2023高考物理一輪復(fù)習(xí)高頻考點(diǎn)強(qiáng)化訓(xùn)練專題14 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（原卷版）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

專題14 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一．選擇題1.(2021·河南濮陽(yáng)市4月摸底)如圖所示，在容器A中有同一種元素的兩種同位素正粒子，它們的初速度幾乎為0，粒子可從容器A下方的小孔S1飄入加速電場(chǎng)，然后經(jīng)過S3沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后第一種同位素粒子打到照相底片D上的M點(diǎn)，第二種同位素粒子打到照相底片D上的N點(diǎn)。不計(jì)同位素粒子的重力。量出M點(diǎn)、N點(diǎn)到S3的距離分別為x1、x2，則第一種與第二種同位素粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為(　　)A. B. C. D.2. (多選)(2021·安徽六安市省示范高中教學(xué)質(zhì)檢)回旋加速器是高能物理中的重要儀器，其原理是利用磁場(chǎng)和電場(chǎng)使帶電粒子回旋加速運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)中經(jīng)高頻電場(chǎng)反復(fù)加速?gòu)亩沽Ｗ荧@得很高的能量。如圖甲所示，兩個(gè)D形金屬盒置于恒定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并分別與高頻電源相連(電壓隨時(shí)間變化如圖乙所示)，D形盒半徑為R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，兩D形盒間距離為d(d?R)。若用回旋加速器加速氘核H(設(shè)氘核質(zhì)量m、電荷量q)，則下列判斷正確的是(　　)A.加速電壓U0越大，氘核獲得的最大動(dòng)能越大B.氘核加速的最大動(dòng)能為C.氘核在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為D.該回旋加速器不可以用來加速氦核(He)3.(2021·江蘇鹽城市第三次模擬)如圖所示，寬度為h、厚度為d的霍爾元件放在與它垂直的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)恒定電流I通過霍爾元件時(shí)，在它的前后兩個(gè)側(cè)面之間會(huì)產(chǎn)生電壓，這樣就實(shí)現(xiàn)了將電流輸入轉(zhuǎn)化為電壓輸出。為提高輸出的電壓，可采取的措施是(　　)A.增大d B.減小d C.增大h D.減小h4.(2021·山東濟(jì)南市高考模擬)如圖所示，兩平行金屬板水平放置，板長(zhǎng)和板間距均為L，兩板間接有直流電源，極板間有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一帶電微粒從板左端中央位置以速度v0＝垂直磁場(chǎng)方向水平進(jìn)入極板，微粒恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)。若保持a板不動(dòng)，讓b板向下移動(dòng)0.5L，微粒從原位置以相同速度進(jìn)入，恰好做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g，則該微粒在極板間做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為(　　)A. B. C. D.5.(2021·浙江省山水聯(lián)盟開學(xué)考)如圖為回旋加速器的示意圖，真空容器D形盒放在與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，且磁感應(yīng)強(qiáng)度B保持不變。兩盒間狹縫間距很小，粒子從粒子源A處(D形盒圓心)進(jìn)入加速電場(chǎng)(初速度近似為零)。D形盒半徑為R，粒子質(zhì)量為m、電荷量為＋q，兩D形盒間接電壓為U的高頻交流電源。不考慮相對(duì)論效應(yīng)、粒子所受重力和帶電粒子穿過狹縫的時(shí)間。下列論述正確的是(　　)A.粒子的能量是由加速電場(chǎng)提供的，能獲得的最大動(dòng)能與加速電壓U有關(guān)B.加速氘核(H)和氦核(He)時(shí)，兩次所接高頻交流電源的頻率應(yīng)不同C.加速氘核(H)和氦核(He)時(shí)，它們能獲得的最大動(dòng)能相等D.若增大加速電壓U，則粒子在D型盒內(nèi)運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間減少6.(多選)(2021·遼寧省沈陽(yáng)市調(diào)研)如圖所示，空間某處存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)帶負(fù)電的金屬小球從M點(diǎn)水平射入場(chǎng)區(qū)，經(jīng)一段時(shí)間運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，關(guān)于小球由M到N的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是(　　)A．小球可能做勻變速運(yùn)動(dòng)B．小球一定做變加速運(yùn)動(dòng)C．小球動(dòng)能可能不變D．小球機(jī)械能守恒7. (多選)(2021·江蘇南通市第二次模擬)安裝在排污管道上的流量計(jì)可以測(cè)量排污流量Q，流量為單位時(shí)間內(nèi)流過管道橫截面的流體的體積，如圖所示為流量計(jì)的示意圖。左右兩端開口的長(zhǎng)方體絕緣管道的長(zhǎng)、寬、高分別為a、b、c，所在空間有垂直于前后表面、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在上、下兩個(gè)面的內(nèi)側(cè)固定有金屬板M、N，污水充滿管道從左向右勻速流動(dòng)，測(cè)得M、N間電勢(shì)差為U，污水流過管道時(shí)受到的阻力大小f＝kLv2，k是比例系數(shù)，L為管道長(zhǎng)度，v為污水的流速。則(　　)A.電壓U與污水中離子濃度無關(guān)B.污水的流量Q＝C.金屬板M的電勢(shì)低于金屬板N的電勢(shì)D.