场，设进入磁场时离子速度为 v，且与水平方向夹角为，在磁场中有 又，， 解得 之后离子从F点射出，由电场中的类平抛运动可知 如图所示 由 解得 则探测板的横坐标为 （3）在抛物线上任取一点，则有 若该处发射的离子进入第一象限，有， 解得 可见 故所有离子均从O点进入第四象限。此时粒子速度为且与水平方向夹角为，在磁场中有 又 第二次过y轴时，坐标为 解得 所以任意离子第二次穿越y轴时的纵坐标为，与其出发点的横坐标x无关。 7．(24-25高二下·湖南名校联合体·期中)如图所示，空间中有一平面直角坐标系，在x轴上方有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B=1T，在x轴下方有沿y轴负方向的匀强电场，场强为，PQ是一个垂直于x轴的屏幕，O点到PQ的距离为L=7m，有一个质量为m、电荷量为-q的带电粒子，，从y轴上坐标为的M点由静止释放，最后垂直打在PQ上。不计重力，求： (1)粒子到达O点时的速度大小； (2)粒子在整个运动过程中的路程s； (3)粒子运动的总时间。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）粒子运动的轨迹如图所示 设粒子到达O点的速度为v M→O有 代入数据得： （2）设粒子在磁场中做圆周运动的半径为r，洛伦兹力提供向心力： 代入数据得r=1m 粒子在电场中的路程为 粒子在磁场中的路程为 整个运动过程中的路程 （取，计算结果为） （3）粒子从M运动到O的时间为， 代入数据得 粒子在电场中的时间为 粒子在磁场中的时间为 整个运动过程中的时间 （取，计算结果为） 8．(24-25高二下·湖南湘一名校联盟·期中)如图所示为俯视图，MN为光滑绝缘水平桌面上的一条直线，带电小球放置在MN上的P点。整个空间存在正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度大小为E0，方向垂直MN水平向右，磁场竖直向下，磁感应强度大小为B。已知小球质量为m，带电量为+q，重力加速度为g。 (1)若给小球一个沿水平面的初速度（大小、方向均未知），小球恰好沿直线运动，求此初速度； (2)若撤去电场，把小球在P点以大小为、与MN成θ=30°的速度沿水平面抛出（如图所示），小球抛出后第一次经过直线MN的位置为Q（图中未画出），求PQ的距离以及从P到Q的时间； (3)若在题干的条件下，把小球在P点由静止释放，在小球速度最大时突然把电场变为竖直向上，且大小变为。求此后经过时小球到MN的距离。 【答案】(1)大小为，方向为由N指向M的方向； (2)，； (3) 【详解】（1）小球在水平面上所受电场力方向水平向右，大小为 洛伦兹力 因为小球恰好沿直线运动且桌面光滑，所以小球所受洛伦兹力与电场力必定等大反向，即 得 根据左手定则可知，初速度的方向为由N指向M的方向。 （2）撤去电场后，小球在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，如图所示 根据洛伦兹力提供向心力有 根据几何关系可知，PQ的距离为 从P到Q的时间为 联立以上三式求得， （3）在P点，竖直面内小球受到重力和水平面支持力而平衡。水平面内，把速度为0等效为沿NM的初速度和沿MN的速度，则小球沿NM方向，由于电场力与洛伦兹力平衡，小球在该方向做匀速运动，同时以沿MN的速度做匀速圆周运动，经过时间 此时速度最大，最大速度 此时小球与MN的距离为 从开始到最大速度过程中，小球在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，有 把电场变为竖直向上、大小变为 竖直方向：小球受到的合外力 加速度（竖直向上） 小球竖直方向做初速度为0的匀加速直线运动，运动位移（竖直向上） 水平面内，小球做圆周运动，小球在洛伦兹力作用下做圆周运动，有 在时间（半个周期）内小球运动的水平位移（垂直MN向左） 则小球与MN的距离 地 城 考点03 回旋加速器、速度选择器和质谱仪 9．(24-25高二下·湖南长沙长郡中学·期中)对于下列所示的装置，说法正确的是（　　） A．甲图中，法拉第利用该实验装置发现了电流的磁效应 B．乙图中，两根通有方向相反电流的长直导线会相互吸引 C．丙图中，不改变质谱仪各区域的电场磁场，击中底片同一位置的不同粒子比荷相同 D．丁图中，回旋加速器加速带电粒子的最大动能与加速电压有关 【答案】C 【详解】A．