【精准解析】高考物理一轮复习课时作业31　带电粒子在组合场中的运动

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课时作业 31　带电粒子在组合场中的运动
时间：45 分钟
1．如图所示，a、b是两个匀强磁场边界上的两点，左边匀强磁
场的磁感线垂直纸面向里，右边匀强磁场的磁感线垂直纸面向外，两
边的磁感应强度大小相等．电荷量为 2e的带正电的质点 M以某一速
度从 a点垂直磁场边界向左射出，与静止在 b点的电荷量为 e的带负
电的质点 N相撞，并粘合在一起，不计质点 M和质点 N的重力，则
它们在磁场中的运动轨迹是(　D　)
解析：正离子以某一速度击中并吸收静止的电子后，速度保持不
变，电荷量变为＋e，由左手定则可判断出正离子过 b点时所受洛伦兹
力向下；由 r＝可得，电荷量减半，则半径增大到原来的 2倍，故磁
场中的运动轨迹为 D，故 D正确．
2．用回旋加速器分别加速某元素的一价正离子和二价正离子，
各离子开始释放的位置均在 A点，加速电压相同，则关于一价正离子
和二价正离子的加速，下列说法不正确的是(　C　)
A．获得的最大速度之比为 12
B．获得的最大动能之比为 14
C．加速需要的交变电压的频率之比为 21
D．经加速电场加速的次数之比为 12
解析：某元素的一价正离子和二价正离子的电荷量之比为 12，
质量相等，由 Ek＝mv2＝m2＝，可知获得的最大动能之比为 14，速
度之比为 12，A、B正确，不符合题意；加速电压的周期等于粒子
在磁场中运动的周期，即 T＝，可见交变电压的周期之比为 21，频
率之比为 12，C错误，符合题意；经加速电场加速由动能定理有
nqU＝，n＝，因此加速的次数之比为 12，D正确，不符合题意．
3．如图所示左侧为竖直放置的两平行板 M、N，右侧为垂直纸面
向里的左、右边界分别为 1、2的匀强磁场，磁感应强度为 B.平行板
M的中心处有一电子放射源 S，能源源不断地发射一系列初速度可视
为零的电子，经加速电压 U0加速后，电子沿水平方向从 N板的小孔
向右进入匀强磁场，经一段时间电子到达磁场右边界的 P点．如果磁
感应强度变为 2B，欲使电子仍沿原来的轨迹到达 P点，应将加速电
压调节为 U，则(　A　)
A．U＝4U0 B．U＝2U0
C．U＝U0 D．U＝U0
解析：要使电子在磁场中仍打在 P点，则可知电子的运动半径不
变，则由 Bev＝m可知 R＝，磁感应强度 B加倍，而电子的轨道半径
R不变，则速度一定也加倍．对电子的加速过程有 eU＝mv2，解得 v
＝，故要使速度加倍，加速电压应变为原来的 4倍，A正确．
4．质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具．如
图所示为质谱仪的原理示意图，现利用质谱仪对氢元素进行测量．让
氢元素三种同位素的离子流从容器 A下方的小孔 S无初速度飘入电势
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