高考物理一輪復(fù)習(xí) 微專題6 帶電粒子在復(fù)合場中的運動高效演練（含解析）-人教版高三物理試題

帶電粒子在復(fù)合場中的運動1．(2018·北京卷·18)某空間存在勻強磁場和勻強電場．一個帶電粒子(不計重力)以一定初速度射入該空間后，做勻速直線運動；若僅撤除電場，則該粒子做勻速圓周運動．下列因素與完成上述兩類運動eq\o(無,\s\do4(·))eq\o(關(guān),\s\do4(·))的是()A．磁場和電場的方向B．磁場和電場的強弱C．粒子的電性和電量D．粒子入射時的速度C[在勻強磁場和勻強電場的疊加區(qū)域內(nèi)，帶電粒子做勻速直線運動，則速度方向與電場方向和磁場方向均垂直，qvB＝qE，故v＝eq\f(E,B).因此粒子是否在“速度選擇器”中做勻速直線運動，與粒子的電性、電量均無關(guān)．撤去電場時，粒子速度方向仍與磁場垂直，滿足做勻速圓周運動的條件．]2．如圖所示，在正交的勻強電磁場中有質(zhì)量、電荷量都相同的兩油滴，A靜止，B做半徑為R的勻速圓周運動．若B與A相碰并結(jié)合在一起，則它們將()A．以B原速率的一半做勻速直線運動B．以eq\f(R,2)為半徑做勻速圓周運動C．仍以R為半徑做勻速圓周運動D．做周期為B的一半的勻速圓周運動B[由A、B相碰時動量守恒mv＝2mv′，有v′＝eq\f(v,2).據(jù)題意碰后A、B合成的大油滴仍受重力與電場力平衡，合外力是洛倫茲力，所以繼續(xù)做勻速圓周運動，且有r＝eq\f(2mv′,2qB)＝eq\f(\f(mv,2),qB)＝eq\f(R,2)T＝eq\f(2π2m,2qB)＝eq\f(2πm,qB)，選項B正確．]3．如圖所示是醫(yī)用回旋加速器示意圖，其核心部分是兩個D形金屬盒，兩金屬盒置于勻強磁場中，并分別與高頻電源相連．現(xiàn)分別加速氘核(eq\o\al(2,1)H)和氦核(eq\o\al(4,2)He)．下列說法中正確的是()A．它們的最大速度相同B．它們的最大動能相同C．兩次所接高頻電源的頻率不相同D．僅增大高頻電源的頻率可增大粒子的最大動能A[根據(jù)qvB＝meq\f(v2,R)，得v＝eq\f(qBR,m).兩粒子的比荷eq\f(q,m)相等，所以最大速度相等．故A正確．最大動能Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(q2B2R2,2m)，兩粒子的比荷eq\f(q,m)相等，但質(zhì)量不相等，所以最大動能不相等，故B錯．帶電粒子在磁場中運動的周期T＝eq\f(2πm,qB)，兩粒子的比荷eq\f(q,m)相等，所以周期相等．做圓周運動的頻率相等，因為所接高頻電源的頻率等于粒子做圓周運動的頻率，故兩次所接高頻電源的頻率相同，故C錯誤．由Ek＝eq\f(q2B2R2,2m)可知，粒子的最大動能與加速電壓的頻率無關(guān)，故僅增大高頻電源的頻率不能增大粒子的最大動能，故D錯．]4．(2018·全國卷Ⅲ·24)如圖，從離子源產(chǎn)生的甲、乙兩種離子，由靜止經(jīng)加速電壓U加速后在紙面內(nèi)水平向右運動，自M點垂直于磁場邊界射入勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里，磁場左邊界豎直．已知甲種離子射入磁場的速度大小為v1，并在磁場邊界的N點射出；乙種離子在MN的中點射出；MN長為l.不計重力影響和離子間相互作用．求(1)磁場的磁感應(yīng)強度大?。?2)甲、乙兩種離子的比荷之比．解析(1)設(shè)甲種離子所帶電荷量為q1、質(zhì)量為m1，在磁場中做勻速圓周運動的半徑為R1，磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，由動能定理有q1U＝eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,1) ①由洛倫茲力公式和牛頓第二定律有q1v1B＝m1eq\f(v\o\al(2,1),R1) ②由幾何關(guān)系知2R1＝l ③由①②③式得B＝eq\f(4U,lv1) ④(2)設(shè)乙種離子所帶電荷量為q2、質(zhì)量為m2，射入磁場的速度為v2，在磁場中做勻速圓周運動的半徑為R2.同理有q2U＝eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,2) ⑤q2v2B＝m2eq\f(v\o\al(2,2),R2) ⑥由題給條件有2R2＝eq\f(l,