1、2023届高三物理一轮复习卷10.3 带电粒子在复合场中的运动（本卷共15道题，考试时间：90分钟 满分：100分）一、单选题 (本题共7小题，每题4分，共28分）1有一束粒子流中有粒子、粒子，沿直线经过正交的电场、磁场后，从平行板电容器的中间以速度v射入极板，若粒子刚好从极板边缘射出，如图所示，粒子轨迹未画出，不计粒子重力，以下说法正确的是（）A粒子比粒子的比荷大B粒子也打在平行板电容器下极板上C粒子能穿过平行板电容器D粒子在平行板电容器中运动的时间小于2如图所示，在半径为R的圆形（虚线）区域外存在着垂直纸面向外的匀强磁场，在此区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小都为B。某一
2、放射性元素的原子核X开始时静止于边界上某点，放出一个粒子后变为原子核Y，衰变后两种粒子的轨迹如图中实线所示，半径大小分别为R1、R2，且，下列说法正确的是（）A 半径为R2的圆为原子核Y的轨迹B原子核X释放出的粒子为粒子C原子核Y与粒子的电荷量之比为R1：R2D原子核Y与粒子在磁场中运动的周期一定相同3质谱仪又称质谱计，是分离和检测不同同位素的仪器。某质谱仪的原理图如图所示，速度选择器中匀强电场的电场强度大小为E，匀强磁场的磁感应强度大小为，偏转磁场（匀强磁场）的磁感应强度大小为。中心处每隔时间放出一个初速度为零、电荷量为q的同种粒子，粒子经间的加速电场加速后进入速度选择器，恰好能匀速通过速度
3、选择器进入偏转磁场做半径为R的匀速圆周运动。粒子重力不计，空气阻力不计。以下说法正确的是（）A粒子的质量为B间的电压为C间的电压为D粒子流在偏转磁场中运动时形成的等效电流为4图甲是回旋加速器的示意图，粒子出口处如图所示图乙是回旋加速器所用的交变电压随时间的变化规律。某物理学习小组在学习了回旋加速器原理之后，想利用同一回旋加速器分别加速两种带正电的粒子，所带电荷量分别为q1、q2，质量分别为m1、m2。保持交变电压随时间变化的规律不变，需要调整所加磁场的磁感应强度的大小，则（）A所加磁场的磁感应强度大小之比为 B粒子获得的最大动能之比为C粒子的加速次数之比为 D粒子在回旋加速器中的运动时间之比为
4、 5如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。在该区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球。O点为圆环的圆心，a、b、c、d为圆环上的四个点，a点为最高点，c点为最低点，b、O、d三点在同一水平线上。已知小球所受电场力与重力大小相等。现将小球从环的顶端a点由静止释放，下列判断正确的是（）A小球能越过d点并继续沿环向上运动B当小球运动到c点时，所受洛伦兹力最大C小球从a点运动到b点的过程中，重力势能减小，电势能增大D小球从b点运动到c点的过程中，电势能增大，动能先增大后减小6如图所示，真空中xOy平面内有一束宽度为d的带正电粒子束沿x轴正方向运动，所有粒
5、子为同种粒子，速度大小相等，在第一象限内有一方向垂直xOy平面的有界匀强磁场区（图中未画出），所有带电粒子通过磁场偏转后都会聚于x轴上的点。下列说法中正确的是（）A磁场方向一定是垂直xOy平面向里B所有粒子通过磁场区的时间相同C所有粒子在磁场区运动的半径相等D磁场区边界只能是圆，不可能是其他曲线7随着个人防疫防护意识的提高，越来越多的人选择用电动自行车代替公共交通，避免聚集传染。电动自行车的速度控制是通过转动右把手实现的，这种转动把手称为“霍尔转把”，属于传感器非接触控制，转把内部有永久磁体和霍尔器件等，截面如图甲。永久磁体的左、右两侧分别为N、S极，开启电源时，在霍尔器件的上、下面之间加一定
6、的电压，形成电流，如图乙。随着转把的转动，其内部的永久磁体也跟着转动，霍尔器件能输出控制车速的霍尔电压，已知电压与车速的关系如图丙。下列关于“霍尔转把”的说法正确的是（）A按图甲逆时针转动电动车的右把手（手柄转套），车速将变大B为提高控制的灵敏度，可改变永久磁体的前、后端分别为N、S极C图乙中从霍尔器件的前、后面输出控制车速的霍尔电压D若霍尔器件的上、下面之间所加电压的正负极性对调，将影响车速控制二、多选题 （本题4小题，每题6分，共24分，选不全得3分，选错得零分）8如图所示为电磁流量仪简化模型。在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，垂直于磁场方向放一个内径为D的不导磁管道，在管道截面上垂直于磁
7、场方向的直径两端安装一对电极a、b，当导电液体在管道中以流速流动时，通过测量仪表放大、转换实现流量（单位时间流过导管横截面液体的体积）的测量。下列说法正确的是（）Aa端的电势高于b端的电势B稳定时信号电极采集到的电压与流速大小成正比C相同流速时，导电液内正、负离子浓度越大，a、b间的电势差越大D若a、b两端电势差绝对值为U，则导电液体的流量为9“巴罗轮”的示意图如图所示，下边缘浸入水银槽中的铝盘置于蹄形磁铁的磁场中，可绕转轴转动。当转轴、水银槽分别与电源的正负极相连时，铝盘开始转动，下列说法中正确的是（）A铝盘绕顺时针方向转动B只改变磁场方向，铝盘的转动方向改变C只改变电流方向，铝盘的转动方向