甲图中，奥斯特利用该实验装置发现了电流的磁效应，故A错误； B．乙图中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，故B错误； C．丙图中，粒子先加速，设加速电压为，则有 在速度选择器中，有 在偏转磁场中，有 联立解得 可知不改变质谱仪各区域的电场磁场，击中底片同一位置的粒子比荷相同，故C正确； D．丁图中，回旋加速器中带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，射出回旋加速器时有 可得 则带电粒子的最大速度与回旋加速器的半径有关，与加速电压无关，带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径有关，与加速电压无关，故D错误。 故选C。 10．(24-25高二下·湖南湖南三新协作体/G10/H11联盟大联考·期中)我国在科研领域不断突破，自主研发的先进质谱仪和回旋加速器在诸多关键领域发挥重要作用，已知某科研团队利用自主研发的小型质谱仪对一种新型超导材料的杂质粒子进行分析，随后将筛选出的电荷量为 q，质量为 m的粒子导入自主研发的紧凑型回旋加速器进行进一步加速研究。两种仪器的原理图如图所示，其中回旋加速器D形金属盒半径为R，两金属盒接在电压为U、周期为T的交流电源上，则下列说法中正确的是（　　） A．图甲中，粒子的比荷越大，偏转半径越大 B．图甲中，若两种同位素的原子核，在磁场中运动轨迹的直径之比是，则质量之比为 C．图乙中，粒子在D形盒中运动时，洛伦兹力对粒子不做功，其冲量为零 D．图乙中，粒子所能获得的最大动能为 【答案】BD 【详解】A．甲图中，所有粒子通过电场加速后可得 加速后的粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力可得 联立可得 可知粒子的比荷越大，偏转半径越小，故A错误； B．设两种同位素的原子核分别为A、B，则有 已知，则有 两边平方可得，即两种同位素的质量之比为，故B正确； C．粒子在D形盒中运动时，洛伦兹力与速度方向垂直，则洛伦兹力对粒子不做功，根据可知其冲量不为零，故C错误； D．根据且 可得，质子所能获得的最大动能为 故D正确。 故选BD。 11．(24-25高二下·湖南湘一名校联盟·期中)中国原子能科学研究所的质子回旋加速器（CYCIAE系列），是亚洲能量最高的紧凑型强流质子回旋加速器，超导线圈产生的磁场约为2.5~3T，可将质子加速到100MeV的高能状态。回旋加速器的原理如图所示，和是两个中空半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，两金属盒接在电压为U0、周期为T的交流电源上。一质子从圆心A处飘入两盒之间的狭缝，质子在狭缝中被电场加速，当其被加速至动能最大后，从回旋加速器中射出，忽略质子在电场中的运动时间。下列说法中正确的是（　　） A．质子在、运动过程中，洛伦兹力对质子做功为零，其冲量也为零 B．电场变化的周期是粒子在磁场中做圆周运动周期的两倍 C．若仅减小加速电压U0，则质子出来时的动能减小 D．该加速器用来加速粒子时需要将交流电源的频率调整为原来的 【答案】D 【详解】A．质子在、运动过程中，洛伦兹力与速度方向垂直，则洛伦兹力对质子不做功，根据速度方向变化则动量变化，可知其冲量不为零，故A错误； B．为了使得每次质子经过电场时都能被加速，则电场变化的周期应等于粒子在磁场中做圆周运动的周期，故B错误； C．当粒子从D形盒出来时速度最大，根据 可得 质子获得的最大动能为 若仅减小加速电压U0，则质子从回旋加速器中射出时的动能不变，故C错误； D．粒子在磁场中运动的周期 频率为 加速粒子交流电的频率 故D正确。 故选D。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 专题01磁场 ☆3大高频考点概览 考点01带电粒子在磁场中的运动 考点02带电粒子在复合场中的运动 考点03回旋咖速器、速度选择器和质谱仪 目目 考点01 带电粒子在磁场中的运动 1.(24-25高二下·湖南娄底期中)如图所示，虚线MW将竖直平面分成I和Ⅱ两个区域，两个区域分别存在 着水平方向的匀强磁场，一带电粒子仅在洛伦兹力作用下由I区运动到Ⅱ区。曲线Pb为运动过程中的一 段轨迹，其中弧aP、弧Pb的弧长之比为2：1，且粒子经过a、b点时的速度方向均水平向右，下列判断正 确的是() M b Π N A.