专题56 带电粒子在复合场中的运动——2022年高考物理一轮复习小题多维练（广东专用）（解析版）

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2022 年高考物理一轮复习小题多维练（广东专用）
专题 56 带电粒子在复合场中的运动
（时间：30 分钟）
1、如图所示为回旋加速器的示意图．两个靠得很近的 D形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中，
一质子从加速器的 A处开始加速。已知 D形盒的半径为 R，磁场的磁感应强度为 B，高频交变电
源的电压为 U、频率为 f，质子质量为 m、电荷量为 q，下列说法错误的是（　　）
A．质子的最大速度不超过 2πRf
B．质子的最大动能为
C．质子的最大动能与电压 U无关
D．只增大磁感应强度 B，回旋加速器仍可正常工作
【答案】 D
【解析】
A．质子出回旋加速器的速度最大，此时的半径为 R，则
v= =2πRf
所以最大速度不超过 2πRf，故 A正确，不符合题意；
BC．当质子加速到运动的半径与 D形盒的运动半径相等时动能最大，则
则质子的最大动能
Ekm=mv2=
与电压无关，故 BC 正确，不符合题意；
D．根据
磁感应强度增大，质子运动的周期减小，则频率增大，会大于高频交变电源的频率，使回旋加速
器不能正常工作，故 D错误，符合题意。
故选 D。
2、如图所示，有 a、b、c、d四个粒子，它们带同种电荷且电荷量相等，它们的速率关系为
va<vb=vc<vd，质量关系为 ma=mb<mc=md。进入速度选择器后，有两种粒子从速度选择器中射出，
由此可以判定（　　）
A．射向 A2的是 d粒子 B．射向 P2的是 b粒子
C．射向 A1的是 c粒子 D．射向 P1的是 a粒子
【答案】 D
【解析】
BD．根据粒子在磁场 B2中的偏转方向，由左手定则可知，粒子带正电。粒子能通过速度选择器
时有 qE=qvB，可得
结合题意可知，b、c两粒子能通过速度选择器，a的速度小于 b的速度，所以 a所受的静电力大
于洛伦兹力，a向P1板偏转，d的速度大于 b的速度，所以 d所受的静电力小于洛伦兹力，d向P2
板偏转，故 B错误，D正确；
AC．只有 b、c两粒子能通过速度选择器进入磁场 B2，根据 知，质量大的轨道半径大，则
射向 A1的是 b粒子，射向 A2的是 c粒子，故 A、C错误。
故选 D。
3、（多选）如图所示，将一质量为 m、带电荷量为 q的小球从 a点斜向上抛出，当小球到达最高
点c时，恰好进入正交的匀强电场和匀强磁场中，然后在电、磁场中做半径为 R的匀速圆周运动
轨迹如图中虚线所示。其中电场方向竖直向下，磁场方向垂直纸面向里，a、c两点间的水平距离
和竖直距离均为 2R，重力加速度为 g，不计空气阻力。则（　　）
A．小球带正电
B．小球进入电、磁场时的速度大小为
C．匀强电场的场强大小为
D．匀强磁场的磁感应强度大小为
【答案】 CD
【解析】
AC．小球在复合场中做匀速圆周运动，则小球受到的电场力和重力满足
解得
小球带负电，故 C正确，A错误；
B．根据
联立解得
故B错误；
D．由牛顿第二定律得
解得
故D正确。
故选 CD。
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