8、改变D同时改变磁场方向与电流方向，铝盘的转动方向不变10如图所示的平面直角坐标系xOy，在y轴的左侧存在沿y轴负方向的匀强电场。在y轴的右侧存在垂直坐标平面向外的匀强磁场。一比荷为k的带正电粒子（不计重力），从x轴上的A点以沿着与x轴正方向成的初速度开始运动，经过电场偏转从y轴的B点以垂直y轴的速度进入磁场，磁感应强度为，粒子进入磁场后电场方向变为沿y轴正方向。该带正电粒子经过磁场偏转，粒子先后经过x轴上的C点、y轴上的D点，粒子经D点后，粒子然后再回到x轴的A点，、，下列说法正确的是（）A粒子在磁场中做匀速圆周轨迹的半径为dBA、C两点之间的距离为3dC匀强电场的电场强度为D粒子从A点再回到
9、A点的运动时间为11如图所示，一个绝缘且内壁光滑的环形细圆管，固定于竖直平面内，环的半径为R(比细管的内径大得多)，在圆管的最低点有一个直径略小于细管内径的带正电小球处于静止状态，小球的质量为m，带电荷量为q，重力加速度为g.空间存在一磁感应强度大小未知(不为零)，方向垂直于环形细圆管所在平面且向里的匀强磁场某时刻，给小球一方向水平向右、大小为v0的初速度，则以下判断正确的是()A无论磁感应强度大小如何，获得初速度后的瞬间，小球在最低点一定受到管壁的弹力作用B无论磁感应强度大小如何，小球一定能到达环形细圆管的最高点，且小球在最高点一定受到管壁的弹力作用C无论磁感应强度大小如何，小球一定能到达环
10、形细圆管的最高点，且小球到达最高点时的速度大小都相同D小球在从环形细圆管的最低点运动到所能到达的最高点的过程中，水平方向分速度的大小一直减小三、计算题（ 本题4小题，共48分，12题10分，13题10分，14题12分，15题16分。解题过程请写出必要的文字说明）12.如图所示，已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压U加速后，水平进入互相垂直的匀强电场和匀强磁场区域(电场强度E和磁感应强度B已知)，小球在此区域的竖直平面内做匀速圆周运动，求：（1）小球做匀速圆周运动的半径r（2）小球做匀速圆周运动的周期为T13如图所示，质量M为5.0 kg的小车以2.0 m/s的速度在光滑的水平面上
11、向左运动，小车上AD部分是表面粗糙的水平轨道，DC部分是光滑圆弧轨道，整个轨道都是由绝缘材料制成的，小车所在空间内有竖直向上的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，电场强度E大小为50 N/C，磁感应强度B大小为2.0 T现有一质量m为2.0 kg、带负电且电荷量为0.10 C的滑块以10 m/s的水平速度向右冲上小车，当它运动到D点时速度为5 m/s.滑块可视为质点，g取10 m/s2，计算结果保留两位有效数字(1)求滑块从A到D的过程中，小车与滑块组成的系统损失的机械能；(2)如果滑块刚过D点时对轨道的压力为76 N，求圆弧轨道的半径r；14如图，两个相距6L、足够大的竖直平面A1、A2区域
12、内存在匀强磁场和匀强电场，以水平面MN为理想分界面，其上方的区存在垂直纸面外里的匀强磁场，磁感应强度为B，下方的II区存在竖直向上的匀强电场，电场强度为E。质量为m、电量为+q的粒子经宽度为L的匀强电场由静止加速后，沿水平方向从A1边界上的P点进入区，并从MN上的Q点进入区，最后垂直A2射出场区。已知P点与MN的距离为L，Q点与A1板的距离为kL，不计粒子重力。则（1）粒子在磁场中的速度大小v与k的关系式；（2）若k1，求加速度电场的电场强度E0；（3）若k1，且粒子垂直平面A2射出场区，求区的电场强度E与k的关系式。15如图所示为某离子控制装置，离子室内存在大量质量为m、电荷量为q的正电荷，
13、控制室被等间距分为I、三个区域，区域间隔均为L，I区域左右为中间带有小孔的平行金属板，板间存在电场强度大小为E，方向水平向右的匀强电场，、区域均是理想的场边界，区域右边界为荧光屏，离子打上会发光。以中间小孔为坐标原点建立三维坐标系，坐标轴及方向如图所示，区域存在沿y轴正方向的匀强电场（图中未画出），电场强度大小为；区域存在沿x轴负方向的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小未知。从离子室飘入小孔的离子速率忽略，忽略离子间的相互作用，不计离子重力。（1）求离子自区域进入区域的位置在平面内的投影坐标；（2）为使离子恰好与荧光屏相切，求区域磁场的磁感应强度大小B；（3）保持（2）中区域磁场磁感应强度大小为B，再在区域加入沿x轴正方向的电场，电场强度为E，判断离子是否能打到荧光屏上，如果不能请说明理由，若能请计算打在荧光屏上的点在平面内的投影坐标。7
