高考物理二轮总复习课后习题专题分层突破练9 带电粒子在复合场中的运动 (3).docVIP

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专题分层突破练9带电粒子在复合场中的运动

A组

1.如图所示,有一混合正离子束从静止通过同一加速电场后,进入相互正交的匀强电场和匀强磁场区域Ⅰ。如果这束正离子束在区域Ⅰ中不偏转,不计离子的重力,则说明这些正离子在区域Ⅰ中运动时一定相同的物理量是()

A.动能 B.质量

C.电荷 D.比荷

2.(天津高三模拟)为监测某化工厂的含有离子的污水排放情况,技术人员在排污管中安装了监测装置,该装置的核心部分是一个用绝缘材料制成的空腔,其宽和高分别为b和c,左、右两端开口与排污管相连,如图所示。在垂直于上、下底面加磁感应强度大小为B、方向向下的匀强磁场,在空腔前、后两个侧面上各有长为a的相互平行且正对的电极M和N,M和N与内阻为R的电流表相连。污水从左向右流经该装置时,电流表将显示出污水排放情况。下列说法正确的是()

A.M板比N板电势高

B.污水中离子浓度越高,则电流表的示数越小

C.污水流量大小,对电流表的示数无影响

D.若只增大所加磁场的磁感应强度,则电流表的示数也增大

3.(甘肃卷)质谱仪是科学研究中的重要仪器,其原理如图所示。Ⅰ为粒子加速器,加速电压为U;Ⅱ为速度选择器,匀强电场的电场强度大小为E1,方向沿纸面向下,匀强磁场的磁感应强度大小为B1,方向垂直纸面向里;Ⅲ为偏转分离器,匀强磁场的磁感应强度大小为B2,方向垂直纸面向里。从S点释放初速度为零的带电粒子(不计重力),加速后进入速度选择器做直线运动,再由O点进入分离器做圆周运动,最后打到照相底片的P点处,运动轨迹如图中虚线所示。

(1)粒子带正电还是负电?求粒子的比荷。

(2)求O点到P点的距离。

(3)若速度选择器Ⅱ中匀强电场的电场强度大小变为E2(E2略大于E1),方向不变,粒子恰好垂直打在速度选择器右挡板的O点上。求粒子打在O点的速度大小。

4.(福建厦门一模)如图所示,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为匀强电场和匀强磁场的理想边界,一束带负电粒子由静止状态从P点经过Ⅰ、Ⅱ间的电场加速后垂直边界Ⅱ到达Q点,再经Ⅱ、Ⅲ间的磁场偏转后从边界Ⅲ穿出,且粒子从磁场边界Ⅲ穿出时速度方向与粒子入射磁场方向的夹角为30°。已知有界匀强磁场的磁感应强度大小为B,磁场宽度为d。粒子质量为m,电荷量为q,粒子的重力不计。求:

(1)粒子在磁场中运动时速度的大小;

(2)粒子在磁场中运动的时间t;

(3)P、Q两点间的电势差UPQ。

B组

5.(广东深圳二模)某肿瘤治疗新技术是通过电子撞击目标靶,使目标靶放出X射线,对肿瘤进行准确定位,再进行治疗,其原理如图所示。圆形区域内充满垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度为B。水平放置的目标靶长为2l,靶左端M与磁场圆心O的水平距离为l、竖直距离为3l。从电子枪逸出的电子(质量为m、电荷量为e,初速度可以忽略)经匀强电场加速时间t后,以速度v0沿PO方向射入磁场(PO与水平方向夹角为60°),恰好击中M点,求:

(1)匀强电场电场强度的大小;

(2)匀强磁场的方向及电子在磁场中运动的时间;

(3)为保证电子击中目标靶MN,匀强电场电场强度的大小范围(匀强电场极板间距不变)。

6.(辽宁名校联盟调研卷)如图所示,Oxyz为空间直角坐标系,在x0的空间Ⅰ内存在沿z轴正方向的匀强磁场B1。在0xd的空间Ⅱ内存在沿y轴正方向的匀强电场E,在、方向沿x轴正方向的匀强磁场。现将一带负电的粒子从x轴上的A(xA=-3d)点以初速度v0射入空间Ⅰ的磁场区域,经磁场偏转后从y轴上的C(yC=d)点垂直y轴进入空间Ⅱ,并从x轴上的D(,不计重力。求:

(1)空间Ⅰ内磁场的磁感应强度大小B1和空间Ⅱ内电场的电场强度大小E;

(2)粒子运动过程中,距离x轴的最大距离;

(3)粒子进入空间Ⅱ后,每次经过x轴时的横坐标。

7.(江苏南京师大附中期末)如图所示,在竖直面内的直角坐标系xOy中,在第二象限内存在沿x轴正方向的匀强电场和磁感应强度大小为B、方向垂直坐标平面向里的匀强磁场;在第一象限内存在方向竖直向上的匀强电场和磁感应强度大小也为B、方向垂直坐标平面向外的匀强磁场。一带正电的小球P从x轴上的A点以某一速度沿AK方向做直线运动,AK与x轴正方向的夹角θ=60°,从K点进入第一象限后小球P恰好做匀速圆周运动,经过从y轴上的F点离开第四象限,第四象限存在匀强磁场,方向如图所示。已知重力加速度大小为g,小球P、Q带电荷量均为q、质量均为m,不计空气阻力。

(1)求第二象限与第一象限内电场的电场强度大小之比E2

(2)求小球Q静止的位置距O点的距离;

(3)若结合体M进入第四象限时的速度为v,M在第四象限运动时的最大速度为2v,则当其速度为2v时,结合体M距x轴的距离是多少?

8.医用电子直线加速器结构主要包括电子枪、加速系统、束流传