单元过关(十三)带电粒子在组合场、复合场中的运动-【衡水真题密卷】2026年高考物理单元过关检测(广东专版)

·物理· 参考答案及解析 解得U1= (3-√3)Bqd (1分) 解得日-日 (1分) 2m 故其运动轨迹如图丙所示，带电粒子在磁场中做 匀速圆周运动周期 T=2xm Bq (1分) 拉子在磁场中运动的圆心角为，第一 甲 (2)当带电粒子以某一速度射入磁场时，粒子的 到A,点在磁场中运动的时间 运动轨迹恰好与外圆相切，此时粒子不穿过外圆 4π 边界如图乙所示，根据几何关系有 t1=3×2元 (1分) R十r=(R2-r2) (1分) 带电粒子在磁场外做匀速直线运动，第一次回到 解得r2=d (1分) A点在磁场外所用的时间 由洛伦兹力提供带电粒子在磁场中做匀速圆周 2R1 运动的向心力，根据牛顿第二定律有 t2=3X (1分) 02 qv2B=m (1分) 带电粒子从A点进入磁场到其第一次回到该，点 r2 所需要的时间 解得v2= Bqd (1分) t=t1+t2 (1分) m 解得1=(6,3+4x) Bq (1分) 同理第n次回到A点的时间 6.=mt=(63+4x)” Bg (1分) (3)带电粒子以速度。射入磁场中时，根据几何 关系有 r2√3 tan 0-Ri3 (1分) 2025一2026学年度单元过关检测（十三） 物理·带电粒子在组合场、复合场中的运动 一、单项选择题 运动，C错误；若质子以速度。从右侧沿中心线 1.B【解析】质子恰好做直线运动，由左手定则可 射入，由左手定则可知，质子受竖直向下的洛伦兹 知，质子受竖直向上的洛伦兹力，则质子受到的电 力，仍受向下的电场力，不满足受力平衡，不能做 场力竖直向下，电场方向向下，则P极板接电源的 直线运动，D错误。 正板，由平衡条件有Eg=9w,B,又有E= d,联立 2.B【解析】设粒子的初速度为0，电场、磁场均存 在，粒子恰好沿直线运动，可得qoB=qE,撤去磁 解得B,A错误，B正确；若仅将质子换成电 场后，粒子在电场中做类平抛运动，可得y=vot, 1 子，由左手定则可知，电子受竖直向下的洛伦兹 x= 2at,又qE=ma,撒去电场后，粒子在磁场 力，受向上的电场力，仍满足受力平衡，能沿直线 。9· YJ 真题密卷 单元过关检测 中做匀速圆周运动，则有g0,B=m ,联立，解得 的速度大小。一进入骚场后有如B r r=1m。若仅撤去磁场，粒子将从点(2,2)射出， 入射与出射点的距离x=2rcos0,解得x= 可知粒子受洛伦兹力时与电场力方向相反，结合 2 2mU 几何关系，可知轨迹圆的圆心位置为（一1,0），则 B g ,三种粒子比荷不同，则H、H和H 粒子从点（一1,1）射出，B正确。 三种粒子不会从同一位置射出磁场，仅增大U2, 3.D【解析】粒子进入磁场向右偏转，由左手定则 则H射入磁场的位置和射出磁场的位置之间的 可知粒子带正电，A错误；粒子在速度选择器中受 距离不变，B错误，C、D正确。本题选择错误的选 平衡力，则qE=q℃B,解得速度选择器中匀强磁 项，故选B。 场的磁感应强度B=E」 6.A【解析】由题意作出带电粒子的运动轨迹如图 二，B错误；粒子在磁场中运 所示，粒子从a1到b,由动能定理可得qExa6= 1 动的轨道半径r=2,由gB。=m， ,解得带电 2u品，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由几何 位子的此背品--27，C蜡保：子在加建 知识可知，粒子从b到C的运动轨迹对应的圆心 角0=60°，可知粒子在c点的速度方向与水平方 1 电场中，由动能定理得qU= m,解得加速电场 向的夹角为9=60°，粒子从c到d做类斜抛运动， 则有(Vosin60)t=xo sin60°，at=ocos60°，a= 的极板间电势差U=mw6_Bv ,D正确。 