新高考2024版高考物理一轮复习微专题小练习专题63带电粒子在组合场中的运动

这是一份新高考2024版高考物理一轮复习微专题小练习专题63带电粒子在组合场中的运动，共4页。试卷主要包含了 eq \f 　正电等内容，欢迎下载使用。

1．[2023·湖北省检测](多选)如图所示，两平行金属板长度均为L，O、O′为两金属板中心处正对的两个小孔，两平行金属板间加可调的电压U，紧靠金属板右侧的直角三角形MNP区域内存在方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场，MN与右金属板等长且重合，∠PMN＝37°.一比荷为k的粒子(不计重力)从O点以可以忽略的初速度进入金属板间的电场，经加速后再进入磁场，并从NP边界离开磁场．已知sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，则下列说法正确的是( )
A．左板电势低于右板电势
B．粒子从NP边界离开磁场时的最大速度大小为 eq \f(3kBL,4)
C．粒子从NP边界离开磁场时离N点最远距离为 eq \f(\r(2),2) L
D．要使粒子从NP边界离开磁场，可调电压的变化范围是 eq \f(kB2L2,16) ＜U≤ eq \f(9kB2L2,16)
2．(多选)如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成．若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外．一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速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，最终打到胶片上的Q点，不计粒子重力．下列说法正确的是( )
A．粒子一定带正电
B．加速电场的电压U＝ eq \f(1,2) ER
C．直径PQ＝ eq \f(2,B) eq \r(\f(ERm,q))
D．若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群离子具有相同的电荷量
3．[2023·河北模拟预测]如图所示，在xOy平面直角坐标系中，第一象限内有圆形区域与两坐标轴相切于a、b两点，圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场B1(B1大小未知)；第四象限内存在沿x轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E0；第二、三象限有垂直纸面向里的匀强磁场B2(B2大小未知)，一带负电粒子从a点沿与y轴正方向成60°角的方向射入圆形区域磁场，其速度大小为v0，射出磁场后从x轴的c点(图中未画出)垂直x轴射入电场，然后从y轴上的d点(图中未画出)离开电场，粒子经过d点时速度方向与a点速度方向平行，经y轴左侧匀强磁场偏转后再次经过a点．已知粒子比荷为 eq \f(q,m) ，粒子重力不计，求：
(1)圆形区域磁场的磁感应强度B1的大小；
(2)第二、三象限内匀强磁场的磁感应强度B2的大小．
4.
[2023·浙江省宁波市模拟]如图所示是一种粒子探测装置，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，单位时间内有大量质量为m，电荷量大小为q，速度大小范围为v0～ eq \r(3) v0的粒子从PM和QK间平行于PM射入圆形磁场区域，PM与圆心O在同一直线上，PM和QK间距离0.5R. 已知从M点射入的速度为v0的粒子刚好从O点正下方的N点射出圆形磁场区域．挡板ND与圆形区域相切于N点，到达N点的粒子均能进入下方，到达N点右侧的粒子均被挡板吸收，ND足够长．不计粒子重力以及粒子间的相互作用，求：
(1)圆形区域磁场的磁感应强度B的大小及带电粒子的电性；
(2)从M点射入的速度为 eq \r(3) v0的粒子，射出磁场后打在挡板上的点F(图中未标出)，求NF的距离以及从M到F所用的时间t.
(3)所有从PM到QK间射入的速度为v0的粒子出磁场时，这些粒子的速度方向与ND的夹角在什么范围内？
5.
如图所示，虚线MN为匀强电场和匀强磁场的分界线，匀强电场场强大小为E，方向竖直向下且与边界MN成θ＝45°角，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，在电场中有一点P，P点到边界MN的竖直距离为d.现将一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从P处由静止释放(不计粒子所受重力，电场和磁场范围足够大).求：
(1)粒子第一次进入磁场时的速度大小；
(2)粒子第一次出磁场处到第二次进磁场处的距离．
6.
[2023·黑龙江省哈尔滨市二模]如图所示，截面边长为L的等边三角形容器AMN的三条边均由光滑弹性绝缘壁构成，其内部存在垂直于纸面向里的匀强磁场，小孔P是AM的中点，底边MN水平放置．AM的左侧有竖直向下的电场强度为E的匀强电场．将一质量为m、电荷量为＋q的粒子以一定的初速度从O点垂直射入匀强电场，初速度方向平行于MN，粒子恰好从小孔P以速度v垂直于AM边进入容器内的匀强磁场，与器壁2次垂直碰撞后(碰撞时无能量和电荷量损失)仍从小孔P垂直于AM射出(运动轨迹为图中虚线).不计粒子重力．求：
(1)粒子在O点的初速度v0；
(2)匀强磁场的磁感应强度B；
(3)粒子从射入电场到射出磁场运动的时间t.
专题63 带电粒子在组合场中的运动
1．BC
2．ABC 根据题意可知，粒子在静电分析器中受到电场力指向圆心O，故粒子带正电，故A正确；对于加速过程，根据动能定理有qU＝ eq \f(1,2) mv2，在静电分析器中，电场力提供向心力有qE＝m eq \f(v2,R) ，联立解得U＝ eq \f(1,2) ER，故B正确；粒子进入磁分析器，洛伦兹力提供向心力有qvB＝m eq \f(v2,R) ，结合AB分析可得R′＝ eq \f(1,B) eq \r(\f(mER,q)) ，则直径PQ＝2R′＝ eq \f(2,B) eq \r(\f(ERm,q)) ，故C正确；由C分析可知，若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群离子具有相同的比荷，故D错误．
3．(1) eq \f(E0,v0) (2) eq \f(（3－\r(3)）E0,v0)
4．(1) eq \f(mv0,qR) 正电
(2) eq \f(\r(3),3) R eq \f(（2＋π－\r(3)）R,3v0)
(3)60°～90°
5．(1) eq \r(\f(2qEd,m)) (2)4 eq \r(2) d
6．(1) eq \f(\r(3),2) v (2) eq \f(2mv,qL) (3) eq \f(mv,2qE) ＋ eq \f(πL,2v)