专题11 带电粒子在组合场运动-2020届高三最后冲刺物理试题分项汇编（一）

2020届高三最后冲刺物理试题分项汇编（一） 带电粒子在组合场运动 1、（2020·湖北省武汉市高三下学期6月供题一）如图所示，在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中取正交坐标系Oxyz（x轴正方向水平向右，y轴正方向竖直向上，z轴正方向垂直纸面向外）。匀强磁场方向与Oxy平面平行且与x轴的夹角为60°。一质量为m、电荷量为+q（q>0）的带电质点沿平行于z轴正方向以速度v0做匀速直线运动，当电场强度取最小值时，磁感应强度的大小为，重力加速度为g，在此情况下，下列判断正确的是（　　） A. B. C. 若仅撒去磁场，带电质点做匀变速曲线运动 D. 若仅撤去电场，带电质点做匀变速曲线运动 2、（2020·江苏省连云港市赣榆区智贤中学高三下学期考前模拟）磁流体发电机的结构简图如图所示。把平行金属板A、B和电阻R连接，A、B之间有很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）以速度v喷入磁场，A、B两板间便产生电压，成为电源的两个电极。下列推断正确的是（　　） A. A板为电源的正极 B. 电阻R两端电压等于电源电动势 C. 若减小两极板的距离，则电源的电动势会减小 D. 若增加两极板的正对面积，则电源的电动势会增加 3、（2020·江苏省连云港市赣榆区智贤中学高三下学期考前模拟）加速器是当代科研、医疗等领域必需的设备，如图所示为回旋加速器的原理图，其核心部分是两个半径均为的中空半圆金属形盒，并处于垂直于盒底的磁感应强度为的匀强磁场中．现接上电压为的高频交流电源后，狭缝中形成周期性变化的电场，使圆心处的带电粒子在通过狭缝时都能得到加速．若不考虑相对论效应、重力和在狭缝中运动的时间，下列说法正确的是（ ） A. 高频交流电周期是带电粒子在磁场中运动周期的2倍 B. 越大，带电粒子最终射出形盒时的速度就越大 C. 带电粒子在加速器中能获得的最大动能只与、有关 D. 若用该回旋加速器分别加速不同的带电粒子，可能要调节交变电场的频率 4、（2020·江苏省盐城市高三下学期6月四调）如图所示为分析研究同位素的重要工具——质谱仪，其加速电压为U0，放置感光胶片区域MN＝L，NQ＝L，OM＝L。第一次，在A处使某种离子无初速地飘入加速度电场，从O处垂直进入磁感应强度为B的磁场中，最后打在胶片上M处引起感光黑点。第二次，加速电荷量相同、质量分别为m1和m2（m1＜m2）的两种离子，加速后离子不能完全垂直进入磁场，离子进入磁场的方向与边界法线之间有夹角α。求： (1)打在M处离子的比荷； (2)要使原本打在M处离子能打到QN区域所需要的加速电压U； (3)在胶片上能分开不垂直进入磁场的两种离子，夹角α的最大值。 5、（2020·广东省深圳市高三下学期6月第二次调研）质谱仪是一种研究同位素的工具，如图为倍恩勃立奇等设计的质谱仪结构示意图。从离子源产生的同位素离子，经过S2、Sl之间的电压U加速，穿过平行板P1、P2区间，从狭缝S0垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场，偏转半周后打在照相底片上，不计离子重力。 (1)若忽略某离子进入狭缝S2时的速度，在底片上的落点到狭缝S0的距离为上，求该离子的比荷； (2)实际上，离子进入S2时有不同的速度，为降低其影响，在P1、P2间加均垂直于连线S1S0、场强为E的匀强电场和磁感应强度为B'的匀强磁场，电场方向由P1指向P2，试指出磁场B'的方向。若带电量为g的两个同位素离子在底片上的落点相距△L，求它们的质量差△m。 6、（2020·湖北省武汉市武昌区高三下学期6月调研一）在竖直平面内建立一平面直角坐标系xoy，x轴沿水平方向，如图甲所示。第一象限有一竖直向下的匀强电场，第二象限内有一水平向左的匀强电场，第一象限场强大小为第二象限场强大小的一半。处在第三象限的某种发射装置（图中没有画出）竖直向上射出一个质量为m、电荷量为-q（q>0）的带电粒子（可视为质点），该粒子以初速度v0从-x上的A点沿y轴正方向进入第二象限，并从+y上的C点沿x轴正方向进入第一象限，C点粒子动能为A点粒子动能的4倍。重力加速度为g。试求： (1)OC距离L以及第二象限匀强电场的电场强度E的大小； (2)若第一象限同时存在按如图乙所示规律变化的磁场，磁场方向垂直于纸面（以垂直纸面向外的磁场方向为正方向，图中B0，T0均为未知量），并且在t=时刻粒子由C点进入第一象限，且恰好能通过同一水平线上的D点，速度方向仍然水平，且CD=OC．若粒子在第一象限中完成一个完整圆周运动的周期与磁场变化周期相同，求交变磁场变化的周期T0的大小； (3)若第一象限仍同时存在按如图乙所示规律变化的磁场（以垂直纸面向外的磁场方向为正方向，图中B0，T0均为未知量），调整磁场变化的周期，让粒子在t=0时刻由C点进入第一象限，且恰能通