【文档说明】新课标（2019） 高二物理下学期期末考试分类汇编——带电子粒子在复合场中的运动 （学生版）.docx，共(13)页，1.630 MB，由envi的店铺上传

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1专题02带电粒子在复合场中的运动一、速度选择器1．（2022·山东·临沂二十四中高二期中）一对平行金属板中存在匀强电场和匀强磁场，其中电场的方向与金属板垂直，磁场的方向与金属板平行且垂直纸面向里，如图所示。一质子（11H）以速度0v自O点沿

中轴线射入，恰沿中轴线做匀速直线运动。下列粒子分别自O点沿中轴线射入，能够做匀速直线运动的是（）（所有粒子均不考虑重力的影响）A．以速度02v的射入的正电子01(e)B．以速度0v射入的电子01(e)−C．以速度0v射入的核21(H)D．以速度04v射入的a粒子41(He)2．（2022·山东临沂

·高二期中）如图所示，两平行金属板P、Q水平放置，上极板带正电，下极板带负电，板间存在匀强电场和匀强磁场（图中未画出）。一个带电粒子在两板间沿虚线所示路径做匀速直线运动。粒子通过两平行板后从O点垂直进入另一个垂直纸面向外

的匀强磁场中，粒子做匀速圆周运动，经过半个周期后打在挡板MN上的A点。不计粒子重力。则下列说法正确的是（）A．保持PQ电场不变，只减小PQ两板之间的磁感应强度，则粒子打在A点下方B．保持PQ之间磁场不变，

只减小PQ两板之间电场强度，则粒子打在A点下方C．若另一个带电粒子也能在两平行板间做匀速直线运动，则它一定与该粒子具有相同的荷质比2D．P、Q间的磁场一定垂直纸面向外二、质谱仪1．（2022·山西·临县第一中学高二阶段练习）质谱仪又称质谱计，是分离和检测不同同位素的仪

器。如图所示为质谱仪的工作原理简化示意图，从粒子源O出来时的粒子速度很小，可以看作初速度为零，粒子经过电场加速后由M点垂直进入有界的垂直纸面向里的匀强磁场中，最后达到N点出口，测得M点到N点的距离为L，带电粒子的电荷量和质量的

比值为k。不计粒子重力，则（）A．粒子一定带正电B．粒子一定带负电C．L越大，k一定越小D．L越大，k一定越大2．（2022·河北保定·高二期中）如图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后

，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。平板S下方有强度为B0的匀强磁场。下列表述不正确的是（）A．速

度选择器中的磁场方向垂直纸面向里B．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于EBC．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小D．粒子所带电荷量相同时，打在胶片上的位置越靠近狭缝P，表明其质量越大三、磁流体发电机1．（2022·浙江宁波·高二期中）磁流体发电的原理如图

所示。将一束速度为v的等离子体垂直于磁场方向喷入磁感应强度为B的匀强磁场中，在相距为d、宽为a、长为b的两平行金3属板间便产生电压。如果把上、下板和电阻R连接，上、下板相当于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ρ。忽

略边缘效应，下列判断正确的是（）A．上板为正极B．上下两板电压U=BvdC．电流2vBadIRabb=+D．电流vBdabIRabd=+2．（2022·江苏·东海县教育局教研室高二期中）等离子气流由左方

连续以0v射入P1和P2两板间的匀强磁场中，ab直导线与P1、P2相连接，线圈A与直导线cd连接。线圈A内有随图2所示的变化磁场，且磁场B的正方向规定为向左，如图1所示，则下列叙述正确的是（）A．导线ab中的电流方向由b指向aB．0～2s内

cd导线电流方向由c指向dC．1～2s内ab、cd导线互相吸引D．2～3s内ab、cd导线互相吸引四、电磁流量计1．（2022·福建三明·高二期中）为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在充满污水的排污管末端安装了一电磁流量计，如图甲所示，流量计管道和排污管的内径分别

为10cm和20cm。电磁流量计的测量原理如图乙所示，在非磁性材料做成的圆管道处加一磁感应强度大小为B的匀强磁场区域，当管道中的污水流过此磁场区域时，测出管壁上下M、N两点的电势差U，就可知道管中污水的流量。现通过流

量计测得的该厂的排污流量为385m/h，已知该流量计能够测量的流经其内部的液体的最大速度为12m/s。则（）4A．M点的电势一定低于N点的电势B．该厂排污管内污水的速度约为3m/sC．电势差U与磁感应强度B的比值约为20.3m/sD．该

电磁流量计能够测量的最大流量约为3340m/h2．（2022·江苏·苏州外国语学校高二期中）安装在排污管道上的流量计可以测量排污流量Q，流量为单位时间内流过管道横截面的流体的体积，如图所示为流量计的示意图。左右两端开口的长方体绝缘管道的长、宽、高分别为a、b、c，所在空间有垂直于前后表面、磁感