左、右兩側(cè)管口的壓強(qiáng)差Δp＝8．(多選)(2021·浙江名校聯(lián)考)質(zhì)量為m、電荷量為q的微粒以速度v與水平方向成θ角從O點(diǎn)進(jìn)入方向如圖所示的正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)組成的混合場(chǎng)區(qū)，該微粒在電場(chǎng)力、洛倫茲力和重力的共同作用下，恰好沿直線運(yùn)動(dòng)到A，下列說法中正確的是(重力加速度為g)(　　)A．該微粒一定帶負(fù)電荷B．微粒從O到A的運(yùn)動(dòng)可能是勻變速運(yùn)動(dòng)C．該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為D．該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為9.(多選)(2021·遼寧沈陽(yáng)市調(diào)研)如圖所示，空間某處存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)帶負(fù)電的金屬小球從M點(diǎn)水平射入場(chǎng)區(qū)，經(jīng)一段時(shí)間運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，關(guān)于小球由M到N的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是(　　)A．小球可能做勻變速運(yùn)動(dòng) B．小球一定做變加速運(yùn)動(dòng)C．小球動(dòng)能可能不變 D．小球機(jī)械能守恒10.(多選)(2021·吉林市第二次調(diào)研)質(zhì)譜儀是用來分析同位素的裝置，如圖為質(zhì)譜儀的示意圖，其由豎直放置的速度選擇器、偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)構(gòu)成。由三種不同粒子組成的粒子束以某速度沿豎直向下的方向射入速度選擇器，該粒子束沿直線穿過底板上的小孔O進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，最終三種粒子分別打在底板MN上的P1、P2、P3三點(diǎn)，已知底板MN上下兩側(cè)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向均垂直紙面向外，且磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小分別為B1、B2，速度選擇器中勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E。不計(jì)粒子的重力以及它們之間的相互作用，則(　　)A.速度選擇器中的電場(chǎng)方向向右，且三種粒子均帶正電B.三種粒子的速度大小均為C.如果三種粒子的電荷量相等，則打在P3點(diǎn)的粒子質(zhì)量最大D.如果三種粒子電荷量均為q，且P1、P3的間距為Δx，則打在P1、P3兩點(diǎn)的粒子質(zhì)量差為11．(2021·安徽安慶市模擬)如圖所示，一帶電液滴在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中剛好做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑為R，已知該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E，方向豎直向下；該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里，不計(jì)空氣阻力，設(shè)重力加速度為g，則(　　)A．液滴帶正電B．液滴比荷＝C．液滴沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)D．液滴運(yùn)動(dòng)速度大小v＝二．計(jì)算題12. (2021·1月廣東學(xué)業(yè)水平選擇考適應(yīng)性測(cè)試，13)如圖所示，M、N兩金屬圓筒是直線加速器的一部分，M與N的電勢(shì)差為U；邊長(zhǎng)為2L的立方體區(qū)域abcda′b′c′d′內(nèi)有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)量為m、電量為＋q的粒子，以初速度v0水平進(jìn)入圓筒M左側(cè)的小孔。粒子在每個(gè)筒內(nèi)均做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在兩筒間做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。粒子自圓筒N出來后，從正方形add′a′的中心垂直進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，最后由正方形abb′a′中心垂直飛出磁場(chǎng)區(qū)域，忽略粒子受到的重力。求：(1)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速率；(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。 13.(2021·山東濟(jì)寧市期末質(zhì)量檢測(cè))如圖所示，水平虛線AA′和CC′間距為L，中間存在著方向向右且與虛線平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)，CC′的下側(cè)存在一半徑為R的圓形磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外(圖中未畫出)，圓形磁場(chǎng)與邊界CC′相切于點(diǎn)M。一質(zhì)量為m、帶電量為q(q>0)的粒子由電場(chǎng)上邊界AA′上的S點(diǎn)以初速度v0垂直射入電場(chǎng)，一段時(shí)間后從M點(diǎn)離開電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的速度大小為v0，且其運(yùn)動(dòng)軌跡恰好過圓形磁場(chǎng)的圓心O。粒子所受重力忽略不計(jì)，求：(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小；(2)圓形磁場(chǎng)區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。 14.