粒子通过aP、Pb两段弧的时间之比为1：1 B.弧aP与弧Pb对应的圆心角之比为1：1 C.粒子在I、Ⅱ区域两个磁场中的运动半径之比为1：2 D.I、Ⅱ区域两个磁场的磁感应强度方向相反，大小之比为2：1 2.(24-25高二下湖南名校联合体·期中如图所示，直角三角形MPN区域内存在磁感应强度大小为B,方 向垂直纸面向外的匀强磁场。∠M=30°，NP=L,C为MP的中点，D为NP的中点，在C点有一粒子源不 断沿垂直于PM方向射入速度大小不同的正、负电粒子。粒子的质量均为m、电荷量均为。不考虑粒子间 的相互作用，不计粒子的重力。下列说法正确的是() D 30°CM A,可能有粒子从M点射出磁场 B.从D点离开磁场的粒子的速度大小为2V3BL 3m 1/6 学科网 www zxxk com 让教与学更高效 C.从MN边射出的正粒子在磁场中运动的最长时间为πm 3eB D.负粒子在磁场中运动的最长时间为m 3eB 3.(24-25高二下·湖南湘一名校联盟·期中)如图所示，半径为R的圆形区域内有匀强磁场，磁感应强度大小 为B,方向垂直纸面向外。一带电粒子从图中P点以速度v沿直径方向射入磁场，经磁场偏转0=60°后从 Q点射出磁场。忽略粒子的重力，下列说法正确的是() A,粒子带负电 B.粒子的比荷为V3BR C.粒子在磁场中运动的轨迹长度为 3 D.若圆形区域半径和圆心位置可变，要实现带电粒子从P点射入，仍从Q点射出，则圆形磁场的最小 面积为3玩R 4 4.(24-25高二下·湖南长沙长郡中学期中)2025年1月20日，中国“人造太阳°全超导托卡马克磁约束核聚 变实验装置创造新的世界纪录，首次实现1亿摄氏度1066秒的运行。某一磁约束装置如图所示，现有一个 环形区域，其截面内圆半径R,=√3d,外圆半径R2=3d,圆心均为O点。环形区域内有垂直纸面向外的 匀强磁场，已知磁感应强度大小为B。A点为内圆右侧上一点，从A点可向各个方向发射质量为、电荷 量为9的带正电粒子，以不同速度垂直射入磁场，不计粒子重力，且不考虑粒子之间的相互作用力。（答 案可用含根号与π的表达式表示) R (1)若带电粒子在A沿与内圆相切向上的方向射入磁场，刚好不穿越外圆边界，求粒子的速度大小： (②)若带电粒子以某一速度沿着OA方向垂直射入磁场，刚好不穿越外圆边界，求粒子从A点射入磁场到再 次返回A点时所需的时间。 2/6 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 目目 考点02 带电粒子在复合场中的运动 5.(24-25高二下·湖南娄底期中)如图，一半径为R1的圆内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B,方向垂 直于纸面向里，在圆形磁场右边有一接地的“二”形金属挡板abcd,ab=cd3R1,bc=4R,在bc边中点O开 一小孔，圆形磁场与bc边相切于O点，挡板内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度大小 B0.5B,在cd边下方2R1处放置一足够长的水平接收板P,初速度可忽略的大量电子，经过电压U加速 后，有宽度为2R,的平行电子束竖直向上进入圆形磁场，均通过O点进入B2,电子质量为m,电荷量为， 忽略电子间的相互作用和电子的重力，其中U、R、m、e已知，求： 3R, ××××× R ××××× 0x×××× 4R ××××X 平行电子束c××X×为 2R (1)电子进入圆形磁场区域时的速度y; (2)圆形磁场区域的磁感应强度B1: (3)电子在水平接收板上击中的区域。 6.(24-25高二下·湖南湖南三新协作体/G10/H11联盟大联考·期中)在我国新一代量子通信科研实验基地， 科研人员通过设置特殊的探测板，根据不同位置射出的离子到达探测板的清况，用来捕提离子携带的量子 信息，其简化结构如图所示。在第二象限中存在一沿y轴正方向、电场强度E=6m心的匀强电场。在第 gd 、四象限存在垂直xOy平面向里、磁感应强度B三的匀强磁场。有一块长度为d的探测板CD,如 用内移动，且始终接地。在第二象限的抛物线y一-d≤x≤0上有一族粒 正方向发射大量负离子，离子的质量为m、电荷量为-q(q>0),速度大小均为。。稳定工作后，若探测 板CD在某处平行于y轴固定，则从O点出射的离子恰能击中探测板的C点，从A点(-d、3d)出射的离 子恰能击中探测板的D点。