2021年高三物理选择题强化训练八 复合场（原卷版）

2021年高三物理选择题强化训练

专题八复合场（原卷版）

一、单选题

1.如图，一束电子沿z轴正向流动，则在图中y轴上4点的磁场方向是

A.+x方向B.-x方向C.+y方向D.-y方向

2.如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上（与纸面平行），磁场方向垂直于纸面向

里.三个带正电的微粒a、b、。电荷量相等，质量分别为悬、耽、磔已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆

周运动，6在纸面内向右做匀速直线运动，。在纸面内向左做匀速直线运动.下列选项正确的是（）

A•m”m〉nieB.nie

C*/He/nibD.HIH

3.如图所示为某种质谱仪的工作原理示意图。此质谱仪由以下几部分构成:粒子源MP、。间的加速电场;静

电分析器,即中心线半径为"的四分之一圆形通道,通道内有均匀辐射电场,方向沿径向指向圆心0,且与圆心

。等距的各点电场强度大小相等;磁感应强度为8的有界匀强磁场,方向垂直线面向外;胶片M由粒子源发

出的不同带电粒子,经加速电场加速后进入静电分析器,某些粒子能沿中心线通过静电分析器并经小孔S垂

直磁场边界进入磁场，最终打到胶片上的某点。粒子从粒子源发出时的初速度不同，不计粒子所受重力。下

列说法正确的是（）。

A.从小孔S进入磁场的粒子速度大小一定相等

B.从小孔S进入磁场的粒子动能一定相等

C.打到胶片上同一点的粒子速度大小一定相等

D.打到胶片上位置距离0点越远的粒子，比荷越大

4.如图所示，在正交的匀强电场和匀强磁场中有质量和电荷量都相同的两油滴M址"静止，"做半径为"的

匀速圆周运动,若"与时相碰后并结合在一起,则碰后M网整体将（）o

A.以“原速率的一半做匀速直线运动

B.以g为半径做匀速圆周运动

C.仍以斤为半径做匀速圆周运动

D.做周期为N的一半的匀速圆周运动

5.（2016•全国卷I）现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，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开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种一价正离子在

入口处从静止开始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（）

•磁场

加速电场•/*

出口.

A.11B.12

C.121D.144

6.为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的长方体流量计。该装置

由绝缘材料制成，其长、宽、高分别为小氏c,左右两端开口。在垂直于上下底面方向加一匀强磁场，

前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极。污水充满管口从左向右流经该装置时，接在机N两端间的电

压表将显示两个电极间的电压儿若用0表示污水流量（单位时间内排出的污水体积），下列说法中正确的是

A.时端的电势比N端的高

B.电压表的示数〃与a和b均成正比，与c无关

C.电压表的示数〃与污水的流量0成正比

D.若污水中正负离子数相同，则电压表的示数为0

7.如图所示,空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场的方向竖直向下,磁场的方向垂直于纸面向里,

一带电液滴户恰好处于静止状态,则下列说法正确的是（）。

A.若撤去电场，尸可能做匀加速直线运动

B.若撤去磁场，产可能做匀加速直线运动

C.若给尸一初速度,产可能做匀加速直线运动

D.若给尸一初速度,尸可能沿顺时针方向做匀速圆周运动

8.（2020年全国II卷）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尸点。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

9.（2019•天津卷，）笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离

霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所

示，一块宽为打、长为c的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，通入方向向

右的电流时，电子的定向移动速度为外当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场

中，于是元件的前、后表面间出现电压〃，以此控制屏幕的熄灭。则元件的（）

A.前表面的电势比后表面的低

B.前、后表面间的电压〃与了无关

C.前、后表面间的电压〃与c成正比

D.自由电子受到的洛伦兹力大小为史’

a

10.（2019•天津卷）如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为次的带电小球，以初速度/从时点竖直向

