高考热点练12 带电粒子在组合场、复合场中的运动-【提分教练】2024年新高考物理二轮总复习练习（老教材）

高考热点练(十二)　带电粒子在组合场、复合场中的运动 1．如图所示为一速度选择器，两极板MN之间的距离为d，极板间所加电压为U，两极板间有一磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场。一束质子流从左侧两板边缘连线的中点沿两板中心线进入板间区域，能够沿直线运动，不计粒子重力。则下列说法正确的是(　　) A．M极板接电源的负极 B．质子流的入射速度为 C．如果将质子换成电子，从右侧沿中心线以与质子流相同的速率进入板间区域，则电子在该区域运动过程中电势能增加 D．如果换成一束α粒子，仍从左侧沿中心线以与质子流相同的速度进入板间区域，则α粒子同样可以沿直线飞出该区域 2．(多选)如图所示是回旋加速器的原理图，由两个半径均为R的D形盒组成，在两个D形盒之间加周期性变化的电压，电压的值为U，D形盒所在平面有垂直于盒面向下的磁场，磁感应强度为B。一个质量为m、电荷量为q的粒子在加速器中被加速，则下列说法正确的是(　　) A．粒子每次经过D形盒之间的缝隙后动能增加qU B．粒子每次经过D形盒之间的缝隙后速度增大 C．粒子以速度v在D形盒内运动半圆后动能增加2qvBR D．粒子离开D形盒时动能为 3．(多选)如图所示为质谱仪的结构图，该质谱仪由速度选择器与偏转磁场两部分组成，已知速度选择器中的磁感应强度大小为B0，电场强度大小为E，荧光屏PQ下方匀强磁场的方向垂直于纸面向外，磁感应强度大小为2B0。三个带电荷量均为q、质量不同的粒子沿竖直方向经速度选择器由荧光屏上的狭缝O进入偏转磁场，最终打在荧光屏上的S1、S2、S3处，相对应的三个粒子的质量分别为m1、m2、m3，忽略粒子的重力以及粒子间的相互作用。则下列说法正确的是(　　) A．三个粒子均带负电 B．打在S3位置的粒子质量最大 C．如果S1S3＝Δx，则m3－m1＝ D．粒子进入偏转磁场的速度是 4．(多选)如图所示，长方形abcd长ad＝0.6 m，宽ab＝0.3 m，e、f分别是ad、bc的中点，以ad为直径的半圆内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B＝0.25 T。一群不计重力、质量m＝3×10-7 kg、电荷量q＝＋2×10-3 C的带电粒子以速度v0＝5×102 m/s从左右两侧沿垂直于ad和bc方向射入磁场区域(不考虑边界粒子)，则下列说法正确的是(　　) A．从ae边射入的粒子，出射点分布在ab边 B．从ed边射入的粒子，出射点全部分布在bf边 C．从bf边射入的粒子，出射点全部分布在ae边 D．从fc边射入的粒子，全部从d点射出 5．如图所示，真空中有区域Ⅰ和Ⅱ，区域Ⅰ中存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下(与纸面平行)，磁场方向垂直于纸面向里，等腰直角三角形CGF区域(区域Ⅱ)内存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外。图中A、C、O三点在同一直线上，AO与GF垂直，且与电场和磁场方向均垂直。A点处的粒子源持续将比荷一定但速率不同的粒子射入区域Ⅰ中，只有沿直线AC运动的粒子才能进入区域Ⅱ。若区域Ⅰ中电场强度大小为E、磁感应强度大小为B1，区域Ⅱ中磁感应强度大小为B2，则粒子从CF的中点射出，它们在区域Ⅱ中运动的时间为t0。若改变电场或磁场强弱，能进入区域Ⅱ中的粒子在区域Ⅱ中运动的时间为t，不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，下列说法正确的是(　　) A．若仅将区域Ⅰ中磁感应强度大小变为2B1，则t>t0 B．若仅将区域Ⅰ中电场强度大小变为2E，则 t>t0 C．若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为B2，则t＝ D．若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为B2，则t＝t0 6．如图所示，在0≤x≤2d，0≤y≤2d的区域中，存在着沿y轴正方向、场强大小为E的匀强电场，电场的周围分布着垂直于纸面向外的恒定匀强磁场。一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从OP中点A进入电场(不计粒子重力)。 (1)若粒子初速度为零，粒子从上边界垂直QN第二次离开电场后，垂直NP再次进入电场，求磁场的磁感应强度B的大小； (2)若改变电场强度大小，粒子以一定的初速度从A点沿y轴正方向第一次进入电场，离开电场后从P点第二次进入电场，在电场的作用下从Q点离开。 ①求改变后电场强度E′的大小和粒子的初速度v0； ②通过计算判断粒子能否从P点第三次进入电场。 7．如图所示，平面直角坐标系xOy的第二、三象限内有方向沿y轴正方向的匀强电场，第一、四象限内有圆形有界磁场，有界磁场的半径为L，磁场的方向垂直于坐标平面向里，磁场边界与y轴相切于O点，在x轴上坐标为(－L，0)的P点沿与x轴正方向成θ＝45°角斜向上射出一个速度大小为v0的带电粒子，粒子的质量为m、电荷量为q，粒子经电场偏转后垂直y轴射出电场，粒子进入磁场后经磁场偏转以沿y轴负方向的速度射出磁场，不计粒子的重力。求： (1)粒子从y轴上射出电