课件编号7691803

2011-2020年高考物理试卷分类汇编之052b.带电粒子在电磁场中的运动(下)(含答案及解析)

日期:2024-06-16 科目:物理 类型:高中试卷 查看:81次 大小:805888Byte 来源:二一课件通
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中小学教育资源及组卷应用平台 第52.b节 带电粒子在电磁场中的运动(下) 1.2020年新课标Ⅱ卷17.(6分)CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称,CT扫描机可用于对多种病情的探测。图(a)是某种CT机主要部分的剖面图,其中X射线产生部分的示意图如图(b)所示。图(b)中M、N之间有一电子束的加速电场,虚线框内有匀强偏转磁场;经调节后电子束从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进,打到靶上,产生X射线(如图中带箭头的虚线所示);将电子束打到靶上的点记作P点。则(  ) A.M处的电势高于N处的电势 B.增大M、N之间的加速电压可以使P点左移 C.偏转磁场的方向垂直于纸面向外 D.增大偏转磁场磁感应强度的大小可使P点左移 答案:D 解析: A、根据题意可知,电子在MN之间加速,受到向右的电场力,所以MN之间的电场线水平向左,则M点的电势比N点电势低,故A错误; C、根据题意可知,电子进入磁场时受到竖直向上的洛伦兹力,根据左手定则可知偏转磁场的方向垂直于纸面向里,故C错误; BD、电子在加速电场中运动,根据动能定理有 在磁场中运动时,根据洛伦兹力提供向心力有, 则电子在磁场在的半径为, 如增大M、N之间的加速电压,电子在磁场中做圆周运动的半径增大,所以电子出磁场时的偏角减小,P点向右移动, 增大偏转磁场磁感应强度的大小,则电子在磁场中做圆周运动的半径减小,电子出磁场时的速度偏角增大,P点左移,故B错误,D正确。 故选:D。 2.2015年理综重庆卷9.(18分)题9图为某种离子加速器的设计方案。两个半圆形金属盒内存在相同的垂直于纸面向外的匀强磁场。其中MN和M' N'是间距为h的两平行极板,其上分别有正对的两个小孔O和O',O' N'= ON=d,P为靶点,O' P=kd(k为大于1的整数).极板间存在方向向上的匀强电场,两极板间电压为U. 质量为m、带电量为q的正离子从O点由静止开始加速,经O' 进入磁场区域。当离子打到极板上O' N'区域(含N' 点)或外壳上时将会被吸收。两虚线之间的区域无电场和磁场存在,离子可匀速穿过。忽略相对论效应和离子所受的重力。求: (1)离子经过电场仅加速一次后能打到P点所需的磁感应强度大小; (2)能使离子打到P点的磁感应强度的所有可能值; (3)打到P点的能量最大的离子在磁场中运动的时间和在电场中运动的时间。 【答案】(1) (2), (3) , 解析:(1)离子经电场加速,由动能定理:,可得 磁场中做匀速圆周运动, 刚好打在P点,轨迹为半圆,由几何关系可知 联立解得 (2)若磁感应强度较大,设离子经过一次加速后若速度较小,圆周运动半径较小,不能直接打在P点,而做圆周运动到达N' 右端,再匀速直线到下端磁场,将重新回到O点重新加速,直到打在P点。设共加速了n次,有: 且 解得:, 要求离子第一次加速后不能打在板上,有,且, 解得: 故加速次数n为正整数最大取 即 (3)加速次数最多的离子速度最大,取,离子在磁场中做n-1个完整的匀速圆周运动和半个圆周打到P点。 由匀速圆周运动 电场中一共加速n次,可等效成连续的匀加速直线运动.由运动学公式 可得: 3.2016年江苏卷15.(16分)回旋加速器的工作原理如图15-1所示,置于真空中的D形金属盒半径为R,两盒间狭缝的间距为d,磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直,被加速粒子的质量为m,电荷量为+q,加在狭缝间的交变电压如图15-2所示,电压值的大小为U0.周期。一束该种粒子在t=0~时间内从A处均匀地飘入狭缝,其初速度视为零。现考虑粒子在狭缝中的运动时间,假设能够出射的粒子每次经过狭缝均做加速运动,不考虑粒子间的相互作用。求: (1)出射粒子的动能Em; (2)粒子从飘入狭缝至动能达到Em所需的总时间t0; (3)要使飘入狭缝的粒子中有超过99%能射出,d应满足的条件。 【答案】 (1)   (2) (3) 【解 ... ...

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