第10章10.4组合场-2025年高考物理一轮复习专项练习

班级：（ ）班 学号：后两位（ ） 姓名： 10.4组合场 1．空间存在两个垂直于平面的匀强磁场，y轴为两磁场的边界，磁感应强度分别为、。甲、乙两种比荷不同的粒子同时从原点O沿x轴正向射入磁场，速度均为v。甲第1次、第2次经过y轴的位置分别为P、Q，其轨迹如图所示。甲经过Q时，乙也恰好同时经过该点。已知甲的质量为m，电荷量为q。不考虑粒子间的相互作用和重力影响。求： (1)Q到O的距离d； (2)甲两次经过P点的时间间隔； (3)乙的比荷可能的最小值。 2．如图所示，直线与水平方向成角，的右上方存在垂直纸面向外的匀强磁场，左下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为。一粒子源位于上的点，能水平向右发射不同速率、质量为（重力不计）、电荷量为的同种粒子，所有粒子均能通过上的点。已知，则粒子的速度可能是（　　） A． B． C． D． 3．如图所示，MN右侧有磁感应强度为B1=B的匀强磁场，MN的左侧有磁感应强度为的匀强磁场，两侧磁场方向均垂直纸面向里。O、P为MN上相距为d的两点。一带电量为q、质量为m的正粒子，在纸面内从O点沿垂直MN的方向射向右侧磁场，入射速度的大小为v。（其中B、q、m均为未知量，且它们满足关系，不考虑带电粒子重力和空气阻力，结果用d和v表示）求： (1)带电粒子在两磁场中运动的轨道半径； (2)带电粒子在两磁场中运动的周期； (3)经过多长时间，带电粒子经过P点。 4．如图，在y>0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E，在y<0的区域存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场．一个氕核11H和一个氘核21H先后从y轴上y=h点以相同的动能射出，速度方向沿x轴正方向．已知11H进入磁场时，速度方向与x轴正方向的夹角为60°，并从坐标原点O处第一次射出磁场．11H的质量为m，电荷量为q不计重力．求 （1）11H第一次进入磁场的位置到原点O的距离 （2）磁场的磁感应强度大小 （3）12H第一次离开磁场的位置到原点O的距离 5．图是一种花瓣形电子加速器简化示意图，空间有三个同心圆a、b、c围成的区域，圆a内为无场区，圆a与圆b之间存在辐射状电场，圆b与圆c之间有三个圆心角均略小于90°的扇环形匀强磁场区Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ。各区感应强度恒定，大小不同，方向均垂直纸面向外。电子以初动能从圆b上P点沿径向进入电场，电场可以反向，保证电子每次进入电场即被全程加速，已知圆a与圆b之间电势差为U，圆b半径为R，圆c半径为，电子质量为m，电荷量为e，忽略相对论效应，取。 （1）当时，电子加速后均沿各磁场区边缘进入磁场，且在电场内相邻运动轨迹的夹角均为45°，最终从Q点出射，运动轨迹如图中带箭头实线所示，求Ⅰ区的磁感应强度大小、电子在Ⅰ区磁场中的运动时间及在Q点出射时的动能； （2）已知电子只要不与Ⅰ区磁场外边界相碰，就能从出射区域出射。当时，要保证电子从出射区域出射，求k的最大值。 6．如图所示已知边长为L的正方形区域ABCD内部存在磁感应强度为B的匀强磁场，其上方存在电场强度为E的匀强电场，电场宽度也为L。从电场的P点静止释放质量为m，电荷量为q的带正电的粒子（重力不计，PAB在同一直线上）。粒子经电场加速后从AB边进入磁场，试计算： （1）如果已知粒子到达A点的速度为v，求PA的距离； （2）要使粒子经过C点，求PA的距离； （3）若M到D点的距离为L的三分之一，要使粒子经过M点，求PA距离的可能值。 10.4组合场 第1页，共3页 时间： 分钟 第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$10.4组合场答案 10.4组合场答案 1．(1)；(2)；(3) 【详解】(1)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，由 得， ， Q、O的距离为： (2)由(1)可知，完成一周期运动上升的距离为d，粒子再次经过P，经过N个周期， 所以，再次经过P点的时间为 由匀速圆周运动的规律得 ， 绕一周的时间为 所以，再次经过P点的时间为 两次经过P点的时间间隔为 (3)由洛伦兹力提供向心力，由 得， ， 完成一周期运动上升的距离 若乙粒子从第一象限进入第二象限的过程中与甲粒子在Q点相遇，则 ， 结合以上式子，n无解。 若乙粒子从第二象限进入第一象限的过程中与甲离子在Q点相遇，则 ， 计算可得 （n=1，2，3……） 由于甲乙粒子比荷不同，则n=2时，乙的比荷最小，为 2．AB 【详解】由题意可知粒子可能的运动轨迹如图所示 所有圆弧的圆心角均为，所以粒子运动的半径为 由洛伦兹力提供向心力得 则 故AB正确，CD错误。 故选AB。 3．(1) ；；(2) ，；(3) ， 【详解】(1)在右边区域，根据牛顿