应强度大小为B的匀强磁场，在上、下两个面的内侧固定有金属板M、N，污水充满管道从左向右匀速流动，测得M、N间电势差为U，污水流过管道时受到的阻力大小2fkLv=，k是比例系数，L为管道长度，v为污水的流速。则（）A．电压U与污水中离子浓度有关B．污水的流量abUQB=C．金

属板M的电势低于金属板N的电势D．左、右两侧管口的压强差223kaUpbBc=五、霍尔元件1．（2022·四川省资阳中学高二期中）如图所示，一块长度为a、宽度为b、厚度为d的金属导体，当加有与侧面垂直的匀强磁

场B，且通以图示方向的电流I时，用电压表测得导体上、下表面M、N间电压为U，已知自由电子的电荷量为e。下列说法中正确的是（）A．导体的M面比N面电势高B．导体单位体积内自由电子数越多，电压表的示数越大5C．导体中自由电子定向移动的速度为UvBb=D

．导体单位体积内的自由电子数为BIeUb2．（2022·江苏·淮安市淮安区教师发展中心学科研训处高二期中）用霍尔元件测量微小位移可以精确到0.5微米，如图所示，两块完全相同的磁体同极相对放置，在小范围内，磁感应强度大小与z成正比。霍尔元件初始在两极的中间位置，当元件沿±z轴小幅

度移动时，可通过输出电压测量位移，下列说法正确的是（）A．霍尔元件一定是用半导体材料制作的B．当霍尔元件处于两极中间位置时，输出电压为零C．此装置只能测量位移大小，无法确定位移方向D．此装置的输出电压与位移不是线性变

化关系六、回旋加速器1．（2022·江苏·东海县教育局教研室高二期中）如图为一种改进后的回旋加速器示意图，加速电场场强大小恒定，且被限制在AC板间，虚线中间不需加电场，如图所示，带电粒子在P0处由静止经加速电场加速后进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，对该回旋加速器，下列说法正确的是（）A

．带电粒子每运动一周被加速两次B．加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关C．AC板间的加速电场方向需要做周期性变化D．右侧相邻圆弧间距离P1P2与P2P3的比值为212．（2022·广东东莞·高二期中）如图所示，回旋加速器由两

个铜质半圆D形金属盒D1、D2构成，其间留有缝隙，缝隙处接交流电源，电压的值为U。D形盒处于匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，盒的圆心附近置有粒子源，若粒子源射出的粒子带电荷量为q（q>0），质6量为m，粒子最大回旋半径为R，下

列说法正确的是（）A．粒子每次经过D形盒之间的缝隙后动能增加qUB．粒子被加速后的最大速度随加速电压增大而增大C．粒子被加速后的最大速度为qBRmD．不改变交流电的频率和磁感应强度B，加速质子（11H）

的回旋加速器也可以用来加速α（42He）粒子七、带电粒子在组合场中的运动1．（2022·黑龙江·鸡西市英桥高级中学高二期中）如图所示，在xOy平面第一象限内有一匀强电场，电场方向平行y轴向下，在第四象限内有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外。一质量为m、带电量为

q的正粒子从y轴上P点以初速度0v垂直y轴射入匀强电场，在电场力作用下从x轴上Q点射入匀强磁场。已知OPL=、2OQL=，粒子进入磁场后恰能从磁场再次进入电场，不计粒子重力。求：（1）匀强电场的场强大小；（2）匀强磁场的磁感应强度大小。2．（2021·甘肃·泾川县

第三中学高二期末）如图所示，在xOy坐标系中的第一象限内存在沿x轴正方向的匀强电场，第二象限内存在可调节的垂直于纸面的匀强磁场（图中未画出）。一粒子源固定在x轴上M（L，0）点，沿y轴正方向释放出速度大小均为v0的电子，电子经电场后恰好从y轴上的N点进入第二象限。已知电子的质量为m，电

荷量为e，电场强度2032mvEeL=，不考虑电子的重力和其间的相互作用，求：（1）N点的坐标；7（2）若第二象限充满匀强磁场，要使电子从2xL=处射出第二象限，则所加磁场的大小和方向。八、带电粒子在叠加场中的运动1．（2022·四川

·成都东部新区养马高级中学高二开学考试）如图所示，匀强电场场强E=4V/m，方向水平向左，匀强磁场的磁感应强度B=2T，方向垂直纸面向里。质量m=1kg的带正电小物体A，从M点沿粗糙、绝缘的竖直墙壁无初速下滑，它滑行h=0.8m到N点时脱离墙壁做曲线运动，在通过P点瞬时，A受力平衡，此时