qE 2g4 心L,七a6=之，A正确B错送， ,联立解得E= m 4.C【解析】由题图可知二极管处于导通状态，所 粒子从α1，点释放，到最后从f点出磁场，粒子在磁 以霍尔元件前面的电势高于后面的电势，由左手 定则可知载流子受到的洛伦兹力方向向后，载流 场中运动周期下二，则有所用总时向1装一 子向霍尔元件的后面聚集，所以载流子带负电，A 错误；当电路稳定时，载流子受力平衡，有qB= 3ta,b+2te十td十tef,可得t总= (7π+163)m,C 6gB U 9,由电流定义有I=ngSn=mgbc0,解得B= 错误；粒子从a1到b做匀加速直线运动，从b到c 做匀速圆周运动，从c到d做类斜抛运动，从d到 ngcU ,B错误；前、后面间的电压U越大，二极管 e做匀速圆周运动，从e到a2做匀减速直线运动， 从a2到e做匀加速直线运动，从e到f做匀速圆 的亮度越大，由前面分析有U=B1 ,所以破铁素 周运动，由几何关系可知，粒子在磁场中的运动轨 近霍尔元件，霍尔元件处的磁感应强度B变大，所 迹半径r=Lsin60°= 3 L,由洛伦兹力提供向心 以前、后面间的电压U变大，二极管变亮，C正确； 滑动变阻器的滑片适当向左滑，通过霍尔元件的 6 3qBL 力可得9uB=m,,00= ,D错误。 2m 电流变小，所以前、后两个面间的电压变小，二极 M N 管变暗，D错误。 5.B【解析】粒子在加速电压中有gU=2m0,在 偏转电场中，设板长为L,间距为d,有y=)at2, 7.C【解析】小球受到的洛伦兹力水平指向圆心 L=t,其中a=9 m,解得)= O',根据左手定则可知，从上面俯视小球沿逆时针 4U,d,则1H、H 方向运转，A错误；小球竖直方向受力平衡，则有 和H三种粒子从同一位置射入磁场，A正确；设速 Ncos日=mg,可得球面对小球的弹力大小N= 度偏转角为0，位移的偏转角为a,则满足tan0= cos0=2mg,B错误；根据F=qB,可知小球的 mg 2iana-,可知粒子进入磁场的速度方向相同，则 速率越大，则小球受到的洛伦兹力越大，C正确； 三种粒子射入磁场时速度方向相同，假设射入磁场 水平方向根据牛顿第二定律可得quB一Nsin日= YJ ·10· ·物理· 参考答案及解析 02 收集屏的最低，点，根据几何关系有2=√3R2,设 nPn0整理可得3R,2-9Bu十3mg=0 圆心为O3的离子在磁场中做圆周运动的圆心角 对于？的一元二次方程，根据数学知识可知，需 要满足(gB)2一4× 23m×3mg≥0，可得 为9，根据几何关系有tan(x一9)=3R, R,,解得9 3R B≥2m/2g 0_R2,解得1= g√尽，可知磁感应强度的大小不可能为 =120,根据几何关系有tan2=r 3 1 R2,根据qvB=m 2mg 3 ,qU=2mv,将“，”用 9√RD错误。 “r1”和“r2”替换可得，要使所有离子都能打到收 二、多项选择题 U 集屏上，加速电压的范围应控制 ≤U'≤3U,D 8.AD【解析】质子在D、D2运动过程中，洛伦兹 3 力与速度方向垂直，则洛伦兹力对质子不做功，根 正确。 据I=Ft可知其冲量不为零，A正确；为了使得每 次质子经过电场时都能被加速，则电场变化的周 期应等于粒子在磁场中做圆周运动的周期，B错 收 议：根据g0B=m定且T-2 v 屏 B,可得质子所 03 04 能就得的景大动能E=司m-2m 1 T2 ,C错 10.AC【解析】开关断开时，极板间的电压大小等 于电动势。由左手定则可知，正离子受洛伦兹 1 误；由于ngU。=2mua,则质子在电场中被加速 力向上，可知上极板电势高，A正确；根据电阻 的次教=”三， 定律可知发电机板间部分的等离子体等效内阻 2U。,每加速一次则质子在磁场中运 动丰个周扇，运动时间为（最后一次除外），质子 r一P证，接通电路，此时发电通道内电荷量为g 离子受力平衡有q0B=g二，解得E=BUd 加速至最大动能所用的时间t=(n一1)2 = E 由欧姆定律可得I=R十，该电流在发电通道内 (-)D玉 受到的安培力大小FA=BIa,要使等离子做匀速 9.ACD【解析】离子通过加速电场，由动能定理得 直线运动，所需推力F=△pXab=f十BIa,整 9一之n2,解得二人 2qU ，B2voaL ,可知离子进入圆形 理后解得△p= ab Rbl+pa ,B错误；两板间电 m 2qU 场强度E= U E 匀强磁场区城时的速度大小为√m ,A正确；离 ,配速u。