第十章 小专题(十五) 带电粒子在叠加场和组合场中的运动-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮限时巩固（新教材，人教版）

小专题(十五)　带电粒子在叠加场和组合场中的运动 1.(2022·广东汕尾期末)如图所示为回旋加速器的示意图,用回旋加速器加速某带电粒子时,匀强磁场的磁感应强度为B,高频交变电流周期为T。设D形盒半径为R,不计粒子在两极板间运动的时间,则下列说法正确的是(　　) A.为了保证粒子在电场中不断被加速,粒子做圆周运动的周期应该为2T B.被加速的粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而增大 C.增大加速电场的电压,其余条件不变,带电粒子在D形盒中运动的时间变短 D.若只增大交流电源的电压U,则粒子的最大动能将增大 2.(2022·广东茂名模拟)(多选)如图甲所示,质谱仪是分离和检测同位素的仪器,即根据带电粒子在磁场中能够偏转的原理,按物质原子、分子或分子碎片的质量差异进行分离和检测物质组成的一类仪器。用质谱仪测量氢元素的同位素,让氢元素的三种同位素氕、氘、氚的离子流从容器A下方的小孔无初速度飘入电势差为U的加速电场,加速后垂直进入磁感应强度大小为B的匀强磁场,最后打在照相底片D上,形成a、b、c三条质谱线,如图乙所示。不计所有粒子受到的重力。下列说法正确的是(　　) A.在进入磁场时,氕的动能最大 B.三种同位素在偏转磁场中的运动时间相等 C.氚在偏转磁场中运动的时间最长 D.a质谱线对应氢元素的氚 3.(2022·广东珠海期末)(多选)如图所示,用丝线吊一个质量为m的带电(绝缘)小球置于匀强磁场中,空气阻力不计,当小球分别从等高的A点和B点向最低点O运动且两次经过O点时,下列说法正确的是(　　) A.小球的速度大小相同 B.丝线所受的拉力大小相同 C.小球所受的洛伦兹力相同 D.小球的向心加速度大小相同 4.如图所示,在水平连线MN和PQ间有竖直向上的匀强电场,在MN上方有垂直纸面向里的匀强磁场。两个质量和带电荷量均相等的带正电的粒子A、B,分别以水平初速度v0、2v0从PQ连线上O点先后进入电场,带电粒子A、B第一次在磁场中的运动时间分别为tA和tB,前两次穿越连线MN时两点间的距离分别为dA和dB,粒子受的重力不计,则(　　) A.tA一定小于tB,dA一定等于dB B.tA一定小于tB,dA可能小于dB C.tA可能等于tB,dA一定等于dB D.tA可能等于tB,dA可能小于dB 5.(2023·广东广州模拟)如图所示,金属板M、N水平放置,相距为d,M、N的左侧有一对竖直金属板P、Q,板P上的小孔O1正对板Q上的小孔O2。M、N间有垂直纸面向里的匀强磁场,将开关S闭合,在小孔O1处有一带负电的粒子,其重力和初速度不计,当变阻器的滑片在AB的中点时,粒子恰能在M、N间做直线运动。当滑动变阻器滑片从中点向A端滑动到某一位置时,则(　　) A.粒子在M、N间运动的过程中动能一定不变 B.粒子在M、N间运动的过程中动能一定增大 C.粒子运动轨迹为抛物线 D.当滑动变阻器的滑片移到A端时,粒子在M、N间的运动轨迹为一段圆弧 6.(2022·广东深圳模拟)如图所示的三维直角坐标系中,存在沿y轴负方向的匀强磁场。一带正电的粒子从坐标原点O以初速度v沿x轴正方向射入,若在该空间加任意方向的、大小可变的匀强电场,不计粒子重力的影响。下列说法正确的是(　　) A.粒子可能做匀速直线运动 B.粒子可能做匀速圆周运动 C.粒子可能做匀加速直线运动 D.粒子可能做匀变速曲线运动 7.(2022·广东佛山二模)(多选)据报道,某空间站安装了霍尔推进器用以空间站的轨道维持。霍尔推进器的核心部件的结构和工作原理如图所示,在很窄的圆环空间内有沿半径向外的磁场1,其磁感应强度大小可近似认为处处相等;垂直圆环平面同时加有匀强磁场2和匀强电场(图中未画出),磁场1与磁场2的磁感应强度大小相等。已知电子电荷量为e,质量为m,在电磁场的共同作用下,使电子束缚在圆环内,且恰好沿顺时针方向做半径为R、速率为v的匀速圆周运动,当推进剂进入环形室,与电子碰撞发生电离后高速喷出而产生推力。则下列说法正确的是(　　) A.电场方向垂直环平面向外 B.电子运动周期为 C.垂直环平面的磁感应强度大小为 D.电场强度大小为 8.(2022·辽宁本溪检测)如图所示为一种获得高能粒子的装置,环形区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小可调的均匀磁场(环形区域的宽度非常小)。质量为m、电荷量为+q的粒子可在环中做半径为R的圆周运动。M、N为两块中心开有小孔的距离很近的极板,原来电势均为零,每当带电粒子经过M板准备进入MN之间时,M板电势升高为+U,N板电势仍保持为零,粒子在两板间的电场中得到加速。每当粒子离开N板时,M板电势又降为零。粒子在电场中一次次加速下动能不断增大,而在环形磁场中绕行半径R不变。(设极板间距远小于R)下列说法正确的是(　　) A.粒子从M板小孔处由静止开始