其速度与水平方向成=45°角，且P点与M点的高度差为H=1.6m，当地重力加速度g取10m/s2。求：（1）A沿墙壁下滑时，克服摩擦力做的功Wf；（2）P点与M点的水平距离s。2．（2022·广东·兴宁市第一中学高二期中）如图，空间区

域Ⅰ、Ⅱ有匀强电场和匀强磁场，MN、PQ为理想边界，Ⅰ区域高度d=0.15m，Ⅱ区域的范围足够大。匀强电场方向竖直向上；Ⅰ、Ⅱ区域的磁感应强度大小均为B=0.5T，方向分别垂直纸面向里和向外。一个质量为m=6510kg−、带电荷量为42

10Cq−=的带电小球从距MN的高度为h的O点由静止开始下落，进入场区后，恰能做匀速圆周运动，重力加速度g取10m/s2。（1）试判断小球的电性并求出电场强度E的大小；（2）若带电小球能进入区域Ⅱ，则h应满足什么条件？（3）若想带电小球运动一定时间后恰能回到O点，h应该等于多少？并求从开始运动到

返回O点的时间（保留一位有效数字）？8一、单选题1．（2022·湖南·雅礼中学二模）武汉病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室，在该实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如图乙所示模型：废液内含有大量正负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出，流

量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是（）A．只需要测量磁感应强度B、直径d及MN两点电压U，就能够推算污水的流量B．只需要测量磁感应强度B及MN两点电压U，就能够推算污水的流速C．当磁感应强度

B增大时，污水流速将增大D．当污水中离子浓度升高时，MN两点电压将增大2．（2022·北京海淀·二模）如图所示为某种质谱仪工作原理示意图，离子从电离室A中的小孔S1飘出（初速度不计），经相同的加速电场加速后，通过小孔S2，从磁场上边界垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，运动

半个圆周后打在照相底片D上并被吸收形成谱线。照相底片D上有刻线均匀分布的标尺（图中未画出），可以直接读出离子的比荷。下列说法正确的是（）9A．加速电压越大，打在底片上同一位置离子的比荷越大B．磁感应强度越大，打在底片上同一位置离子的比荷越大C．磁感应强度越大，打在底片

上同一位置离子的电荷量越大D．若将该装置底片刻度标注的比荷值修改为同位素的质量值，则各刻线对应质量值是均匀的3．（2022·江苏常州·三模）利用质谱仪检测电量相等（4价）的气态C14和C12离子的浓度比，结合C14衰变

为N14的半衰期，可以判断古代生物的年龄。如图所示，离子从容器A下方的狭缝S1飘入电场，经电场加速后通过狭缝S2、S3垂直于磁场边界MN射入匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，离子经磁场偏转后发生分离，检测分离后离

子的电流强度可得离子的浓度比。测得143PQII=，则C14和C12的浓度比为（）A．143B．314C．12D．214．（2022·河北邯郸·二模）速度选择器装置如图所示，粒子（42He）以速度0v自O点沿中轴线'OO射入，恰沿'O做匀速直线运动

。所有粒子均不考虑重力的影响，下列说法正确的是（）A．粒子（42He）以速度0v自'O点沿中轴线从右边射入也能做匀速直线运动10B．电子（01e−）以速度0v自O点沿中轴线射入，恰沿中轴线'OO做匀速直线运动C．氘核（21H）以速度012

v自O点沿中轴线'OO射入，动能将减小D．氚核（31H）以速度20v自O点沿中轴线'OO射入，动能将增大5．（2022·河北邯郸·二模）如图所示，氕11H、氘21H、氚31H三种核子分别从静止开始经过同一加速电压1U（图中

未画出）加速，再经过同一偏转电压2U偏转后进入垂直于纸面向里的有界匀强磁场，氕11H的运动轨迹如图。则氕11H、氘21H、氚31H三种核子射入磁场的点和射出磁场的点间距最大的是（）A．氕11HB．氘21HC．氚31HD．无法判定二、多选题6．（

2022·北京·人大附中三模）生活中可以通过霍尔元件来测量转动物体的转速。如图，在一个圆盘边缘处沿半径方向等间隔地放置四个小磁铁，其中两个N极向外，两个S极向外。在圆盘边缘附近放置一个霍尔元件，其尺寸如图所示。当电路接通后，

会在a、b两端产生电势差（霍尔电压），当圆盘转动时，电压经电路放大后得到脉冲信号。已知脉冲信号的周期为T，若忽略感应电动势的影响，则（）A．盘转动的转速为1nT=B．改变乙图中的电源正负极，不影响ab间电势差的正负C．脉

冲信号的最大值与霍尔元件的左右宽度L无关D．圆盘转到图示位置时，如果a点电势高，说明霍尔元件中定向移动的电荷带负电7．（2022·山东日照·三模）如图所示，水平地面上方存在相互正交的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下、磁场方向水平向里。一个带

