(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（人教版）

U 物理人敏版)透择性多修第二图第士页（其&面} ① 衡水金等·先享题·高二网步周测标三 物（人教板}选择性必修第二项第2页【共8面] 5。知图所示为一种新型霞进仅的结构示意图，质普仪由加速电场、静电分析器和盘分析 器三个邻分组成。若静电分析器通道为圆环款，其中心线的半径为R,通道内均匀细 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。爵 分析器内有范围是够大的有界匀强磁场，意盛成强度大小为B,一质量为、电荷量 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 直于边界进入感分析器，最婆打到装片上的Q点，不计粒子重力.下列说法正确的是 静业分新园 是分所每 L,所有条件不用政变，该质进仅也能研究带负电的乾子 B厘速电压大小为2ER C,慰分析器巾磁场方向垂直于纸面向里 D若具有相问比荷的粒子，从静止开始血速经上述过程，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霜、手和g围成的区城，D点为翻心， 圆？，「间存在辐财伏电场，醒了，：间有鹭怎应强度大小为B,方向垂直纸面的匀强 场，电子从P点由静止释枚，由Q点进人题场，恰好没有从PM上方国馨上的N点 (未画出)飞出慰场，已知电子的比荷为，圆r,f和g的半径分别为a,2a和4a,下列 说法正确的是 A.磁场的方向垂直纸面向里 B电子在慰场运动的半径为受 C,Q、P两点间的电势差为行kBa DQ.P两点间的电势差为。 物理（人校版！送择性必修第二研第3页{共8页引 衡水金车·先享超门 二、多项进择墨本题共2小愿，每小题8分，共1台分，在每小题给出的四个选项中，有 多项符合题日要求。全部法对的得8分，选对但不全的得4分，有法情的得0分) 7.知图甲所示为显像管工作原理示意图，期极K发射的电子桌（初速度不计》经电压为 U的加速电场后，进人一圆形匀强磁场区，破场方向垂直于圆面（以垂直厘面向里为 正方向)，磁场区的中心为O点，半经为，荧光屏MN到随场区中心O点的距离为 L。当不加随场时，电子束将通过)点垂直打到荧光屏的中心P点：当磁场的磁盛应 强皮随时间按图乙所示的凤律变化时，在荧光屏上得到一条长为2L的亮线 由干电子通过篮场区的时间很短，可以认为每个电子通过盛场区的过程中整感应强 度不变，已知电子的电聋量为，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 甲 人电子打到卖无样上时选度的大小为，图 :电子打到获光得上时连度的大小为：四 C场磁悠应强度的最大值为 ry 3e D瑞场磁略位强波的最大值为是 rY 3e 商二同步周测荐二 物里[人餐版】选桶程必榜第二研第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），聪场【与磁场Ⅱ的思B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电子沿啊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好mR 肝级 生名 分数 题号 1 2 3 7 容案 物理人敏质)选择性多修第二图氧5页（其8面} 街水金车·先章觅 三，非选择题（本题共3小恩，共48分。请按要求完成下列各圈） 9.(14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 物强（人教板}选择性必修第二暖第面【共8面] 10,(15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,《19分》一足够长的条款区械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点为条状区城边界上的两点，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)通度这择带两板间的电压： 人电场，经过一授时间后恰好以从O点人射的速率从N点沿y输正方向射出。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， 物理（人校版引送择性必修第二得第7页{共8页引 衡水金等·先享题·商二阿步圆测蓉日 物里[人餐版】这精性必修第二导第8页《其8页]高二周测卷 ·物理（人教版）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) ① ②③④ 档次 系数 1 单项选择题 6 复合场运动性质 易 0.85 2 单项选择题 6 复合场圆周运动 易 0.80 3 单项选择题 68 质谐仪与现代科技 中 0.65 4 单项选择题 6 霍尔元件与现代科技 中 0.60 5 单项选择题 6 质谱仪 中 0.65 6 单项选择题 6 带电粒子在组合场中的运动 中 0.75 7 多项选择题 8 显像管原理 中 0.65 8 多项选择题 8 霍尔元件推动器 难 0.55 9 非选择题 14 带电粒子在组合场中的运动 易 0.80 10 非选择题 15 速度选择器，质谱仪 中 0.60 11 非选择题 19 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（人教版）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 U=之m,解得U=号a,C项钻误，D项正确。 流子为负电荷，可知负电荷偏向元件的后表面，后表 二、多项选择题 面的电势低，故电压表的负极应与霍尔元件的后表面 7.AD【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=名，根据电流微观表达式1=ncS 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 表的示数改变，C项错误：电路中的电流大小由电路 由动能定理U=之nd,解得一√ ，由儿何关 中的各元件决定，与AB处磁感应强度大小无关，D 系得R=厅n根据eB=m发，解得B 项错误 5,D【解析】在静电分析器中，粒子做圆周运动，受到 上，m,AD项正确B,C项错误。 r 3e 指向圆心O点的静电力，所以粒子只能带正电，A项 8.BD【解析】根据洛伦兹力和电场力的受力特点，电 错误：粒子在M,N间被加速，有gU=号m心，根据电 子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 场力提供向心力：有B=紧，联立解得U=婴，B 其平衡，电场力方向垂直圆环平面向外，电场方向垂 项错误；因粒子带正电，根据左手定则可知，磁分析器 直圆环平面向里，磁场Ⅱ提供圆周运动的向心力，因 中的磁场方向垂直于纸面向外，C项错误：粒子在磁 此磁场Ⅱ方向垂直圆环平面向里，A项错误：因为电 场中运动时，洛伦签力提供向心力，有加B=景，在 子微匀速调周运动，半径为R,所以线速度=2平，B 电场中有E="紧可得粒子在磁场中的轨迹半径R 项正确：根据洛伦兹力提供向心力可得Bw=m ·解 =√产，因此若具有相同比商的粒子，从静止开 得B=受，C项错误：由题可得电子在酷场1中所 始加速经过上述过程，都落在胶片上同一点，D项 受到的洛伦兹力等于电场力，所以可得Ee=Bu,解 正确。 得E=红m,D项正确。 6.D【解析】电子从P点由静止释放，受电场力作用， eT2 由Q点进入磁场，恰好没有从PM上方圆g上的N 三、非选择题 点飞出磁场，可知电子向上运动，由左手定侧可知磁 9,.【解析】(1)蹄离子经电场加速，有gU=之m心(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v= 2四=√/2U (3分) (2)磷离子在磁场中做圆周运动，有gB=m型 (2分) 由以上两武可得一√受-√受 1 (2分) 射出点和入射点在竖直方向之间的距离d=r一 rc0330 (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 (3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 (3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 (3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 (3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