=u1十w,其中u,=B 子经过静电分析器，电场力提供向心力可得qE= Ba,离子受到的洛伦兹力g01B=Eg,故离子以 mv2 2U ,解得圆孤形虚线处的电场强度大小E一只， 线速度2做匀速圆周运动和以v1做匀速直线 U B错误；离子最后垂直打在平行PQ放置且与PQ 运动的合运动。那么2=一U1=0,B2,做 等高的收集屏上，由几何知识可知r=R2,根据洛 U 伦兹力提供向心力有qB=m,,联立解得B马 白速圆周运动的半径R三2B=BC0。Ba),一 则h=2R=2m( U 1 2mU gB(on一Ba),C正确；当在h<a的 ,C正确；要让离子全部打在收集屏上， R2N q 情况下，即R<,即U>Rao。- B2a2 其临界状态的轨迹如图所示，设圆心分别为O3、 时，与极 2m O4,半径分别为r1、r2,由几何关系可知，O4恰为 板距离小于2R的粒子可以打到极板而形成电 ·11· YJ 真题密卷 单元过关检测 流，单位时间t内打到一块极板上的粒子数N= 【解析】(1)电子受到的洛伦兹力 2 Rbnvot,此时发电机的输出电流I=Ng F=evB (1分) 洛伦兹力提供向心力，有 2bmnvo( UY Ba) ,D错误。 F=mv2 R (1分) 三、非选择题 由几何关系可得，半径R=b 1.5。（e号 )2h+45π 解得v=eB6 (1分) m 【解析】(1)粒子运动的轨迹如图所示，设粒子从 (2)电子要击中D点，必定在xOy平面运动，洛 P1到P2的时间为t1,刚进入磁场时速度℃与x 伦兹力提供向心力，电子做圆周运动的半径为b, 轴正方向夹角为0，则有 电子做圆周运动的圆心一定在AD连线的中垂 2h=vot1 (1分) 线上，由几何关系可得AH=DH= 2b(1分) 可得∠AGH=∠DGH=60 tan0-心 (1分) 所以从A点出发的电子沿圆孤APD运动所需时 00 间最短，即从A点出发的电子的速度在xOy平面 解得v,=√3v0,0=60° 内垂直于AG向上，与AD成60°角。 (1分) 9发 0 D 最大距离d=R G 解得d=43 (1分) (3)电子在xOy平面以(2)中相同运动轨迹击中 D点，所以运动时间和(2)相同，有t=3T,电子 做圆周运动的周期 T-2rm eB (1分) 在之轴方向上，受到沿之轴负方向的电场力 (2)粒子在电场中运动的时间 F=eE (1分) 6=26 (1分) F 又a一m (1分) 粒子在磁场中运动速度 之方向运动时间与xOy平面运动时间相同，有 v=√+=2v0 (1分) 粒子在磁场中运动的时间 t=”X2 a 42R xE (1分) 30 解得0：一3B 解得2-43 即电子枪的电子发射速度大小 900 /π2E2,b2e2B2 01、N9B2 (1分) t=t1+tz 解得1=2h+43h (1分) 13.(1)mo ed 2d≤≤20 3πd 300 (3)5xd* 00 9v0 4 12.(1)eB6 (2)在xOy平面内与AD成60°角斜向 【解析】(1)电子在磁场中做匀速圆周运动，平行 于极板方向射出的粒子刚好垂直击中极板，由数 n2E2 b2e2B2 学知识可知，电子做匀速圆周运动的半径R=d x轴负方向(3)√9B+ m2 由洛伦兹力提供向心力，根据向心力公式 YJ ·12· ·物理· 参考答案及解析 evoB-m R 电子运动到右侧极板的时间 (1分) 联立解得B= mvo -号-月 (1分) ed (2)根据题意可知，电子做圆周运动的周期 即在t= 2时刻，电子恰好运动到右极板，同理可 T,=2mR_2πd 00 知，电子在T、3T 2~4时间内向下做匀速直线运动， 电子打到右侧极板运动时间最短的运动轨迹如 图甲所示，由几何关系可得，电子运动轨迹的圆 