第十一章　第5練　洛倫茲力與現(xiàn)代科技-2025高中物理大一輪復(fù)習(xí)

1．(2023·廣東卷·5)某小型醫(yī)用回旋加速器，最大回旋半徑為0.5m，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為1.12T，質(zhì)子加速后獲得的最大動(dòng)能為1.5×107eV。根據(jù)給出的數(shù)據(jù)，可計(jì)算質(zhì)子經(jīng)該回旋加速器加速后的最大速率約為(忽略相對(duì)論效應(yīng)，1eV＝1.6×10－19J)()A．3.6×106m/s B．1.2×107m/sC．5.4×107m/s D．2.4×108m/s2.(2021·福建卷·2)一對(duì)平行金屬板中存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其中電場(chǎng)的方向與金屬板垂直，磁場(chǎng)的方向與金屬板平行且垂直紙面向里，如圖所示。一質(zhì)子(eq\o\al(1,1)H)以速度v0自O(shè)點(diǎn)沿中軸線射入，恰沿中軸線做勻速直線運(yùn)動(dòng)。下列粒子分別自O(shè)點(diǎn)沿中軸線射入，能夠做勻速直線運(yùn)動(dòng)的是(所有粒子均不考慮重力的影響)()A．以速度eq\f(v0,2)射入的正電子(eq\o\al(0,1)e)B．以速度v0射入的電子(eq\o\al(0,－1)e)C．以速度2v0射入的氘核(eq\o\al(2,1)H)D．以速度4v0射入的α粒子(eq\o\al(4,2)He)3．(多選)(2023·天津市期末)調(diào)查組在某化工廠的排污管末端安裝了流量計(jì)，其原理可以簡(jiǎn)化為如圖所示模型：污水內(nèi)含有大量正、負(fù)離子，從直徑為d的圓柱形容器左側(cè)流入，右側(cè)流出，流量值Q等于單位時(shí)間通過橫截面的液體體積?？臻g有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，下列說法正確的是()A．若污水中正離子較多，則a側(cè)電勢(shì)比b側(cè)電勢(shì)高B．若污水中負(fù)離子較多，則a側(cè)電勢(shì)比b側(cè)電勢(shì)低C．污水中離子濃度越高，流量顯示儀器的示數(shù)越大D．只需要再測(cè)出a、b兩點(diǎn)電壓就能夠推算污水的流量值Q4．(2023·河北滄州市期末)自行車速度計(jì)可以利用霍爾效應(yīng)傳感器獲知自行車車輪的運(yùn)動(dòng)速率。如圖甲所示，一塊磁體安裝在前輪上，輪子每轉(zhuǎn)一圈，磁體就靠近傳感器一次，傳感器就會(huì)輸出一個(gè)脈沖電壓。如圖乙所示，電源輸出電壓為U1，當(dāng)磁場(chǎng)靠近霍爾元件時(shí)，在導(dǎo)體前后表面間出現(xiàn)電勢(shì)差U2(前表面的電勢(shì)低于后表面的電勢(shì))。下列說法中錯(cuò)誤的是()A．圖乙中霍爾元件的載流子帶負(fù)電B．已知自行車車輪的半徑，再根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)，即獲得車速大小C．若傳感器的電源輸出電壓U1變大，則U2變大D．若自行車的車速越大，則U2越大5．(2023·江蘇常州市模擬)如圖所示，電荷量相等的兩種離子氖20和氖22先后從容器A下方的狹縫S1飄入(初速度為零)電場(chǎng)區(qū)，經(jīng)電場(chǎng)加速后通過狹縫S2、S3垂直于磁場(chǎng)邊界MN射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，離子經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后軌跡發(fā)生分離，最終到達(dá)照相底片D上。不考慮離子重力及離子間的相互作用，則()A．靜電力對(duì)每個(gè)氖20和氖22做的功不相等B．氖22進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度較大C．氖22在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑較小D．若加速電壓發(fā)生波動(dòng)，兩種離子打在照相底片上的位置可能重疊6.如圖為一種改進(jìn)后的回旋加速器示意圖，其中盒縫間的加速電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度大小恒定，且被限制在AC板間，虛線中間不需加電場(chǎng)，帶電粒子從P0處以速度v0沿電場(chǎng)線方向射入加速電場(chǎng)，經(jīng)加速后再進(jìn)入D形盒中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，對(duì)這種改進(jìn)后的回旋加速器，下列說法正確的是()A．