2026版创新设计高考总复习物理(人教基础版)课时跟踪练-专题强化十九　洛伦兹力与现代科技.docxVIP

专题强化十九洛伦兹力与现代科技

(分值:100分)

选择题1~10题,每小题9分,第11题10分,共100分。

基础对点练

对点练1质谱仪

1.如图,两种不同的带电粒子a、b经相同的加速电场加速后进入速度选择器(粒子在进入加速电场时的速度可忽略),a、b两种粒子在速度选择器中均沿直线运动,最终经小孔S射入匀强磁场B2。其中a粒子在磁场B2中做半径为R的圆周运动。下列说法正确的是()

A.a、b两种粒子可能带异种电荷

B.a、b两种粒子穿过速度选择器的时间不同

C.a、b两种粒子的比荷相同

D.b粒子在磁场B2中的运动半径可能比R大

2.质谱仪最初是由英国物理学家阿斯顿设计的,他用质谱仪发现了氖的两种同位素氖20和氖22,从而证实了同位素的存在。如图所示,让氖20和氖22原子核从质谱仪小孔S1飘入电压为U的加速电场(初速度可看作零),然后从S3垂直进入匀强磁场发生偏转,最后打在底片上的不同地方。已知氖20和氖22原子核带电荷量相同,质量之比约为20∶22,从底片上获得在磁场中运动轨迹的直径分别为D1、D2,则D1∶D2应为()

A.1∶0.91 B.1∶0.95 C.1∶1.05 D.1∶1.1

对点练2回旋加速器

3.(多选)回旋加速器的工作原理如图所示,置于真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过狭缝的时间可忽略不计,磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直,A处粒子源产生的粒子质量为m,电荷量为+q(q0),在加速器中被加速。设+q粒子初速度为零,高频交流电压为U,加速过程中不考虑重力作用和相对论效应,则()

A.增大加速电压U,粒子达到最大动能Ek所用时间减少

B.增大加速电压U,粒子的最大动能Ek增加

C.增大磁感应强度B,若该粒子仍能正常加速,则交变电流的频率增大

D.增大磁感应强度B,并使粒子正常加速,粒子的最大动能Ek不变

4.(多选)回旋加速器的工作原理如图所示。D1和D2是真空中两个中空的半圆形金属盒,它们之间接电压大小恒定、频率为f的交流电源。A处的粒子源释放初速度为零的带电粒子,在两盒之间被电场加速,两个半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中,粒子在磁场中做匀速圆周运动。保持磁场不变,用该加速器分别加速氘核(12H)和氦核(24He),

A.交流电源的频率f氘∶f氦=1∶2

B.交流电源的频率f氘∶f氦=1∶1

C.获得的最大速度vm氘∶vm氦=1∶1

D.获得的最大速度vm氘∶vm氦=1∶2

对点练3电场与磁场叠加的应用实例

5.一对平行金属板中存在匀强电场和匀强磁场,其中电场的方向与金属板垂直,磁场的方向与金属板平行且垂直纸面向里,如图所示。一质子(11H)以速度v0自O点沿中轴线射入,恰沿中轴线做匀速直线运动。下列粒子分别自O点沿中轴线射入,能够做匀速直线运动的是(所有粒子均不考虑重力的影响)(

A.以速度v02射入的正电子

B.以速度v0射入的电子(-1

C.以速度2v0射入的氘核(1

D.以速度4v0射入的α粒子(2

6.(2025·江西鹰潭模拟)磁流体发电技术是目前世界上正在研究的新兴技术。如图所示是磁流体发电机示意图,相距为d的平行金属板A、B之间的磁场可看作匀强磁场,磁感应强度大小为B,等离子体(即高温下电离的气体,含有大量正、负带电粒子)以速度v垂直于B且平行于板面的方向进入磁场。金属板A、B和等离子体整体可以看作一个直流电源。将金属板A、B与电阻R相连,当发电机稳定发电时,假设两板间磁流体的等效电阻为r,则A、B两金属板间的电势差为()

A.BdvR+rR B.3Bdv2(R+r

7.为监测某化工厂的污水(导电液体)排放量,某物理兴趣小组的同学在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计。该装置由绝缘材料制成,长、宽、高分别为a、b、c,左右两端开口。如图,在垂直于前、后两面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场,在上、下两个面分别固定有金属板M、N作为电极,V为理想电压表。当含有大量负离子的污水从左向右流经该装置时,下列说法正确的是()

A.M板的电势低于N板的电势

B.若导电液体的流速为v,M、N两电极间将产生电势差U=cvB

C.若仅增大导电液体中离子的浓度,电压表示数将增大

D.若已知M、N电极间的电势差为U,则液体流量为Q=Uc

8.(多选)自行车速度计可以利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示,一块磁铁安装在前轮上,轮子每转一圈,磁铁就靠近传感器一次,传感器就会输出一个脉冲电压。如图乙所示,电源输出电压为U1,当磁场靠近霍尔元件时,在导体前后表面间出现电势差U2(前表面的电势低于后表面的电势)。下列说法中正确的是()

A.图乙中霍尔元件的载流子带负电

B.若电流I变大,则霍尔电势差U2变大

C.自行车的车速越大,则霍尔电势差U2