專題56 帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)（廣東專用）（原卷版）

2022年高考物理一輪復(fù)習(xí)小題多維練（廣東專用）專題56帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)（時(shí)間：30分鐘）1、如圖所示為回旋加速器的示意圖．兩個(gè)靠得很近的D形金屬盒處在與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場中，一質(zhì)子從加速器的A處開始加速。已知D形盒的半徑為R，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，高頻交變電源的電壓為U、頻率為f，質(zhì)子質(zhì)量為m、電荷量為q，下列說法錯(cuò)誤的是（）A．質(zhì)子的最大速度不超過2πRfB．質(zhì)子的最大動(dòng)能為C．質(zhì)子的最大動(dòng)能與電壓U無關(guān)D．只增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B，回旋加速器仍可正常工作2、如圖所示，有a、b、c、d四個(gè)粒子，它們帶同種電荷且電荷量相等，它們的速率關(guān)系為va<vb=vc<vd，質(zhì)量關(guān)系為ma=mb<mc=md。進(jìn)入速度選擇器后，有兩種粒子從速度選擇器中射出，由此可以判定（）A．射向A2的是d粒子 B．射向P2的是b粒子C．射向A1的是c粒子 D．射向P1的是a粒子3、（多選）如圖所示，將一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球從a點(diǎn)斜向上拋出，當(dāng)小球到達(dá)最高點(diǎn)c時(shí)，恰好進(jìn)入正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中，然后在電、磁場中做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌跡如圖中虛線所示。其中電場方向豎直向下，磁場方向垂直紙面向里，a、c兩點(diǎn)間的水平距離和豎直距離均為2R，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力。則（）A．小球帶正電B．小球進(jìn)入電、磁場時(shí)的速度大小為C．勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為D．勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為4、（多選）環(huán)形對撞機(jī)是研究高能離子的重要裝置，如圖所示正、負(fù)離子由靜止經(jīng)過電壓為U的直線加速器加速后，沿圓環(huán)切線方向注入對撞機(jī)的真空環(huán)狀空腔內(nèi)，空腔內(nèi)存在著與圓環(huán)平面垂直的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。（兩種帶電粒子將被局限在環(huán)狀空腔內(nèi)，沿相反方向做半徑相等的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從而在碰撞區(qū)迎面相撞）為維持帶電粒子在環(huán)狀空腔中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A．對于給定的加速電壓，帶電粒子的比荷越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度B越小B．對于給定的加速電壓，帶電粒子的比荷越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度B越大C．對于給定的帶電粒子，不管加速電壓U多大，粒子運(yùn)動(dòng)的周期都不變D．對于給定的帶電粒子，加速電壓U越大，粒子運(yùn)動(dòng)的周期越小5、如圖所示，兩平行金屬板之間有豎直向下的勻強(qiáng)電場E和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B，其空間足夠大，一帶負(fù)電，電荷量為q質(zhì)量為m的小球以速度v水平向右飛入兩板之間，下列各種分析正確的是（）A．若小球?qū)⒋怪庇陔妶龇较驈臉O板左側(cè)飛出B．若小球速度大小合適，其運(yùn)動(dòng)軌跡可以是直線C．若小球?qū)⒆銎綊佭\(yùn)動(dòng)D．無論滿足怎樣的條件，小球運(yùn)動(dòng)軌跡都不可能是直線6、磁流體發(fā)電技術(shù)是目前世界上正在研究的新興技術(shù)。如圖所示，高溫氣體中含有大量高速運(yùn)動(dòng)的正離子、負(fù)離子和電子，高溫氣體平行于兩平行金屬板、進(jìn)入，速度為，板間距離為，金屬板的正對面積為，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為、方向垂直于高溫氣體初速度方向，負(fù)載電阻為，高溫氣體充滿兩板間的空間。當(dāng)發(fā)電機(jī)穩(wěn)定發(fā)電時(shí)，理想電流表的示數(shù)為，則下列說法正確的是（）A．金屬板帶正電，板間氣體的電阻率為B．金屬板帶正電，板間氣體的電阻率為C．