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2018高考物理二轮复习:知识点强化训练 带电粒子的运动

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1.如图所示为一种质谱仪的工作原理示意图,此质谱仪由以下几部分构成:离子源、加速电场、静电分析器、磁分析器、收集器.静电分析器通道中心线半径为R,通道内有均匀辐射电场,在中心线处的电场强度大小为E;磁分析器中分布着方向垂直于纸面,磁感应强度为B的匀强磁场,其左边界与静电分析器的右边界平行。由离子源发出一个质量为m、电荷量为q的正离子(初速度为零,重力不计),经加速电场加速后进入静电分析器,沿中心线MN做匀速圆周运动,而后由P点进入磁分析器中,最终经过Q点进入收集器。下列说法中正确的是 ( B ) A.磁分析器中匀强磁场方向垂直于纸面向内 B.加速电场中的加速电压U=ER2 C.磁分析器中圆心O2到Q点的距离d=1B2mERq D.任何离子若能到达P点,则一定能进入收集器 [解析] 进入静电分析器后,正离子顺时针转动,所受洛伦磁力指向圆心,根据左手定则,磁分析器中匀强磁场方向垂直于纸面向外,A错误;离子在静电分析器中做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律有Eq=mv2R,设离子进入静电分析器时的速度为v,离子在加速电场中加速的过程中,由动能定理有:qU=12mv2,联立解得U=ER2,B正确;由B项解析可知:R=2UE=1BmERq,故C错误,与离子质量、电量无关。离子在磁分析器中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律有qvB=mv2r得:r=1B2mUq,由题意可知,圆周运动的轨道半径与电荷的质量和电量有关,能够到达P点的不同离子,半径不一定都等于d,不一定能进入收集器,D错误。故选B。 2.(2017·四川师大二模)一半径为R的光滑圆环竖直放在水平向右的场强为E的匀强电场中,如图所示,环上a、c是竖直直径的两端,b、d是水平直径的两端,质量为m的带电小球套在圆环上,并可沿环无摩擦滑动,已知小球自a点由静止释放,沿abc运动到d点时速度恰好为零,由此可知 ( A )

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