2024年高考特训卷 物理【新教材】（河北专版）考点71

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考点 71　洛伦兹力与现代科技——提能力
1.（多选）如图甲，用强磁场将百万度高温的等离子体（等量的正离子和电子）约束
在特定区域实现受控核聚变的装置叫托克马克．我国托克马克装置在世界上首次实现了稳
定运行 100 秒的成绩．多个磁场才能实现磁约束，其中之一叫纵向场，图乙为其横截面的
示意图，越靠管的右侧磁场越强．尽管等离子体在该截面上运动的曲率半径远小于管的截
面半径，但如果只有纵向场，带电粒子还会逐步向管壁“漂移”，导致约束失败．不计粒
子重力，下列说法正确的是（　　）
A．正离子在纵向场中沿逆时针方向运动
B．发生漂移是因为带电粒子的速度过大
C．正离子向左侧漂移，电子向右侧漂移
D．正离子向下侧漂移，电子向上侧漂移
2.[2023·济南市山东省实验中学模拟]如图所示，是磁流体发电机示意图．平行金属板
a、b之间有一个很强的匀强磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量等量
正、负离子）垂直于磁场的方向喷入磁场，a、b两板间便产生电压．如果把 a、b板与用电
器相连接，a、b板就是等效直流电源的两个电极．若磁场的磁感应强度为 B，每个离子的
电荷量大小为 q、速度为 v，a、b两板间距为 d，两板间等离子体的等效电阻为 r，用电器
电阻为 R.稳定时，下列判断正确的是（　　）
A.图中 a板是电源的正极
B．电源的电动势为 Bvq
C．用电器中电流为
D．用电器两端的电压为 Bvd
3.[2023·山东济南一模]利用质谱仪可以测量带电粒子的比荷，如图所示为一种质谱仪
的原理示意图．某带电粒子从容器 A下方的小孔飘入加速电场（其初速度可视为零），之
后自 O点垂直磁场边界进入匀强磁场中，最后打到照相底片上的 P点，粒子重力不计．此
过程中，比荷越大的带电粒子（　　）
A．进入磁场时的速度越小
B．在加速电场中的加速时间越长
C．在磁场中的运动时间越长
D．在磁场中做匀速圆周运动的半径越小
4.在实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如图所示模型：废液内含有大量
正、负离子，从直径为 d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出．流量值 Q等于单位时间通过
横截面的液体的体积．空间有垂直纸面向里的磁感应强度为 B的匀强磁场，并测出 M、N
间的电压 U，则下列说法正确的是（　　）
A．正、负离子所受洛伦兹力方向是相同的
B．容器内液体的流速为 v＝
C．河水流量计也可以用于测量不带电的液体的流速
D．污水流量为 Q＝
5.
[2023·湖北随州市广水市一中模拟]（多选）如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电
场、静电分析器和磁分析器组成．若静电分析器通道中心线的半径为 R，通道内均匀辐射
状电场在中心线处的电场强度大小为 E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应
强度大小为 B、方向垂直纸面向外．一质量为 m、电荷量为 q的粒子从静止开始经加速电
场加速后沿中心线通过静电分析器，由 P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的 Q
点．不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　）
A．粒子一定带正电
B．加速电场的电压 U＝ER
C．直径 PQ＝
D．若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群离子具有相同
的比荷
6.[2023·天津红桥区一模]回旋加速器的结构如图甲所示，两金属盒置于匀强磁场中，
两盒分别与高频电源相连．在加速氚核（H）时，氚核在磁场中运动的动能 Ek随时间 t的
变化规律如图乙所示．忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断正确的是（　　）
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