上运动，通过N点时，速度大小为2日方向与电场方向相反，则小球从•”运动到N的过程（）

------------------E

v

区

A.动能增加^^B.机械能增加2mv

C.重力势能增加D.电势能增加调

11.用回旋加速器分别加速某一元素的一价正离子和二价正离子，粒子开始释放的位置均在/点，加速电压

相同，则关于一价正离子和二价正离子的加速过程情况,下列说法不巧硬的是（）

9B

A.获得的最大速度之比为1：2

B.获得的最大动能之比为1：4

C.加速需要的交变电压的频率之比为2：1

D.经加速电场加速的次数之比为1:2

12.如图所示，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上（与纸面平行），磁场方向垂直于纸面

向里。纸面内有两个半径不同的半圆在6点平滑连接后构成一绝缘光滑环。一带电小球套在环上从a点开

始运动，发现其速率保持不变。则小球（）。

A.带负电

B.受到的洛伦兹力大小不变

C.运动过程的加速度大小保持不变

D.光滑环对小球始终没有作用力

13.在水平地面上方有正交的匀强电场和匀强磁场,匀强电场方向竖直向下,匀强磁场方向水平向里,现将一

个带正电的金属小球从0点以初速度修水平抛出，小球着地时的速度为看在空中的飞行时间为M若将磁

场撤除，其他条件均不变，那么小球着地时的速度为出在空中飞行的时间为以小球所受空气阻力可忽略不

计,则关于片和吸，△和右的大小比较，以下判断正确的是（）。

o—/0

X/X

A.V\>Ylyt\>tl

B.Vl=V2,t\>tz

C.VI=Y2,t\<t2

I）.修〈打，ti<tz

14.磁流体发电的原理如图所示。将一束运度为『的等离子体垂直于磁场方向喷入磁感应强度为笈的匀强磁

场中，在相距为"、宽为外长为。的两平行金属板间便产生电压。如果把上、下板和电阻斤连接，上、下

板就是一个直流电源的两极。若稳定时等离子体在两板间均匀分布，电阻率为。。忽略边缘效应，下列判

断正确的是

觐i蕨

B.上板为负极,电流#=

於嘘f詈豌,

C.卜.板为正极，电流#=

D.下板为负极，电流产二

15.如图所示，半圆光滑绝缘轨道册V固定在竖直平面内，。为其圆心，机N与。高度相同，匀强磁场方向

与轨道平面垂直。现将一个带正电的小球自必点由静止释放，它将沿轨道在KN间做往复运动.下列说法

中正确的是

A.小球在W点和川点时均处于平衡状态

B.小球由M到力所用的时间大于由"到"所用的时间

C.小球每次经过轨道最低点时对轨道的区力大小均相等

D.小球每次经过轨道最低点时所受合外力大小均相等

16.为模拟空气净化过程，有人设计了含有带电灰尘空气的密闭玻璃圆桶，圆桶的高和直径相等，如图所

示。第一种除尘方式是：在圆桶顶面和底面间加上电压U,沿圆桶轴线方向形成一个匀强电场，尘粒的运

动方向如图甲所示；第二种除尘方式是：在圆桶轴线处放一直导线，在导线与桶壁间加上的电压也等于

心形成沿半径方向的辐向电场，尘粒的运动方向如图乙所示。假设每个尘粒的质量和带电荷量均相同，

不计重力。在这两种方式中（）

甲乙

A.电场对单个尘粒做功的最大值相等

B.尘粒受到的电场力大小相等

C.尘粒都做匀加速直线运动

I）.第一种方式比第二种方式除尘速度快

17.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寓子。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3,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

为吊真空管与水平面夹角为"，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（）

产生高能高压电源区

电子装置Z田n

■酬:.篇中••

，真空管

记录仪

A.高压电源力端应接电源的正极

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（Xi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X,

D.若磁场室内的磁感应强度大小为8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

28

2阮an-

Q£

m~ER

18.目前，世界上正在研究一种新型发电机一一磁流体发电机。如图所示,将一束等离子体喷射入磁场，磁场

中有两块平行金属板力、氏这时金属板上就会聚集电荷，产生电压。如果射入的等离子体的初速度为匕两金

属板的板长（沿初速度方向）为£，板间距离为d金属板的正对面积为S,匀强磁场的磁感应强度为8,方向垂

直于离子初速度方向（如图所示），负载电阻为吊电离气体充满两板间的空间。当发电机稳定发电时，电流表

的示数为/，那么板间电离气体的电阻率为（）。

A出器@B.；（竿.R）

若停封*（聆R）

19"可旋加速器的工作原理示意图如图所示。置于真空中的D形金属盒半径为吊两盒间的狭缝很小,带电粒

子穿过的时间可忽略。磁感应强度为8的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f,加速电压为〃。若力处

粒子源产生的质子的质量为用电荷量为乜在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影

响。则下列说法正确的是（）。

A.质子被加速后的最大速度不可能超过2KRf

B.质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压〃成正比

C.质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为々；1

D.只要不改变磁感应强度B,质子离开回旋加速器的最大动能就不变

20.在半导体离子注入工艺中,初速度可忽略的磷离子P.和P3；经电压为〃的电场加速后,垂直进入磁感应强

度大小为8、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域，如图所示。已知离子P'在磁场中转过，=30°

