(二)带电粒子在复合场中的运动-【衡水金卷·先享题】2024-2025学年高二物理选择性必修2同步周测卷（J）

高二周测卷 ·物理·」选择性必修第二册· 高二同步周测卷/物理选择性必修第二册（二） 品题要素一览表 注： 1.能力要求： I.理解能力 Ⅱ.推理能力Ⅲ.分析综合能力下.应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究①科学态度与责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) ① ②③① 档次 系数 1 单项选择题 8 复合场运动性质 易 0.85 2 单项选择题 复合场圆周运动 易 0.80 3 单项选择题 质谐仪与现代科技 中 0.65 4 单项选择题 8 霍尔元件与现代科技 中 0.60 5 单项选择题 8 质谱仪 中 0.65 6 单项选择题 8 带电粒子在组合场中的运动 中 0.75 7 单项选择题 8 显像管原理 中 0.65 8 单项选择题 8 霍尔元件推动器 难 0.55 9 非选择题 10 带电粒子在组合场中的运动 易 0.80 10 非选择题 12 速度选择器，质谱仪 中 0.60 11 非选择题 14 带电粒子在电磁场中的运动 0.50 香者誉案及解析 一、单项选择题 1,A【解析】若粒子带正电，且Bu=Eg,则粒子受力 需可得小球A,B的用期比号-子，C项结误，D 平衡，粒子将做匀速直线运动，A项正确：如果二者不 项正确。 平衡，则粒子发生偏转，速度变化，洛伦兹力发生变 3,B【解析】根据动能定理有gU=之mv,进人磁场时 化，合力发生变化，则粒子不能做匀变速运动，加速度 大小，方向发生变化，也不能做匀速圆周运动，BC,D 的动量p=√2mE,因为气，氘、氟三种离子的电荷 项错误。 量相等，所以进入磁场时，动能相等，而氚离子的质量 最大，所以进入磁场时，氚离子的动量最大，B项正 2.D【解析】因为两小球在复合场中都能做匀速圆周 运动，均满足mg=qE,所受电场力均向上，两小球均 确，C项结误在愁场中有mB=m只，T=2,可得 带负电，A,B项错误：由洛伦兹力提供向心力可得 quB=m 装，联立可得v==碧R,可得小球 R=√，需，气，氛，氯三种离子的电荷鼓相 等，氚离子的质量最大，所以氚离子做圆周运动的半 A,B的速度此号-是-子由网期公式T=2述 径和周期最大，在磁场中运动的时间最长，对应的是 a质谱线，A,D项错误。 ·39· ·物理·J选择性必修第二册· 参考答案及解析 4.B【解析】根据安培定则可知直导线在磁芯中产生 项错误：电子在磁场中运动有q四B=四立，在电场中有 的磁场方向为顺时针方向，即通过霍尔元件的磁场方 向竖直向下，元件中的电流方向从左到右，元件的载 md,解得U=号ka,C项错误，D项正确。 9U-1 8 流子为负电荷，可知负电荷编向元件的后表面，后表 面的电势低，故电压表的负极应与霍尔元件的后表面 7.A【解析】如图所示： 连接，A项错误：设稳定时电压表的示数为U,元件的 前后表面距离为d,载流子的速度为，霍尔元件的单 位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量 为e,可得B=号，根据电流微酸表达式1=CS ad,联立解得U=-头若仅增加蛋尔元件的高度 h,其他条件不变，电压表的示数变小，B项正确：若仅 改变滑动变阻器的阻值，电路中的电流改变，故电压 ，由儿何关 由动能定理U=之m,解得=√ 表的示数改变，C项错误：电路中的电流大小由电路 中的各元件决定，与AB处磁感应强度大小无关，D 系得R=r,根据eB,=m京，解得B,= 项错误。 