一T电子做匀速圆周运动，之后轨迹周期 心角为行，则最短时同 性重复，综上所述，电子经过区域的面积 s=2(受·霄，2+R- 40 (1分) 元 πd 典2xT3m0 (1分) mU 21(o号d 电子打到右侧极板运动时间最长的运动轨迹如 【解析】(1)要使离子能直线通过两极板，需在两 图乙所示，由几何关系可得，电子运动轨迹的圆 极板间施加一垂直于纸面的匀强磁场B1,根据 3π 心角为2，则最长时间 受力平衡可得 3π qUoB1=qE (1分) 2 3πd U (1分) 其中E= (1分) d xd 3πd 则时间t的范围为 3V0 ≤t∠ 2U0 (1分) 1 mU 1××××1 解得B1= a q (1分) A××××B (2)若撤去极板间磁场B1,对于能进入B2磁场 B 的带电离子，在偏转电场中，水平方向有 d=vot (1分) 、×× 竖直方向有 甲 1 y=- (1分) (3)根据题意可知，在0一 4内电子受电场力大小 ati,a= m 3 U。mw6 (1分) F.=2d.e- 2d (1分) 联立解得y=gd 3 方向水平向左，电子受洛伦兹力大小 则有 N 8d =1 N2 3 (1分) Fa=e.Vo mvs ·B= (1分) 2 2d 向水平向右，可知，电子在0一人内做竖直向 (3)若撤去极板间磁场B1,根据(2)分析可知，从 两极板正中央O点平行于极板射入的离子刚好 的匀速直线运动，在 TT 电子做匀速圆周运 从下极板边缘进入磁场B,中，设离子进入磁场 42 B2的速度大小为v,与水平方向的夹角为日，则 动，则有 有v= cos 0 (1分) e· ·B= 2 R 离子在磁场B2中做匀速圆周运动，由洛伦兹力 可得R- 提供向心力得 (1分) 2元R'_2πd_T qB2v-m r (1分) 周期为T2 02 mu mvo 可得r= qB2 qB2 cos 0 (1分) 2 ·13· YJ 真题密卷 单元过关检测 则离子在磁场B2中运动轨迹的弦长 √3(20+π) ×10-2m,0,0.02m (3分) 2mvo 3 s=2rcos 0= qB2 (1分) (3)粒子进入Ⅲ区时速度大小仍为v=2X104m/s, 由于1mU ≤B2 2 mU 方向与xOy平面平行、偏向y轴正方向且与x a q aa 轴正方向成0=60°，粒子在Ⅲ区匀速圆周运动过 可得行d6≤d 8 (1分) 程有 02 则落，点间的最大距离 quB2=m r2 (1分) 解得r2= 23 ×10-2m (1分) 3 15.(1)2×104m/s,方向与x轴正方向成60°角 Ⅲ区的宽度d=2r2sin0=0.02m (1分) （2(5(20+元x10°m0,0.02m (3)0.02m (4)粒子进入Ⅳ区时速度大小仍为o=2×10m/s, 3 方向与xOy平面平行，偏向y轴负方向且与x (4)0.03m4nπ×10-2m(n=1,2,3,…) 轴正方向成0=60°，粒子进入Ⅳ区后，受到沿y 【解析】(1)带电粒子在I区中做类平抛运动，根 轴负方向的电场力，将速度分解为水平向右的分 据动能定理有 速度1，使带电粒子受到竖直向上的洛伦兹力与 qEA=2mo-2mod (1分) 电场力平衡，即 解得v=2X104m/s (1分) quB:-E2q 解得v1=v (1分) 设速度方向与x轴正方向夹角为日，则 cos0=0=1X101 由运动的合成分解得另一分速度大小为2=℃， =2×10=2 方向与y轴负方向夹角为30°偏向x轴负方向 即0=60° (1分) 带电粒子以2在竖直平面内做匀速圆周运动有 (2)粒子进入Ⅱ区后，粒子速度方向与磁场方向 v qv2B:=m 不垂直，所以粒子做螺旋线运动，一边沿x轴正 r3 解得r3=0.02m (1分) 方向以速度。