金屬板帶負(fù)電，板間氣體的電阻率為D．金屬板帶負(fù)電，板間氣體的電阻率為7、（多選）如圖所示，空間內(nèi)有一長方形區(qū)域，區(qū)域內(nèi)存在平行于紙面方向的勻強(qiáng)電場（圖中未畫出），O、e分別為邊、邊的中點(diǎn)，邊的長度，且邊的長度為邊長度的2倍，以邊為直徑的半圓內(nèi)有垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場（邊界上無磁場）。一質(zhì)量為、電荷量為的帶電粒子以速度沿垂直于邊的方向從O點(diǎn)垂直于磁場射入電磁場區(qū)域，帶電粒子剛好沿直線射出，不計(jì)粒子的重力，下列說法正確的是（）A．電場強(qiáng)度大小為，方向平行于邊向下B．若完全相同的粒子從的中點(diǎn)以相同速度沿垂直于邊的方向射入磁場區(qū)域，粒子將從中點(diǎn)離開長方形區(qū)域C．若撤去電場僅剩磁場，粒子將從b點(diǎn)離開長方形區(qū)域D．若撤去磁場僅剩電場，粒子將從邊中點(diǎn)離開長方形區(qū)域8、（多選）如圖所示，在正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中有質(zhì)量和電荷量都相同的兩油滴M、N．M靜止，N做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若N與M相碰后結(jié)合在一起，則關(guān)于它們的下列說法中正確的是（）A．以N原速率的一半做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．仍以R為半徑做勻速圓周運(yùn)動(dòng)C．以為半徑做勻速圓周運(yùn)動(dòng)D．仍然做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期與N的相同9、如圖所示，矩形區(qū)域abcd的ab長度為L、bc邊足夠長，虛線af的左側(cè)等腰三角形區(qū)域有垂直矩形平面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B；虛線的右側(cè)區(qū)域有沿da方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小未知。a處的粒子源可沿ab邊發(fā)射速度大小不同的同種帶正電的粒子，粒子的質(zhì)量為m，電量為e，重力不計(jì)。粒子沿場的邊界運(yùn)動(dòng)可認(rèn)為受到場的作用。（1）要使粒子能進(jìn)入電場區(qū)域，求其速度滿足的條件；（2）要使粒子能通過b點(diǎn)射出磁場，求其速度的大小；（3）要使粒子能通過ad邊，請計(jì)算說明粒子的初速度的大小、電場強(qiáng)度的大小要滿足的條件。10、如圖所示，一粒子源位于坐標(biāo)原點(diǎn)，能向第一象限內(nèi)（包括x軸和y軸）各個(gè)方向發(fā)射大量初速度大小均為v0的帶電粒子，已知這些帶正電的粒子質(zhì)量均為m，電量均為q，平行邊界MN、PQ中間存在一方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，MN、PQ所在的直線均與y軸平行，兩邊界的距離為d。邊界MN的左側(cè)存在一無限大的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為，坐標(biāo)原點(diǎn)O與邊界MN的距離為。不計(jì)粒子的重力，不考慮粒子之間的相互作用，求：（1）從O點(diǎn)沿x軸正方向射出的粒子到達(dá)直線MN時(shí)的動(dòng)能；（2）從O點(diǎn)沿y軸正方向射出的粒子到達(dá)直線MN時(shí)速度方向與水平方向的夾角；（3）粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間。11、（多選）如圖所示，空間中存在一水平方向的勻強(qiáng)電場和一水平方向的勻強(qiáng)磁場，且電場方向和磁場方向相互垂直．在電磁場正交的空間中有一足夠長的固定粗糙絕緣桿，與電場正方向成60°夾角且處于豎直平面內(nèi)．一質(zhì)量為m、帶電荷量為的小球套在絕緣桿上．初始時(shí)給小球一沿桿向下的初速度v0，小球恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，電荷量保持不變．已知，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，電場強(qiáng)度大小為E＝，則以下說法正確的是（）A．小球的初速度為v0＝B．若小球的初速度為，小球?qū)⒆黾铀俣炔粩嘣龃蟮臏p速運(yùn)動(dòng)，最后停止C．若小球的初速度為，小球?qū)⒆黾铀俣炔粩嘣龃蟮臏p速運(yùn)動(dòng)，最后停止D．若小球的初速度為，則運(yùn)動(dòng)中克服摩擦力做功為12、如圖所示，虛線是速度選擇器的中線，其間勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向垂直紙面向里，勻強(qiáng)電場未畫出。其右側(cè)偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向垂直紙面向外。照相底片與虛線垂直，虛線的延長線與底片的交點(diǎn)為）?，F(xiàn)有帶電荷量均為q的兩種帶正電離子