2023届高考物理一轮专题训练：带电粒子在复合场的运动（word版含答案）

1、试卷第 =page 1 1页，共 =sectionpages 3 3页2023届高考物理一轮专题训练：带电粒子在复合场的运动一、单选题（本大题共6小题）1（2022上海模拟预测）如图所示为一种质谱仪的示意图，该质谱仪由速度选择器、静电分析器和磁分析器组成。若速度选择器中电场强度大小为，磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里，静电分析器通道中心线为圆弧，圆弧的半径（）为R，通道内有均匀辐射的电场，在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器中有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外。一带电粒子以速度v沿直线经过速度选择器后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打

2、到胶片上的Q点，不计粒子重力。下列说法正确的是（）A速度选择器的极板的电势比极板的低B粒子的速度C粒子的比荷为D两点间的距离为2（2022广东模拟预测）如图所示，金属板M、N水平放置。相距为d，M、N的左侧有一对竖直金属板P、Q，板P上的小孔O1正对板Q上的小孔O2。M、N间有垂直纸面向里的匀强磁场，将开关S闭合，在小孔O1处有一带负电的粒子，其重力和初速度不计，当变阻器的滑片P在AB的中点时，粒子恰能在MN间做直线运动，当滑动变阻器滑动触头向A点滑动到某一位置，则（）A粒子在M、N间运动的过程中动能一定不变B粒子在M、N间运动的过程中动能一定增大C粒子运动轨迹为抛物线D当滑动变阻器滑片P移到

3、A端时，粒子在M、N间运动轨迹为圆弧3（2022湖北模拟预测）如图所示，一个可以看成点电荷的带电小球质量为m，电荷量为+q，从水平面上的M点以初速度v0抛出，初速度方向与竖直方向的夹角为，小球恰好垂直撞击在竖直墙壁的N点，重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（）A小球从M点运动到N点的竖直位移y与水平位移x之比满足B若在空间施加一个垂直纸面向里的匀强电场，小球从M点以速度v0沿原方向抛出后可能会垂直击中墙面C若在空间施加一个大小为方向与v0同向的匀强电场，从水平地面上的P点将小球以速度v0抛出，速度方向与竖直方向的夹角为37，sin370.6，小球垂直撞击在竖直墙壁上的Q点，则PQ两

4、点间的水平间距D若空间中充满了垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度，从水平地面上的S点将小球以速度v0竖直向上抛出后，小球垂直撞击在竖直墙壁上的T点，则ST两点间竖直高度差4（2022福建泉州市教科所二模）如图所示，某空间同时存在正交的匀强电场和匀强磁场，匀强电场的场强大小为E，方向竖直向下，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。一离子（重力不计）自a点由静止释放，并沿曲线abc运动，到达c点时速度为零，b点是运动轨迹的最高点，下列说法正确的是（）A离子到达c点后，将沿原曲线返回a点B离子到达c点后，将保持静止状态C离子经过b点的速度D离子经过b点的速度5（2022山东山东一模）利用质

5、谱仪可以测量带电粒子的比荷，如图所示为一种质谱仪的原理示意图。某带电粒子从容器A下方的小孔飘入加速电场（其初速度可视为零），之后自O点垂直磁场边界进入匀强磁场中，最后打到照相底片上的P点，粒子重力不计。此过程中，比荷越大的带电粒子（）A进入磁场时的速度越小B在加速电场中的加速时间越长C在磁场中的运动时间越长D在磁场中做匀速圆周运动的半径越小6（2022上海模拟预测）磁流体发电技术是目前世界上正在研究的新兴技术。如图所示，高温气体中含有大量高速运动的正离子、负离子和电子，高温气体平行于两平行金属板、进入，速度为，板间距离为，金属板的正对面积为，匀强磁场的磁感应强度为、方向垂直于高温气体初速度方向

6、，负载电阻为，高温气体充满两板间的空间。当发电机稳定发电时，理想电流表的示数为，则下列说法正确的是（）A金属板带正电，板间气体的电阻率为B金属板带正电，板间气体的电阻率为C金属板带负电，板间气体的电阻率为D金属板带负电，板间气体的电阻率为二、多选题（本大题共8小题）7（2022山东省实验中学模拟预测）如图甲所示，现有一机械装置，装置O右端固定有一水平光滑绝缘杆，装置可以带动杆上下移动，杆上套有两个小球、b，质量，a球带电量，b球不带电。初始时球在杆的最左端，且球相距L=0.10m。现让装置O带动杆以v0=5m/s向下匀速平动，并且加上一垂直杆向里的磁感应强度B=1T的匀强磁场，已知小球和杆始终

