2017届高考物理第一轮复习课时跟踪检测题3.doc
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4、回旋加速器的工作原理图。D1和D2是两个中空的半圆金属盒,它们之间有一定的电势差,A处的粒子源产生的带电粒子,在两盒之间被电场加速。两半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中,所以粒子在半圆盒中做匀速圆周运动。若带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示,不计带电粒子在电场中的加速时间,不考虑由相对论效应带来的影响,下列判断正确的是()图1A在Ekt图中应该有tn1tntntn1B在Ekt图中应该有tn1tntntn1C在Ekt图中应该有En1EnEnEn1D在Ekt图中应该有En1EnEnEn1解析:选AC根据带电粒子在匀强磁场中运动的周期与速度无关可知,在Ekt图中应该有tn1tn
5、tntn1,选项A正确B错误;由于带电粒子在电场中加速,电场力做功相等,所以在Ekt图中应该有En1EnEnEn1,选项C正确D错误。2. (2015江苏高考)一台质谱仪的工作原理如图2所示,电荷量均为q、质量不同的离子飘入电压为U0的加速电场,其初速度几乎为零。这些离子经加速后通过狭缝O沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场,最后打在底片上。已知放置底片的区域MNL,且OML。某次测量发现MN中左侧区域MQ损坏,检测不到离子,但右侧区域QN仍能正常检测到离子。在适当调节加速电压后,原本打在MQ的离子即可在QN检测到。图2(1)求原本打在MN中点P的离子质量m;(2)为使原本打在P的
6、离子能打在QN区域,求加速电压U的调节范围;(3)为了在QN区域将原本打在MQ区域的所有离子检测完整,求需要调节U的最少次数。(取lg 20.301,lg 30.477,lg 50.699)解析:(1)离子在电场中加速,qU0mv2在磁场中做匀速圆周运动,qvBm解得r0 代入r0L,解得m。(2)由(1)知,U,离子打在Q点时,rL,得U离子打在N点时,rL,得U则电压的范围U。(3)由(1)可知,r由题意知,第1次调节电压到U1,使原本Q点的离子打在N点,此时,原本半径为r1的打在Q1的离子打在Q上,解得r12L第2次调节电压到U2,原来打在Q1的离子打在N点,原本半径为r2的打在Q2的离
7、子打在Q上,则,解得r23L同理,第n次调节电压,有rnn1L检测完整,有rn,解得n12.8最少次数为3次。答案:(1)(2)U(3)最少次数为3次对点训练:带电粒子在交变电、磁场中的运动3(2015广东六校高三第一次联考)如图3所示,两平行金属板E、F之间电压为U,两足够长的平行边界MN、PQ区域内,有垂直纸面向外的匀强磁场,一质量为m、带电量为q的粒子(不计重力),由E板中央处静止释放,经F板上的小孔射出后,垂直进入磁场,且进入磁场时与边界MN成60角,磁场MN和PQ边界距离为d。求:图3(1)粒子离开电场时的速度;(2)若粒子垂直边界PQ离开磁场,求磁感应强度B;(3)若粒子最终从磁场
8、边界MN离开磁场,求磁感应强度的范围。解析:(1)设粒子离开电场时的速度为v,由动能定理有:qUmv2解得:v 。(2)粒子离开电场后,垂直进入磁场,根据几何关系得r2d由洛伦兹力提供向心力有:qvBm,联立解得:B 。(3)最终粒子从边界MN离开磁场,需满足条件:刚好轨迹于PQ相切drrsin 30联立解得:B 磁感应强度的最小值为B ,磁感应强度的范围是B 。答案:(1)v (2)B (3)B 4. (2015山东高考)如图4所示,直径分别为D和2D的同心圆处于同一竖直面内,O为圆心,GH为大圆的水平直径。两圆之间的环形区域(区)和小圆内部(区)均存在垂直圆面向里的匀强磁场。间距为d的两平
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