1 √，A项正确，B,CD项错误 5,D【解析】在静电分析器中，粒子做圆周运动，受到 指向圆心O点的静电力，所以粒子只能带正电，A项 8.B【解析】根据洛伦兹力和电场力的受力特点，电子 错误：粒子在M,N间被加速，有gU=之m心，根据电 沿顺时针方向做圆周运动，因此在磁场I中，受到的 洛伦兹力方向垂直圆环平面向里，所以电场力要和其 场力提供向心力：有B=紧，联立解得U=婴，B 平衡，电场力方向垂直圆环平面向外，电场方向垂直 圆环平面向里，磁场Ⅱ提供圆周运动的向心力，因此 项错误；因粒子带正电，根据左手定则可知，磁分析器 磁场Ⅱ方向垂直圆环平面向里，A项错误：因为电子 中的磁场方向垂直于纸面向外，C项错误：粒子在磁 场中运动时，洛伦签力提供向心力，有加B=景，在 做匀速圆周运动，半径为R,所以线速度-票，B 电场中有E=紧可得粒子在磁场中的轨迹半径R' 项正确：根据洛伦数力提供向心力可得B。=紧，解 =√产，因此若具有相同比商的粒子，从静止开 得B=”,C项错误：由题可得电子在磁场I中所 eT 受到的洛伦兹力等于电场力，所以可得Ee=Bu,解 始加速经过上述过程，都落在胶片上同一点，D项 正确。 得E=4m.D项错误。 6.D【解析】电子从P点由静止释放，受电场力作用， 二、非选择题 由Q点进入磁场，恰好没有从PM上方圆g上的N 点飞出磁场，可知电子向上运动，由左手定则可知磁 9.【解析】(1)磷离子经电场加速，有U=子m(2分) 场的方向垂直纸面向外，A项错误：电子在磁场的运 动如图所示： 解得u= 290=√/2U (1分) (②)磷离子在磁场中做圆周运动，有B=m号 (2分) 由以上两武可得一√受=√四 (2分)》 射出点和入射点在竖直方向之间的距离d=r一 rC0s30° (2分) 解得d=1-号)\√四=1-号)官√园 3 由儿何关系可得P2十4a=(4a一r),解得r= 2a,B (1分) ，40* 10.【解析】(1)粒子在粒子加速器中做加速直线运动， 由动能定理得U=之m心-0 (2分) 2eU 解得粒子的速度大小u一√m (2分) (2)粒子在速度选择器中做匀速直线运动，由受力平 商条件得e号-nB (2分) 2eU 解得速度选择器两板间的电压U:=Bd√m (2分) (3)粒子在偏转分离器中做匀速圆周运动，由洛伦兹 力提供向心力得euB,=m京 (2分) 可得粒子做匀速圆周运动的半径尺=器= 1 2mU BNe (2分) 11,【解析】(1)设粒子从O点射人时速度的大小为， 在下侧电场中运动的时问为1，加速度的大小为， 粒子进入磁场的速度大小为v,方向与电场方向的 夹角为0，速度沿电场方向的分量为功，如图所示物课·】选择性必修第二函第1页（共8面） 街水金等·先章最·高二网步店测存已 物理·」选择性必修第二研 第2页「其8而) 5.如图所示为一种新型霞进反的结构示意图，质普仪由加速电场、静电分析器和盘分析 .知图甲所示为显像管工作原理示意图，阴极K发财的电子束《初速度不计》经电压为 器三个部分组减。若静电分析器通道为圆环款，其巾心线的半径为R,通道内均匀细 的加速电场后，进人一圆形匀强磁场区，磁场方向垂直于图面（以垂直醒面向里为 射状电场的方向指向通道所在的圆心O,在通道中心线处的电场强度大小为E。篮 正方向)，随场区的中心为O点，半径为r,荧尤屏MN到随场区中心O点的臣离为 分析器内有范围足够大的有界匀强愁场，慰盛成强度大小为B。一斯量为，电荷量 1。当不加砸场时，电子束将通过O点垂直打到荧光屏的中心P点：当磁场的赋感应 为？的粒子从静止开始经加速电场知速后沿通道中心线通过静电分析器，由P点垂 强度随时间按如图乙所示的规律变北时，在黄光屏上得到一条长为2石L的亮线 直于边界进入感分析器，最终打到散片上的Q点，不计粒子重力，下列说法正确的是 由干电子通过磁场区的时间很短，可以认为每个电子通过磁场区的过程巾感感应强 静业分有海 虔不变，已知电子的电荷量为：.