7、在磁场中，球发生的碰撞均为弹性碰撞，且碰撞过程中电荷量不发生转移。以下说法正确的是（）A小球第一次碰撞前，小球的速度大小为1m/sB小球第一次碰撞后，小球的速度大小为m/sC若杆的长度为12.1m，则两球在杆的最右端恰好发生第10次碰撞D若杆的长度为12.1m，则两球在杆的最右端恰好发生第11次碰撞8（2022浙江绍兴市柯桥区教师发展中心二模）如图所示为一磁流体发电机的原理示意图，上、下两块金属板水平放置浸没在海水里，金属板面积均为，板间相距，海水的电阻率。在金属板之间加一匀强磁场，磁感应强度，方向由南向北，海水从东向西以速度流过两金属板之间，将在两板之间形成电势差。下列说法正确的是（）A达到

8、稳定状态时，金属板M的电势较高北B由金属板和海水流动所构成的电源的电动势，内电阻C若用此发电装置给一电阻为的航标灯供电，则在8h内航标灯所消耗的电能约为D若磁流体发电机对外供电的电流恒为I，则时间内磁流体发电机内部有电量为正、负离子偏转到极板9（2022福建省龙岩第一中学模拟预测）如图所示，第I象限存在垂直于平面向外的磁感应强度为B的匀强磁场，第象限存在沿y轴正方向的匀强电场，已知P点坐标为。一个质量为m，电荷量为q的带电粒子以的速度从P点沿x轴正方向射出，恰好从坐标原点O进入匀强磁场中，不计粒子的重力，以下说法正确的是（）A电场强度B带电粒子到达O点时的速度大小C粒子射出磁场位置到O点的距离

9、D在磁场中带电粒子运动的时间10（2022山东聊城一模）如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，上端开口、下端封闭的玻璃管竖直放置，玻璃管内壁光滑，管底有一带正电的小球，在外力作用下，玻璃管垂直进入磁场并保持速度不变，小球最终从上端管口飞出从进入磁场到小球飞出玻璃管的过程中，下列说法正确的是（）A洛伦兹力对小球做正功B小球的机械能增加C小球的运动轨迹是一条抛物线D小球在玻璃管中的运动时间与玻璃管速度无关11（2022四川师范大学附属中学二模）如图所示，光滑地面放置一足够长的不带电绝缘木板，空间中存在水平向右的匀强电场和垂直向里的匀强磁场，匀强电场场强为，匀强磁场磁感应强度为，木板上表面静止释放一个

10、带电种类未知的物块，二者质量均为，它们间的动摩擦因数为。物块的电量大小为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。已知刚开始木板物块一起运动，之后能发生相对滑动，则（）A一起运动时，一定共同向右做匀加速直线运动B一起运动时，两物体间的摩擦力不变C两物体间的压力为零时，恰好发生相对滑动D恰好发生相对滑动时，物块速度大小为12（2022河南模拟预测）如图所示，在xOy平面第一象限内存在有垂直平面的匀强磁场（没画出），一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，由y轴上的P点开始运动，初速度为v0，方向沿x轴正方向，P到O的距离为L，后来粒子经过x轴上的Q点，此时速度方向与x轴负方向的夹角为=60，Q到O

11、的距离为2L，磁场的磁感应强度B，则下列说法正确的是（）A带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为B求带电粒子从P点运动到Q点所用的时间为C若匀强磁场的区域是圆形磁场，则圆形磁场的最小面积为D若匀强磁场的区域是矩形，则矩形磁场的最小面积为13（2022福建泉州市教科所模拟预测）如图所示，载有电流方向相同、大小分别为2I和I的长直通电导线a、b相距为L，垂直穿过一水平放置的表面粗糙的木板，O点为两导线连线的中点，M、N两点关于O点对称且距离大于。一带正电的小物块从M点以某一初速度沿连线MN向N点运动，并能通过N点。已知通电长直导线周围某点的磁感应强度大小满足，其中k为常数，I为导线中的电流强度

12、，r为该点与导线间的距离，则（）A小物块在M点对桌面的压力比在N点的大BMN连线上磁感应强度为零的点在ON之间C小物块经过O点时的加速度比经过N点时的加速度大D小物块从M运动到O的过程中对木板的压力一直增大14（2022福建省德化第一中学模拟预测）如图所示直角坐标系xOy，P（a，b）为第四象限内的一点，一质量为m、电量为q的负电荷（电荷重力不计）从原点O以初速度沿y轴正方向射入，第一次在整个坐标系内加垂直纸面向内的匀强磁场，该电荷恰好能通过P点；第二次保持y0区域磁场不变，而将y0区域磁场改为沿x方向匀强电场，该电荷仍通过P点（）A匀强磁场的磁感应强度为B匀强磁场的磁感应强度C电荷从O运动到