正电的小球从A点沿水平向右方向进入该11区域，落到水平地面上，设飞行时间为1t，水平射程为1x，着地速度大小为1v，电场力的瞬时功率为1P；撤去磁场，其余条件不变，小球飞行时间为2t，水平射程为2x，着地速度大小为2v，电场力的瞬时功率为2P。下列判断正确的是（）A．1x<2x

B．1t>2tC．12vv=D．12PP=8．（2022·山东济宁·三模）如图所示，直角坐标系xOy在水平面内，z轴竖直向上。坐标原点O处固定一带正电的点电荷，空间中存在竖直向下的匀强磁场。质量为m、带电量为q的

小球A，绕z轴做匀速圆周运动，小球与坐标原点的距离为r，O点和小球A的连线与z轴的夹角为θ=37°。重力加速度为g，cos37°=0.8，sin37°=0.6，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．从上往下看带电小球沿逆时针方向

做匀速圆周运动B．小球A与点电荷之间的库仑力大小为54mgC．小球A做圆周运动的过程中所受的库仑力不变D．小球A做圆周运动的速度越小，所需的磁感应强度越小9．（2022·湖北·襄阳五中二模）如图所示，直角坐标系x

Oy在水平面内，z轴竖直向上。坐标原点O处固定一带正电的点电荷，空间中存在竖直向下的匀强磁场B。质量为m带电量为q的小球A，绕z轴做匀速圆周运动，小球A的速度大小为v0，小球与坐标原点的距离为r，O点和小球A的连线与z轴的夹角θ=

37°。重力加速度为g，m、q、r已知。（cos37°=0.8，sin37°=0.6）则下列说法正确的是（）12A．小球A与点电荷之间的库仑力大小为54mgB．从上往下看带电小球只能沿顺时针方向做匀速圆周运动C．v0越小所需的磁感应强度B越小D．0920vgr=时，所需的磁感应强度B最小

10．（2022·山东泰安·三模）如图所示，在水平方向上存在垂直纸面向里、大小为B的匀强磁场。将质量为m、电荷量绝对值为q的带电油滴从a点由静止释放，它在竖直面内的部分运动轨迹如图所示，b为整段轨迹的最低点，重力加速度为g。

则下列说法正确的是（）A．油滴带正电B．轨迹ab可能是椭圆曲线的一部分C．油滴到b点时的速度大小为2mgqBD．油滴到b点后将沿水平方向做匀速直线运动三、解答题11．（2022·山东·威海市教育教学研究中心二模）某

离子实验装置的基本原理如图所示，截面半径为R的圆柱腔分为两个工作区，Ⅰ区长度4dR=，内有沿y轴正向的匀强电场，Ⅱ区内既有沿z轴负向的匀强磁场，又有沿z轴正向的匀强电场，电场强度与Ⅰ区电场等大。现有一正离子从左侧截面的最低点A处，以初速度0v沿

z轴正向进入Ⅰ区，经过两个区域分界面上的B点进入Ⅱ区，在以后的运动过程中恰好未从圆柱腔的侧面飞出，最终从右侧截面上的C点飞出，B点和C点均为所在截面处竖直半径的中点（如图中所示），已知离子质量为m，电量为q，不计重力，求：（1）电场强度的大小；（

2）离子到达B点时速度的大小；（3）Ⅱ区中磁感应强度大小；13（4）Ⅱ区的长度L应为多大。12．（2022·河北沧州·二模）空间分布着如图所示的匀强电场和垂直于纸面的匀强磁场，其中1B区域足够大，2B分布在半径1mR=的圆形区域内，MN为过其圆心O的竖直线，1B、2B区域磁感应强度大小均为1T，

虚线MN与MN平行且相距1m，其右侧区域存在着与水平方向成45°斜向下的匀强电场，电场强度100VmE=，电场区域足够大。磁场1B中有粒子源S，S与O点的距离3md=，且SO垂直于MN。某时刻粒子源S沿着纸面一次性向各个方向均匀射出一群相同的带正电粒子

，粒子的质量均为6110kgm−=、电量均为3110Cq−=、速率均为3110msv=，其中某粒子先经1B区域偏转再从虚线圆的最低点P进入2B区域偏转，最后以水平方向的速度从A点进入电场区域。AB为与电场方向垂直的

无限大的绝缘板。不计粒子的重力以及粒子之间的相互作用。（1）求粒子在磁场中的轨迹半径；（2）求能够进入2B区域的粒子数与发射的粒子总数之比；（3）从A点水平进入电场区域的带电粒子在电场中运动一段时间后与绝缘板发生碰撞，粒子与AB板发生碰撞时垂直板方向的速度大

小不变、方向相反，沿板方向的速度不变。若粒子能打在C点（图中未画出），求A点距O点的竖直高度以及AC之间的距离满足的关系式。