后从磁场右边界射出。在电场和磁场中运动时,离子P'和P3X）。

A.在电场中的加速度之比为1

B.在磁场中运动的半径之比为遍/I

C.在磁场中转过的角度之比为1；2

I）.离开电场区域时的动能之比为1；3

21.带电小球以一定的初速度由竖直向上抛此能够达到的最大高度为瓦如图甲所示;若加上水平方向的匀

强磁场,且保持初速度仍为叫小球上升的最大高度为加如图乙所示;若加上水平方向的匀强电场,且保持初

速度仍为如小球上升的最大高度为风如图丙所示;若加.1:竖直向上的匀强电场,且保持初速度仍为的，小球

上升的最大高度为力,如图丁所示。不计空气阻力，则（）。

B

A.一定有hiB.一定有A<h、

C.hi与方i无法比较D.h\与hi无法比较

22.磁流体发电机可以把气体的内能直接转化为电能，是一种低碳环保发电机，有着广泛的发展前景,其发电

原理示意图如图所示。将一束等离子体（高温下电离的气体,含有大量带正电和负电的微粒,整体上呈电中性）

喷射入磁感应强度为8的匀强磁场中,磁场区域有两块面积为S、相距为"的平行金属板与外电阻力相连构

成一电路，设气流的速度为匕气体的电导率（电阻率的倒数）为*则以下说法正确的是（）。

A.上板是电源的正极，下板是电源的负极

B.发电机稳定时,"两端的电压U=Bdv

C.流经斤的电流/号

D.流经发的电流注

g5R+d

23.回旋加速器的工作原理示意图如图所示。置于真空中的D形金属盒半径为此两盒间的狭缝很小,带电粒

子穿过的时间可忽略。磁感应强度为6的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为£加速电压为心若力处

粒子源产生的质子的质量为勿,电荷量为场在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影

响。则下列说法正确的是（）。

B

A.质子被加速后的最大速度不可能超过2nRf

B.质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压〃成正比

C.质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为V2；1

D.只要不改变磁感应强度8,质子离开回旋加速器的最大动能就不变

24.如图是等离子体发电机的示意图，原料在燃烧室中全部电离为电子与正离子，即高温等离子体，等离

子体以速度P进入矩形发电通道，发电通道里有图示的匀强磁场，磁感应强度大小为凡等离子体进入发电

通道后发生偏转，落到相距为d的两个金属极板上，在两极板间形成电势差，等离子体的电阻不可忽略。

下列说法正确的是（）

A.上极板为发电机正极

B.外电路闭合时，电阻两端的电压为Bdv

C.带电粒子克服电场力做功把其他形式的能转化为电能

D.外电路断开时，等离子体受到的洛伦兹力与电场力平衡

25.某种质谱仪的原理如图所示。高速原子核从4点沿力。方向进入平行正对的金属平板之间，板间有方向

如图所示大小为£的匀强电场，还有垂直于纸面、磁感应强度大小为6的匀强磁场（图中未画出）。符合条

件的原子核能从。点沿半径方向射入半径为"的圆形磁场区，该区域磁感应强度大小为民，方向垂直于纸

面向外。接收器安放在与圆形磁场共圆心的弧形轨道上，其位置由。与如的夹角。描述。不考虑原子核

所受重力对运动的影响，质子的电荷量为e,下列说法正确的是（）

A.区方向垂直于纸面向外

B.能从。点进入圆形磁场的原子核的速度Y

D\

C.若某原子核的原子序数为Z,实验中接收器在8所对应位置能接收原于核，则该原子核的质量m=

Ze&BtR

0

Etan-

乙

D.现用此仪器分析氢的同位素，若在。=120。的位置能接收到笈核，那么将接收器放于〃=60°的位置

能接收到瓶核

26.回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用，其原理如图所示。6和D2是两个中空的半圆形金属盒，置于与

盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为以周期为7的交流电源上。位于DJ同心处的粒子源4能不断产生

a粒子（初速度可以忽略），它们在两盒之间被电场加速。当a粒子被加速到最大动能£后，再将它们引出。

忽略□粒子在电场中的运动时间，则下列说法正确的是（）o

A.a粒子第〃次被加速前、后的轨道半径比为口；迎

B.若只增大交变电压〃则a粒子在回旋加速器中运行的时间会变短

C.若不改变交流电压的周期,仍可用此装置加速气核

D.若是增大交变电压〃则a粒子的最大动能反会变大

IBI

27.如图所示，导电物质为电子的霍尔元件样品置于磁场中，表面与磁场方向垂直，图中的1、2、3、4是

霍尔元件上的四个接线端。当开关&、S2闭合后，三个电表都有明显示数，下列说法正确的是（）

A.通过霍尔元件的磁场方向向下

B.接线端2的电势低于接线端4的电势

C.仅将电源£、区反向接入电路，电压表的示数不变

D.若适当减小用，增大花，则电压表的示数一定增大

28.CT是医院常用的一种仪器，CT的重要部件之一就是粒子回旋加速器。回旋加速器的结构如图所示，有

一磁感应强度为8的匀强磁场垂直于回旋加速器。在CT回旋加速器的0点可以释放出初速度为零、质量为

加、电荷量为g的粒子。（不考虑粒子所受重力）粒子经过加速、回旋最后从4点射出并获得最大动能6,两

〃形盒之间的距离为&加速电压为〃，则下列说法正确的是（）

A.粒子在加速器中运动的圈数为令，

Iqu

B.〃形盒的最大半径为作

C.粒子在加速器中加速运行的时间为由容

我

D.回旋加速器所加交流电压的频率为燃

29.如图所示，磁流体发电机的通道是一长为上的矩形管道，其高为力，宽为热通道左、右两侧壁是导电

的，上、下壁是绝缘的，所加匀强磁场