13、P，第二次所用时间一定短些D电荷通过P点时的速度，第二次与x轴负方向的夹角一定小些三、解答题（本大题共5小题）15（2020湖南岳阳市教育科学技术研究院二模）如图甲所示带孔的金属板、竖直放置相距，其间的匀强电场场强为、方向竖直向上。过孔的水平线交板于，到孔的距离为，竖直荧光屏上的点与在同一水平线上，其间有垂直纸面向外的匀强磁场。现在灯丝和金属板之间加如图乙所示的加速电压，热电子（在极处速度为零）沿进入、间的电场，发现只在荧光屏点下方出现了亮点。向右移动屏，亮点将沿屏向上移动，当与的距离为时，亮点移到点，再向右移动屏，亮点从屏上消失。已知电子的质量为，电荷量为，电子在、之间的加速时间极短，不计电

14、子的重力，求：（1）能使电子打到板的加速电压值；（2）磁场的磁感应强度。16（2022山东模拟预测）中微子是不带电荷的粒子，能够在几乎没有任何相互影响的情况下穿过整个地球。液态氩时序投影室（），可以用于探测中微子。可以简化为一个装有大量液态氩的立方体罐子。中微子穿过液态氩的时候，有极小的概率和氢原子相互作用，产生至少一个带电的次生高能粒子（不是电离）。产生的次生粒子也具有很高的能量和很大的速度，在经过氩原子附近的时候，次生粒子有很大的概率使氩原子电离出一个电子。研究被传感器记录下来的电子，可以反推得到中微子的痕迹。空间中有正交坐标系，平面为传感器，如图所示。某时刻电离出一个电子，正在通过平面内

15、y轴上的点，初速度大小为v、方向与y轴正方向成，其运动轨迹与y轴交点A的坐标为（0，h，0）。在垂直平面有匀强磁场B（数值未知），经过一段时间后电子垂直打在x轴上。已知质量为m、电荷量为e，电子运动过程不与其他粒子和氩原子相互作用。（1）求所加匀强磁场B的大小和方向；（2）若在空间沿z轴负方向再加一场强大小为E的匀强电场，求电子落在传感器上的位置坐标；（3）保持上述条件不变，求电子落在传感器上的动能。17（2022山东模拟预测）如图所示，一质量M=1kg的绝缘木板静止于水平地面上，在距其左端L=m处存在宽度d=2m、方向竖直向下的匀强电场区域，匀强电场的电场强度大小E=300N/C。一质量m=

16、1kg、电荷量q=0.1C的带正电物块（视为质点）放在木板的左端，物块在水平向右的恒力F（大小未知）作用下从静止开始运动，物块进入电场后在电场中做匀速直线运动，在物块刚离开电场右边界时撤去恒力F，物块未从木板右端滑离。已知物块与木板之间的动摩擦因数1=0.2，木板与地面之间的动摩擦因数2=0.1，取重力加速度大小g=10m/s2，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。（1）求物块刚进入电场区域时的速度大小；（2）求从木板开始运动到物块和木板的速度相同时经历的时间；（3）若物块刚进入电场时，撤去恒力F，同时在电场区域内加一方向垂直纸面向里、磁感应强度大小B=100T的匀强磁场，求物块通过电场区域的过程

17、中受到的电场力的冲量大小。18（2022天津模拟预测）如图所示为一种质谱仪的简化原理图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。位于第象限的静电分析器，其通道为圆环状，内有方向指向坐标原点O的均匀辐向电场，半径为R的虚线MN为通道的中心线，中心线处的电场强度大小为E。位于第象限的磁分析器内分布着方向垂直于纸面向外的区域足够大的匀强磁场，y轴为两个分析器的边界。质量为m、电荷量为e的（氕核）从离子源飘出（初速度可视为零），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，从N点垂直y轴射出后射入磁分析器中，最后恰好垂直打在放置于磁分析器下边界（x轴）的探测板上。不计粒子重力和粒子间相互作用，求：（1）加速电场中的加速电压U和（氕核）沿中心线MN运动的速度大小；（2）磁分析器中匀强磁场的磁感应强度B；（3）若从离子源飘出（氕核），其打在探测板上的位置距O点的距离x。19（2022海南嘉积中学三模）如图所示，在y轴左侧存在竖直向下的匀强电场，电场强度大小为，y轴右侧至区域（y方向无限长）有垂直向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，与y轴的距离为，在点有一粒子发射器，可以垂直于磁场，向磁场区域发射带正电的粒子。已知粒子的质量为，电荷量为，重力不计。（1）若发射器沿轴正方