做匀速直线运动，一边在垂直于x 带电粒子在V区运动时距xOz平面的最大距离 轴的平面内以速度vsin0做匀速圆周运动，根据 洛伦兹力提供向心力，有 △y=r3(1+sin30)=0.03m (1分) 2πm q·vsin0·B1=m (vsin 0)2 T2= =2πX10-6s (1分) gB3 解得r1=0.01m 带电粒子在Ⅳ区运动时沿y轴正方向穿过xO2 粒子进入Ⅱ区后转过半周第二次穿过xOz平面， 平面时的时间 所经历的时间 a=号rtan （1分) =0。-源x0*。 (1分) 在此过程中沿x轴正方向运动的距离 粒子第二次穿过xOz平面时的x坐标 =7+a=0.025m+(号+)×4x× an60+w1=3(20+x) 2h ×10-2m 10-8m(n=0,1,2,3,…) (1分) 3 带电粒子在N区运动时沿一y方向穿过xO2平 y坐标为0 面时的时间△t=nT 之坐标为之=2r1=0.02m 在此过程中沿x轴正方向运动的距离 即粒子第二次穿过xO2平面时的坐标为 x3=v△t=4nπX10-2m(n=1,2,3,…)。(1分) YJ ·14·每一停坚持，都是成功的积累；每一滴汗水，都是梦想的流灌 2025一2026学年度单元过关检测（十三） E,磁分析器中匀强磁场的磁感应强度为B。,在底片上留下的痕迹点到狭缝S的距离为 班级 [,忽路带电粒子的重力及相互间作用力。下列说法正确的是 () 卺题 物理·带电粒子在组合场、 加速地场 复合场中的运动 姓名 本试卷总分100分，考试时间75分钟。 速度选择 得分 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有 分析器 一项是符合题目要求的。 题号 2 2 A,粒子带负电 答案 1.速度选择器简化模型如图所示，两极板P、Q之间的距离为d,极板间所加电压为U,两 R.速度选择器中匀强磁场的磁感应强度为 极板间有一方向垂直纸面向里的匀强磁场。一质子以速度。从左侧沿两板中心线进 入板间区域，恰好沿直线运动，不计质子重力。下列说法正确的是 () C.带电粒子的比荷？= mB。 D,加速电场的极板间电势差U=B 4 4.将某霍尔元件接入如图所示的电路，条形磁铁的N极靠近霍尔元件时，二极管发光。霍 关米米×米米苦 尔元件的长宽高如图所示，霍尔元件单位体积中有n个截流子，每个载流子所带电荷量 o 大小为9，载流子定向移动的速率为v,稳定时前后两个面的电压为U,流过滑动变阻器 A.P极板接电源的负极 的电流为I。下列说法正确的是 () B,匀强磁场的磁感应强度大小为和 U C.若仅将质子换成电子，则不能沿直线运动 D.若质子以速度。从右侧沿中心线射人，仍能做匀速直线运动 发光二极管 2.如图，在一1≤x≤2、0≤y≤2区域内有垂直于xO少y平面内的匀强磁场和平行于x轴的匀 强电场，x轴和y轴所表示的单位长度相同。一不计重力的带电粒子每次均从坐标原点 O以一定的速度沿y轴正方向射入。若电场、磁场均存在，粒子恰好沿直线运动：若仅撒 去磁场，粒子将从点(2,2)射出；若仅撤去电场，粒子将 (） A.霍尔元件中载流子带正电 且霜尔元件处的磁感应强度大小为96 C.将磁铁继续靠近霍尔元件，二极管变亮 D.将滑动变阻器的滑片适当向左滑，二极管变亮 12 5.如图所示，粒子源不断地产生氢的三种同位素原子核(1H、?H和H),三种粒子飘人（初 A.从点（一1,2）射出 B.从点（一1,1）射出 速度可忽略不计)电压为U1的加速电场，经加速后从小孔沿平行金属板c、d的中心线 C.从点（一1,0）射出 D.从点(-0.5,0)射出 射人偏转电场。©d两板间的电压为U:,在偏转电场的右侧存在范围足够大的有界匀强 3.如图所示为质谱仪原理示意图，带电粒子从小孔O“飘入”加速电场（初速度忽略不计）， 磁场，磁场左边界PQ与c板右端重合，磁场方向垂直纸面向里。三种粒子通过偏转电 经加速后以速度。从小孔O进入速度选择器并恰好沿直线通过，粒子从小孔S进人磁 场后从PQ进人磁场，之后又从PQ边界射出磁场，平行金属板c、d的中轴线与PQ边 分析器后做匀速圆周运动打在照相底片上。已知速度选择器中匀强电场的电场强度为 界交于O点。