不计离子的重力及相互作用，不考虑离子间的碰撞。 3/6 学科网 www zxxk com 让教与学更高效 y本× X A 3d e X B D (1)求探测板上C点的纵坐标yo: (2)求探测板的横坐标x: (3)求离子第二次经过y轴时的纵坐标y与其出发点的横坐标x的关系。 7.(2425高二下·湖南名校联合体期中)如图所示，空间中有一平面直角坐标系，在x轴上方有垂直纸面向 里的匀强磁场，磁感应强度为B=1T,在x轴下方有沿y轴负方向的匀强电场，场强为E=1×104Vm,PQ 是一个垂直于x轴的屏幕，O点到PQ的距离为L=7m,有一个质量为m、电荷量为-q的带电粒子， =2×104Ckg,从y轴上坐标为(0，-1m)的M点由静止释放，最后垂直打在P上。不计重力，求： m B ××××× (1)粒子到达O点时的速度大小； (2)粒子在整个运动过程中的路程s; (3)粒子运动的总时间。 8.(24-25高二下·湖南湘一名校联盟期中)如图所示为俯视图，MN为光滑绝缘水平桌面上的一条直线，带 电小球放置在MN上的P点。整个空间存在正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度大小为Eo,方向垂直MN 水平向右，磁场竖直向下，磁感应强度大小为B。己知小球质量为m,带电量为+9，重力加速度为g。 4/6 学科网 www zxxk.com 让教与学更高效 M ××××× B ××× ×× →E0 ××n××× P 文xx (1)若给小球一个沿水平面的初速度（大小、方向均未知），小球恰好沿直线运动，求此初速度； (2)若撒去电场，把小球在P点以大小为心。、与MN成-30的速度沿水平面抛出（如图所示），小球抛出后 第一次经过直线MN的位置为Q(图中未画出)，求PQ的距离以及从P到Q的时间； (3)若在题干的条件下，把小球在P点由静止释放，在小球速度最大时突然把电场变为竖直向上，且大小变 3mg。求此后经过1=交时小球到MN的距离。 gB 目目 考点03 回旋加速器、速度选择器和质谱仪 9.(24-25高二下·湖南长沙长郡中学·期中)对于下列所示的装置，说法正确的是() 照相底片 甲 乙 丙 A,甲图中，法拉第利用该实验装置发现了电流的磁效应 B.乙图中，两根通有方向相反电流的长直导线会相互吸引 C.丙图中，不改变质谱仪各区域的电场磁场，击中底片同一位置的不同粒子比荷相同 D.丁图中，回旋加速器加速带电粒子的最大动能与加速电压有关 10.(24-25高二下·湖南湖南三新协作体/G1011联盟大联考·期中)我国在科研领域不断突破，自主研发的 先进质谱仪和回旋加速器在诸多关键领域发挥重要作用，己知某科研团队利用自主研发的小型质谱仪对一 种新型超导材料的杂质粒子进行分析，随后将筛选出的电荷量为9，质量为m的粒子导入自主研发的紧凑 型回旋加速器进行进一步加速研究。两种仪器的原理图如图所示，其中回旋加速器D形金属盒半径为R, 两金属盒接在电压为U、周期为T的交流电源上，则下列说法中正确的是() 5/6 命学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 S ●●● ● ● ·B● ● ●●●● 接交流电源 甲：质谱仪 乙：回旋加速器 A.图甲中，粒子的比荷越大，偏转半径越大 B.图甲中，若两种同位素的原子核，在磁场中运动轨迹的直径之比是2：1，则质量之比为4：1 C.图乙中，粒子在D形盒中运动时，洛伦兹力对粒子不做功，其冲量为零 D.图乙中，粒子所能获得的最大动能为2mmR T2 11.(24-25高二下·湖南湘一名校联盟·期中)中国原子能科学研究所的质子回旋加速器(CYCIAE系列)， 是亚洲能量最高的紧凑型强流质子回旋加速器，超导线圈产生的磁场约为2.5一3T,可将质子加速到 1OOMV的高能状态。回旋加速器的原理如图所示，D和D2是两个中空半圆形金属盒，置于与盒面垂直的 匀强磁场中，两金属盒接在电压为U。、周期为T的交流电源上。一质子从D圆心A处飘入两盒之间的狭缝， 质子在狭缝中被电场加速，当其被加速至动能最大后，从回旋加速器中射出，忽略质子在电场中的运动时 间。下列说法中正确的是() A.质子在D、D2运动过程中，洛伦兹力对质子做功为零，其冲量也为零 B.电场变化的周期是粒子在磁场中做圆周运动周期的两倍 C.若仅减小加速电压U,则质子出来时的动能减小 D.该加速器用来加速α粒子时需要将交流电源的频率调整为原来的； 6/6