2023版新教材高考物理复习特训卷 考点十一 磁场安培力与洛伦兹力 第90练 (STSE问题)洛伦兹力与现代科技.doc

第90练(STSE问题)洛伦兹力与现代科技
（时间20分钟）
思维方法
1．速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计和霍尔元件等．各种电磁仪器中，最终平衡的标志是qvB＝qE＝qeq\f(U,d).
2．对回旋加速器：(1)所加交变电场的周期T等于粒子做圆周运动的周期；
(2)粒子最大速度v＝eq\f(qBR,m)，与加速电压U无关．
选择题
1.

如图所示，水平放置的两块平行金属板，充电后与电源断开．板间存在着方向竖直向下的匀强电场E和垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场．一质量为m、电荷量为q的带电粒子(不计重力及空气阻力)，以水平速度v0从两极板的左端中间射入场区，恰好做匀速直线运动．则()
A．粒子一定带正电
B．若仅将板间距离变为原来的2倍，粒子运动轨迹偏向下极板
C．若将磁感应强度和电场强度均变为原来的2倍，粒子仍将做匀速直线运动
D．若撤去电场，粒子在板间运动的最长时间有可能是eq\f(2πm,qB)
2．(多选)如图所示是医用回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源两端相连．现分别加速质子(eq\o\al(1,1)H)和氘核(eq\o\al(2,1)H).下列说法中正确的是()

A．它们的最大速度相同
B．质子的最大动能大于氘核的最大动能
C．加速质子和氘核所用高频电源的频率相同
D．仅增大高频电源的电压不可能增大粒子的最大动能
3．(多选)磁流体发电机又叫等离子体发电机，如图所示，燃烧室在3000K的高温下将气体全部电离为正离子与负离子，即高温等离子体．高温等离子体经喷管提速后以1000m/s的速度进入矩形发电通道．发电通道有垂直于喷射速度方向的匀强磁场，磁感应强度为6T，等离子体发生偏转，在两极间形成电势差，已知发电通道长a＝50cm，宽b＝20cm，高d＝20cm，等离子体的电阻率ρ＝2Ω·m，则以下判断中正确的是()

A．发电机的电动势为1200V
B．开关断开时，高温等离子体可以匀速通过发电通道
C．当外接电阻为8Ω时，电流表示数为150A
D．当外接电阻为4Ω时，发电机输出功率最大
4．[2020·全国卷Ⅱ，17]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为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
5．质谱仪可以测定有机化合物分子结构，现有一种质谱仪的结构可简化为如图所示，有机物的气体分子从样品室注入离子化室，在高能电子作用下，样品气体分子离子化或碎裂成离子．若离子化后的离子带正电，初速度为零，此后经过高压电源区、圆形磁场室(内为匀强磁场)、真空管，最后打在记录仪上，通过处理就可以得到离子比荷eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(q,m)))，进而推测有机物的分子结构．已知高压电源的电压为U，圆形磁场区的半径为R，真空管与水平面夹角为θ，离子进入磁场室时速度方向指向圆心．则下列说法正确的是()

A．高压电源A端应接电源的正极
B．磁场室的磁场方向必须垂直纸面向里
C．若离子化后的两同位素X1、X2(X1质量大于X2质量)同时进入磁场室后，出现图中的轨迹Ⅰ和Ⅱ，则轨迹Ⅰ一定对应X1
D．若磁场室内的磁感应强度大小为B，当记录仪接收到一个明显的信号时，与该信号对应的离子比荷eq\f(q,m)＝eq\f(2Utan2\f(θ,2),B2R2)

第90练（STSE问题）洛伦兹力与现代科技
1．答案：C
解析：不计重力，粒子仅受电场力和磁场力做匀速直线运动，合力为零．电场力与磁场力等大反向．该粒子可以是正电荷，也可以是负电荷，选项A错误；仅将板间距离变为原来的2倍，由于带电荷量不变，板间电场强度不变，带电粒子仍做匀速直线运动，选项B错误；若将磁感应强度和电场强度均变为原来的2倍，粒子所受电场力和磁场力均变为原来的2倍，仍将做匀速直线运动，C对．若撤去电场，粒子将偏向某一极板，甚至从左侧射出，粒子在板间运动的最长时间可能是在磁场中运动周期的一半，选项D错误．
2．答案：BD
解析：设质子质量为m，电荷量为q，则氘核质量为2m，电荷量为q，它们的最大速度分别为v1＝eq\f(BqR,m)和v2＝eq\f(BqR,2m)，选项A错误；质子的最大动能E