专题07 带电粒子在电磁场中的运动-学易金卷：3年（2021-2023）高考1年模拟物理真题分项汇编（广东专用）

专题07 带电粒子在电磁场中的运动 高考对于这部分知识点主要以日常生活中的模型或者模型与几何关系相结合，考查带电粒子在电磁场中的运动等。强化对物理基本概念、基本规律的考核。试题的呈现形式丰富，提问角度设置新颖。在解决此类问题时要将所学物理知识与实际情境联系起来，抓住问题实质，具备一定的空间思维能力。主要考查的知识点有：带电粒子在电场、磁场以及复合场中的运动。常见题型为选择题。 2023年高考物理卷考试的知识点：粒子在回旋加速器中的最大动能； 2022年高考物理卷考试的知识点：带电粒子在直边界磁场中运动； 2021年高考物理卷考试的知识点：带电粒子在电场中的电势能。 1．（2023·广东·统考高考真题）某小型医用回旋加速器，最大回旋半径为，磁感应强度大小为，质子加速后获得的最大动能为．根据给出的数据，可计算质子经该回旋加速器加速后的最大速率约为（忽略相对论效应，）（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】洛伦兹力提供向心力有 质子加速后获得的最大动能为 解得最大速率约为 故选C。 2．（2022·广东·高考真题）如图所示，一个立方体空间被对角平面划分成两个区域，两区域分布有磁感应强度大小相等、方向相反且与z轴平行的匀强磁场。一质子以某一速度从立方体左侧垂直平面进入磁场，并穿过两个磁场区域。下列关于质子运动轨迹在不同坐标平面的投影中，可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】AB．由题意知当质子射出后先在MN左侧运动，刚射出时根据左手定则可知在MN受到y轴正方向的洛伦兹力，即在MN左侧会向y轴正方向偏移，做匀速圆周运动，y轴坐标增大；在MN右侧根据左手定则可知洛伦兹力反向，质子在y轴正方向上做减速运动，故A正确，B错误； CD．根据左手定则可知质子在整个运动过程中都只受到平行于xOy平面的洛伦兹力作用，在z轴方向上没有运动，z轴坐标不变，故CD错误。 故选A。 3．（2021·广东·高考真题）图是某种静电推进装置的原理图，发射极与吸板接在高压电源两端，两极间产生强电场，虚线为等差等势面，在强电场作用下，一带电液滴从发射极加速飞向吸极，a、b是其路径上的两点，不计液滴重力，下列说法正确的是（　　） A．a点的电势比b点的低 B．a点的电场强度比b点的小 C．液滴在a点的加速度比在b点的小 D．液滴在a点的电势能比在b点的大 【答案】D 【详解】A．高压电源左为正极，则所加强电场的场强向右，而沿着电场线电势逐渐降低，可知 故A错误； B．等差等势线的疏密反映场强的大小，由图可知a处的等势线较密，则 故B错误； C．液滴的重力不计，根据牛顿第二定律可知，液滴的加速度为 因，可得 故C错误； D．液滴在电场力作用下向右加速，则电场力做正功，动能增大，电势能减少，即 故D正确； 故选D。 4．（2023·广东汕头·金山中学校考三模）静电透镜是利用电磁场来偏转和聚焦电子束，两个电势不等的同轴圆筒就构成了最简单的静电透镜。静电透镜的原理图如图所示，圆筒A带负电，圆筒B带正电，圆筒之间形成静电场的等差等势面如图中的虚线所示。当电子束沿中心轴从圆筒A射向圆筒B时，静电场使平行入射的电子束汇聚于中心光轴上，这就形成了最简单的静电透镜。现有电子在点射入，则下列说法正确的是（　　）    A．若电子在a点水平射入，则电子将做匀加速直线运动 B．若电子在a点与水平方向成某一角度射入，该电子可能做类平抛运动 C．若电子在a点与水平方向成某一角度射入，该电子可能做匀速圆周运动 D．电子在a点的电势能大于在c点的电势能 【答案】D 【详解】ABC．根据题意，由电势差与电场强度的关系，结合图像可知，由于等差等势线间距离不等，则该电场为非匀强电场，电子所受电场力为变力，则电子在a点水平射入，电子不做匀加速直线运动，若电子在a点与水平方向成某一角度射入，电子所受电场力的大小和方向均改变，不可能做类平抛运动和匀速圆周运动，故ABC错误； D．根据沿电场线方向电势逐渐降低，由图可知 由公式可知，电子在a点的电势能大于在c点的电势能，故D正确。 故选D。 5．（2023·广东广州·广东实验中学校考模拟预测）某兴趣小组模拟避雷针周围电场的等势面分布如图所示，相邻等势面间的电势差相等。A、B、C、D、E为空间电场中的五个点，其中C、D两点位置关于避雷针对称，一电子（量为m）从A点静止释放，仅在电场力作用下运动到C点时速度为v，下列说法正确的是（　　）    A．A点的电势小于D点的电势 B．若电子能运动到B点，则到B点时的速度为 C．电场中C、D两点的电场强度相同 D．若电子从A点运动到E点，其电势能增大 【答案】A 【详解】A．电子从A点静止释放，仅在电场力作用下运动到C点时速度增加，电势能减小，电势升高，可知C点电势高于A点，又