2025届高考物理联考模拟汇编专题三十带电粒子在组合场中的运动含解析.docVIP

带电粒子在组合场中的运动

A卷——基础保分专练

1．(全国卷Ⅰ)现代质谱仪可用来分析比质子重许多倍的离子，其

示意图如图所示，其中加速电压恒定。质子在入口处从静止起先被加速

电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种一价正离子在入

口处从静止起先被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同

一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍。此离子和质子

的质量比约为()

A．11B．12

C．121D．144

1

解析：选D带电粒子在加速电场中运动时，有qU＝mv2，在磁场中偏转时，其半径r

2

mv12mU

＝，由以上两式整理得：r＝。由于质子与一价正离子的电荷量相同，B1∶B2＝1∶

qBBq

m

12，当半径相等时，解得：2＝144，选项D正确。

m1

2.回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频沟通电

源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变更的电场，

使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁

场中，如图所示。设D形盒半径为R。若用回旋加速器加速质子时，匀强磁

场的磁感应强度为B，高频沟通电频率为f。则下列说法正确的是()

A．质子被加速后的最大速度不行能超过2πfR

B．质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小有关

C．高频电源只能运用矩形交变电流，不能运用正弦式交变电流

D．不变更B和f，该回旋加速器也能用于加速α粒子

2πR1

解析：选A由T＝，T＝，可得质子被加速后的最大速度为2πfR，其不行能超

vf

过2πfR，质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关，选项A正确，B错误；高

频电源可以运用正弦式交变电源，选项C错误；要加速α粒子，高频沟通电周期必需变为α

2πm

粒子在其中做圆周运动的周期，即T＝α，故选项D错误。

qαB

3.(2024·广东韶关质检)如图所示，一个静止的质量为m、带电荷

量为q的粒子(不计重力)，经电压U加速后垂直进入磁感应强度为B的

匀强磁场，粒子在磁场中转半个圆周后打在P点，设OP＝x，能够正确

反应x与U之间的函数关系的是()

1

1

解析：选B带电粒子经电压U加速，由动能定理，qU＝mv2，粒子垂直进入磁感应强