人教版高二物理（选修3-1）专题练习卷：带电粒子在组合（复合）场中运动的应用

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带电粒子在组合（复合）场中运动的应用

1．（2018·云南开封高三定位考试）1922 年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺

贝尔化学奖．若经同一电场加速的一束粒子由极板间射入质谱仪后分裂为 a、b两束，分别运动到磁场边界的

胶片上，它们的运动轨迹如图所示．则下列相关说法中正确的是

A．a的质量一定大于 b的质量

B．a的电荷量一定大于 b的电荷量

C．在磁场中 a运动的时间大于 b运动的时间

D．a的比荷大于 b的比荷

【答案】D

2．（2018·山东德州检测）如图是一个回旋加速器示意图，其核心部分是两个 D形金属盒，两金属盒置于匀强磁

场中，并分别与高频电源相连．现分别加速氘核（H）和氦核（He），下列说法中正确的是

A．它们的最大速度相同

B．它们的最大动能相同

C．两次所接高频电源的频率相同

D．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能

【答案】AC

3．（2018·湖南衡阳一中月考）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、带电荷量为 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＝

C．直径 PQ＝

D．若一群粒子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群粒子具有相同的比荷

【答案】ABD

4．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离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的 12 倍．此离子和

质子的质量比约为

A．11　　 B．12　　 C．121　　 D．144

【答案】D

5．（2018·江苏泰州高三上学期月考）如图所示为一速度选择器，内有一磁感应强度为 B、方向垂直纸面向外的匀

强磁场，一束粒子流以速度 v水平射入，为使粒子流经过磁场时不偏转（不计重力），则磁场区域内必须同时

存在一个匀强电场，关于此电场场强大小和方向的说法中，正确的是

A．大小为，粒子带正电时，方向向上

B．大小为，粒子带负电时，方向向上

C．大小为 Bv，方向向下，与粒子带何种电荷无关

D．大小为 Bv，方向向上，与粒子带何种电荷无关

【答案】D

6．医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极 a和b以及磁极

N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极 a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血

流速度方向两两垂直，如图所示。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极 a、b之间会有微小

电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。

在某次监测中，两触点的距离为 3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160 μV，磁感应强度的

大小为 0.040 T。则血流速度的近似值和电极 a、b的正负为

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