(2021·山東臨沂市下學(xué)期一模)如圖，第一象限內(nèi)存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E；第二、三、四象限存在方向垂直xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其中第二象限的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，第三、四象限磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等。一帶正電的粒子，從x軸負(fù)方向上的P點(diǎn)沿與x軸正方向成α＝60°角平行xOy平面入射，經(jīng)過第二象限后恰好由y軸上的Q點(diǎn)(0，d)垂直y軸進(jìn)入第一象限，然后又從x軸上的N點(diǎn)進(jìn)入第四象限，之后經(jīng)第四、三象限重新回到P點(diǎn)，回到P點(diǎn)的速度方向與入射時(shí)相同。不計(jì)粒子重力。求：(1)粒子從P點(diǎn)入射時(shí)的速度v0；(2)粒子進(jìn)入第四象限時(shí)在x軸上的N點(diǎn)到坐標(biāo)原點(diǎn)O距離；(3)粒子在第三、四象限內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑(用已知量d表示結(jié)果)。 15.(2021·山西陽(yáng)泉市上學(xué)期期末)如圖所示，直線PQ的左邊為磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，右邊為電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一帶電荷量為q(q＞0)、質(zhì)量為m的粒子從MN上的C點(diǎn)沿與MN成60°角的方向，以速度v射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn)后從D點(diǎn)(圖中未畫出)垂直PQ進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，最后到達(dá)MN上F點(diǎn)(圖中未畫出)，不計(jì)粒子重力，求：(1)從C點(diǎn)到F點(diǎn)所用的時(shí)間；(2)到達(dá)F點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能。 16.(2021·山東等級(jí)考模擬卷)如圖所示，在第一象限內(nèi)，存在垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ，第二象限內(nèi)存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，第三、四象限內(nèi)存在垂直于xOy平面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅱ.一質(zhì)量為m、電荷量為＋q的粒子，從x軸上M點(diǎn)以某一初速度垂直于x軸進(jìn)入第四象限，在xOy平面內(nèi)，以原點(diǎn)O為圓心做半徑為R0的圓周運(yùn)動(dòng)；隨后進(jìn)入電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)至y軸上的N點(diǎn)，沿與y軸正方向成45°角離開電場(chǎng)；在磁場(chǎng)Ⅰ中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，再次垂直于x軸進(jìn)入第四象限．不計(jì)粒子重力．求：(1)帶電粒子從M點(diǎn)進(jìn)入第四象限時(shí)初速度的大小v0；(2)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E；(3)磁場(chǎng)Ⅰ的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B1. 17.(2021·百師聯(lián)盟4月沖刺卷)如圖所示，直角坐標(biāo)系xOy所在豎直平面內(nèi)分布著場(chǎng)強(qiáng)大小相等的勻強(qiáng)電場(chǎng)，第一、二象限中場(chǎng)強(qiáng)方向沿y軸正方向，第三、四象限中場(chǎng)強(qiáng)方向沿x軸正方向；第一、四象限還分布著垂直于平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一質(zhì)量為0.02 kg、帶正電的微粒自坐標(biāo)為(0，－0.4 m)的A點(diǎn)出發(fā)，與y軸成45°角以2 m/s的速度射入第四象限，并能在第四象限內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，已知重力加速度g取10 m/s2.求：(1)微粒第一次通過y軸時(shí)的縱坐標(biāo)；(2)微粒運(yùn)動(dòng)軌跡與初速度方向所在的直線第一次相交時(shí)，所需要的時(shí)間(結(jié)果可用根式表示)；(3)微粒從射出到第(2)問所說的時(shí)刻，動(dòng)能的增加量． 18.(2021·山東威海市模擬考試)如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy中，第一、二象限存在著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，第四象限存在著沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小未知。一帶正電的粒子從y軸上的M點(diǎn)以速度v0沿x軸正方向開始運(yùn)動(dòng)，從x軸上的N點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后恰好經(jīng)O點(diǎn)再次進(jìn)入電場(chǎng)，已知MN兩點(diǎn)的連線與x軸的夾角為θ，且tan θ＝，帶電粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，不計(jì)帶電粒子的重力。求：(1)粒子第一次經(jīng)過N點(diǎn)的速度v；(2)粒子從N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的過程中，洛倫茲力的沖量I；(3)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??；(4)粒子連續(xù)兩次通過x軸上同一點(diǎn)的時(shí)間間隔Δt。

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