质量为m,不计电子之间的相互作用及所受的重力： 下列说法正确的是 延分析得 人，所有条件不用政变，该质谱仅也能研究带负电的粒子 B加速电压大小为2ER C,慰分析器中慰场方向垂直于纸面向里 D若具有相问比荷的粒子，从静止开始里速经上述过程，都落在较片上同一点 知图所示为直空巾位于同一水平面的三个同心都、/和g围成的区城，O点为知心， 圆，「回存在辐射状电场，赋了g间有线感应强度大小为B、方向垂直纸面的匀强醉 人电子打到爽光释上时连度的大小为，受 场，电子从P点由静止释被，由Q点进人酸场，恰好没有从PM上方国？上的N点 战电子打药荧光屏上时连度的大小为？，四 (未国出)飞出磁场，已知电子的比荷为，圆e,f和g的半径分别为a,2a和4a,下列 说法正确的是 C腰场至悠应强度的最大值为名可 ry3e 腰场磁移位强度的最大值为受 A.磁场的方向垂直纸面向里 品电子在聪6运动的半径为号 C,Q、P两点间的电势差为行kB知 nQ.P两点间的电势差为形 物重·】燃帮性必修氧二研第3医{共8页引 衡水金等·先享题·商二阿步周测蓉三 物里·」选桶性多棉第二卧第4页（其8页】 8,如图甲所示，在霍尔榷进器不断爱展的情况下，未来的作用就不再只局限于维持空间 站或者卫星的轨道高度，其至能够成为人类进行远距离太空探测的首达推进装置 有一种霍尔推透器如图乙所示，很窄的圆环空间内有沿半径方向向外的辐射状的题 场】，其砸感猫度大小可近似认为处处相等：在垂直于初环平面方向上加有匀强磁场 目和匀强电畅（图中都没有面出），题场【与磁场Ⅱ的思感应强皮大小相等，已知电 子的电荷量为“，质量为，电子恰好可以在环内沿顺时针方向做半径为R,周期为 T的匀遮团周运动。下列说法正确的是 A.电场方向垂直翼环平面向外，磁场Ⅱ方向垂直用环平面向里 B电子沿聊时针方向运动的线速度大小为禁 C两个疆场的能感校强度大小为xm D电场的电场强度大小为mR 班级 生名 分数 题号 1 3 5 7 物课·」选择性必修第二函第5页（共8面》 街水金车·先章觅 二，非选择题（本题共3小恩，共36分。请按要求完成下列各圈） 9.(10分)在半导体离子注人工艺中，辞离子的比荷为，初德度可忽略，经电压为U的 电场加速后，垂直进人壁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里、有一定宽度的匀 强硬场区域：在破场中转过一30后从缆场右边界射出，如图所示。不计磷离子所受 的重力，求： 《1)进人磁场时，磷离子的速度大小： (2)射出点和人射点在竖直方向之阿的距离。 隔离子在息场显场中星从情示夏国 高二网步周测标三 物理·难择性必修第二研第4页「其8西) 10,12分)某一具有速度选释器的质讲议原理如图所示，A为粒子知速器，其加逸电压 11,《14分》一足够长的条状区规内存在匀强电场和匀强磁场，其在Oy平面内的截面 为从：B为速度选择普，验场与电场正交，融感应强度为民，两板阿臣离为山：C为 如图所示，中间是磁场区域，其边界与y轴垂直，宽度为，蓝感税强度的大小为民， 偏转分离器，感感应强度为B。今有一质量为m,电荷量为：的正粒子（不计重力）， 方向垂直于x(Oy平面：酸场的上，下两侧为电场区城，宽度均为/，电场强度的大小 经加违后，该粒子恰能通过速度边择器，粒子进人分离器后做匀速圆周运动。求： 均为E,方向均沿x轴正方列：O点，N点为条载区城边界上的两点，它们的连线与 (1)粒子的遮度v的大小 y轴重合(O点为坐标原点)。一带正电的粒子以某一速率从O点铅y轴正方向射 (2)通度这择普两板间的电压少，： 人电场，经过一段时间后恰好以从O点人射的速率从N点沿y输正方间射出。不 (3)粒子在偏转分离器中做匀速侧周运动的半径R。 计粒子重力及电磁间的影响 《1)求该粒子从O点射入时的违度大小： (2)若该粒子进人至场时的速度方向给好与了轴正方向的夹角为晋，求该粒子的比 荷及其从O点运动到N点的时间， 物课·】燃理性必修第二研第于露其8西引 衡水金等·先享题·商二阿步圆测蓉日 物厦·选择性多棉第二卧第8页（其8页}