2023届高考物理一轮复习测试卷：专项突破8 带电粒子在复合场中运动的实例分析

专项突破8 带电粒子在复合场中运动的实例分析 本试卷共5页,15小题,满分100分,考试用时75分钟。 一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。 1. 如图所示,虚线、之间为匀强电场,的上方和的下方分别有垂直于纸面向里的匀强磁场和,且,一不计重力的带电粒子从上的点垂直于向上射出,经过磁场偏转后垂直于方向从点进入电场,穿越电场后,从点再次进入磁场,经过磁场偏转后以垂直于的速度打到点,若,则粒子从到克服电场力做的功与其从点出发时的初动能之比为( ) A. :: B. :: C. :: D. :: 2. 如图所示,在平面直角坐标系第二象限的矩形区域内存在沿轴方向的匀强电场方向未画出,第四象限的矩形区域内存在垂直于第四象限的匀强磁场方向未画出,磁感应强度大小为一带电粒子从点以速度沿轴正向飞入电场,恰好从坐标原点飞入磁场,经过一段时间,粒子最终从点飞出磁场.已知,、两点位于轴上,不计粒子重力.则粒子的比荷为( ) A. B. C. D. 3. 两个质量相同、电荷量分别为和的带电粒子初速度可忽略,经电压为的电场加速后,垂直进入磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域,如图所示。已知带电荷量为的粒子在磁场中转过后从磁场右边界射出。不考虑粒子的重力,则带电荷量为和的粒子( ) A. 在电场中的加速度大小之比为 B. 在磁场中运动的轨迹半径之比为 C. 在磁场中转过的角度之比为 D. 离开电场区域时的动能之比为 4. 如图所示,半径为的圆形空间内,存在垂直于纸面向外的匀强磁场.一个质量为、电荷量为的带电粒子不计重力,从静止经电场加速后从圆形空间边缘上的点沿半径方向垂直射入磁场,在点射出.已知,粒子在磁场中运动时间为,则加速电场的电压是( ) A. B. C. D. 5. 如图,在Ⅰ、Ⅱ两个区域内存在磁感应强度均为的匀强磁场,磁场方向分别垂直于纸面向外和向里,、边界的夹角,边界与边界平行,Ⅱ区域宽度为。质量为、电荷量为的粒子在边界上距点处垂直射入Ⅰ区,入射速度垂直磁场,若入射速度大小为,不计粒子重力,则粒子在磁场中运动的总时间为( ) A. B. C. D. 6. 如图所示为洛伦兹力演示仪的结构图。磁场由两个相同、前后平行放置、圆心在一条直线上的通电的励磁线圈产生,其产生的磁场在线圈间是匀强磁场,已知磁场方向垂直纸面向外,电子枪发射电子束,速度方向与磁场方向垂直。电子速度大小通过电子枪的加速电压来调节,磁场强弱通过励磁线圈中的电流来调节。下列说法正确的是( ) A. 只减小励磁线圈中电流,电子束径迹的半径变小 B. 只降低电子枪加速电压,电子束径迹的半径变小 C. 只增大励磁线圈中电流,电子做圆周运动的周期将变大 D. 只升高电子枪加速电压,电子做圆周运动的周期将变大 7. 如图所示,在Ⅰ、Ⅱ两个区域内存在磁感应强度大小均为的匀强磁场,磁场方向分别垂直于纸面向外和向里,、边界的夹角,边界与边界平行,Ⅱ区域宽度为,长度无限大,Ⅰ区磁场右边界距点无限远。质量为、带电量为的正粒子可在边界上的不同点射入。入射速度垂直于且垂直于磁场,若入射速度大小为,不计粒子重力,则( ) A. 粒子距点处射入,不会进入Ⅱ区 B. 粒子在磁场区域内运动的最长时间为 C. 粒子在磁场区域内运动的最短时间为 D. 从边界出射粒子的区域长为 二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。 8. 英国物理学家阿斯顿因首次制成质谱仪,并用此对同位素进行了研究,而荣获了年的诺贝尔化学奖。如图所示,两极板间同时存在相互垂直的电场和磁场,氚核和粒子都沿直线运动,然后射入同一匀强磁场,最终打在照相底片上的、两点。已知氚核的质量约为质子的倍,带正电荷,电荷量为一个元电荷;粒子即氦原子核,质量约为质子的倍,带正电荷,电荷量为元电荷的倍。氚核、粒子射出电场时的速度分别为、,在磁场中的轨道半径分别为、,不计粒子的重力。则下列说法正确的是( ) A. B. C. 磁场的磁感应强度越大,间的距离越小 D. 磁场的磁感应强度越大,间的距离越大 9. 回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个形金属盒,两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两形金属盒处于垂直于盒底面的匀强磁场中,如图所示,要增大带电粒子射出时的动能,下列说法中正确的是( ) A. 增大匀强电场间的加速电压 B. 增大磁场的磁感应强度 C. 减小狭缝间的距离 D. 增大形金属盒的半径 10. 如图所示,甲、乙两种带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场磁感应强度为和匀强电场电场