加速粒子的最大速度與D形盒的尺寸無關(guān)B．帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周被加速一次C．帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周P1P2等于P2P3D．加速電場(chǎng)方向需要做周期性的變化7.(多選)(2023·廣東梅州市一模)如圖所示為一種質(zhì)譜儀示意圖，由加速電場(chǎng)、靜電分析器和磁分析器組成。若靜電分析器通道中心線的半徑為R，通道內(nèi)均勻輻射電場(chǎng)在中心線處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，磁分析器有范圍足夠大的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向外。一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從靜止開始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后沿中心線通過靜電分析器，由P點(diǎn)垂直邊界進(jìn)入磁分析器，最終打到膠片上的Q點(diǎn)，不計(jì)粒子重力，下列說法正確的是()A．加速電場(chǎng)的電壓U＝eq\f(1,2)ERB．極板M比極板N電勢(shì)高C．直徑PQ＝2Beq\r(qmER)D．若一群粒子從靜止開始經(jīng)過上述過程都落在膠片上同一點(diǎn)，則該群粒子有相同的質(zhì)量8.(2021·河北卷·5)如圖，距離為d的兩平行金屬板P、Q之間有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1，一束速度大小為v的等離子體垂直于磁場(chǎng)噴入板間，相距為L的兩光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2，導(dǎo)軌平面與水平面夾角為θ，兩導(dǎo)軌分別與P、Q相連，質(zhì)量為m、接入電路的電阻為R的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置，恰好靜止，重力加速度為g，不計(jì)導(dǎo)軌電阻、板間電阻和等離子體中的粒子重力，下列說法正確的是()A．導(dǎo)軌處磁場(chǎng)的方向垂直導(dǎo)軌平面向上，v＝eq\f(mgRsinθ,B1B2Ld)B．導(dǎo)軌處磁場(chǎng)的方向垂直導(dǎo)軌平面向下，v＝eq\f(mgRsinθ,B1B2Ld)C．導(dǎo)軌處磁場(chǎng)的方向垂直導(dǎo)軌平面向上，v＝eq\f(mgRtanθ,B1B2Ld)D．導(dǎo)軌處磁場(chǎng)的方向垂直導(dǎo)軌平面向下，v＝eq\f(mgRtanθ,B1B2Ld)9．(2023·福建南平市模擬)回旋加速器工作原理如圖所示，置于真空中的兩個(gè)半圓形金屬盒半徑為R，兩盒間留有一狹縫接有頻率為f的高頻交流電，加速電壓為U，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直。若A處粒子源產(chǎn)生的氘核(eq\o\al(2,1)H)在狹縫中被加速，不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力的影響，不計(jì)粒子在電場(chǎng)中的加速時(shí)間。則()A．氘核離開回旋加速器時(shí)的最大速率隨加速電壓U增大而增大B．氘核被加速后的最大速度可能超過2πRfC．氘核第n次和第n－1次經(jīng)過兩金屬盒間狹縫后的軌道半徑之比為n∶(n－1)D．不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交流電頻率f，該回旋加速器也能加速α粒子10．(2023·湖南長沙市二模)現(xiàn)有一對(duì)半圓柱體回旋加速器置于真空中，如圖所示，其半徑為R，高度為H，兩金屬盒半圓柱體間狹縫寬度為d，有垂直于盒面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和垂直于盒面向下、電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁場(chǎng)僅存在于兩盒內(nèi)，而電場(chǎng)存在于整個(gè)裝置，兩盒間接有電壓為U的交流電。加速器上表面圓心A處有一粒子發(fā)射器，現(xiàn)有一電荷量為＋q、質(zhì)量為m的粒子