整个装置处于真空中，加速电场与偏转电场均视为匀强电场，不计粒子重 单元过关检测（十三）物理第1页（共8页） 真题密卷 单元过关检测（十三】物理第2页（共8页） YJ 力及粒子间的相互作用力。下列说法错误的是 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多 P:XXXXXX 项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 题号 8 9 10 答案 XXXXXX 8.2024年12月，我国中科离子240MeV超导质子回旋加速器研发成功并稳定运行，这一 ××××X× 成果将在医学治疗和科学研究中得到广泛应用。其原理如图所示，D1和D:是两个半 0×××××× 径为R的中空半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，两金属盒接在电压为U。 A.H、H和H三种粒子从同一位置射人磁场 周期为T的交流电源上。一质量为m、电荷量为q的质子从D:圆心A处飘入两盒之 B.1H、H和H三种粒子从同一位置射出磁场 间的狭缝，质子在狭缝中被电场加速，当其被加速至动能最大后，从回旋加速器中射出， C.{H、H和H三种粒子射出磁场时速度方向相同 忽略质子在电场中的运动时间。下列说法中正确的是 () D.仅增大U:,则1H射人磁场的位置和射出磁场的位置之间的距离不变 6.如图所示，在两个边长均为2L的正三角形区域内存在垂直纸面向外，磁感应强度大小为 B的匀强磁场，左右两侧有平行于MN、PQ的匀强电场（电场强度大小未知）。质量为m、 电荷量为十g的带正电粒子（不计重力），由电场中a1点由静止释放，恰好从OM边的中点 进人磁场区域。已知经过下方磁场区域后，粒子能从OP的中点进人左侧电场，最终能从 A.质子在D1、D2运动过程中，洛伦兹力对质子不做功，其神量不为零 PQ上某点沿垂直PQ边界方向射出磁场区域，则下列说法正确的是 () B.电场变化的周期是粒子在磁场中做圆周运动周期的两倍 C,质子所能获得的最大动能为mTR 质千加泡至动能最大所用的时同为（视一） 9.现代科学研究中，经常用磁场和电场约束带电粒子 人电场强度大小为 的运动轨迹，某次一粒子源于A处不断释放质量为 m、带电量为十q的离子，离子静止释放，经电压为U …B B.从a1到OM中点的距离为L 的电场加速后，沿半径为R1的圆弧形虚线通过均 C.从释放到从PQ边界出磁场，粒子运动的时间为 匀辐射的电场，从P点沿直径PQ方向进入半径为 加速电场 R:的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向 D.带电粒子在磁场中运动时的速度大小为， 外，最后垂直打在平行PQ放置且与PQ等高的收 辐射电场 7.如图所示，一半径为R的光滑绝缘半球面开口向下，固定在水平面上。整个空间存在磁 集屏上，收集屏到PQ的距离为3R:,不计离子重 感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q(g>0)的小球 力，下列说法正确的是 ( P在球面上做水平的匀速圆周运动，圆心为O。球心O到该圆周上任一点的连线与竖 A.离子进人圆形匀强磁场区域时的速度大小为 2gU 直方向的夹角0=60°。重力加速度为g,以下说法正确的是 () m A.俯视看小球沿顺时针方向运转 U B,圆弧形虚线处的电场强度大小为 且球面对小球的弹力大小为2， 3 mg ,12m C.小球的速率越大，则小球受到的洛伦兹力越大 0 C.磁感应强度大小为反q D.离子运动轨迹不变，改变加速电压和对应虚线处辐射电场大小，使所有离子都能打到 D,磁感应强度的大小可能为B=m尽 U 9R 收集屏上，加速电压的范围应控制在？~3U之间 YJ 单元过关检测（十三）物理第3页（共8页） 真题密卷 单元过关检测（十三）物理第4页（共8页） 10.如图所示是磁流体发电机的简易模型图，其发电通道是一一个长方体空腔，长、高、宽分 12.(9分)如图所示，在直角坐标系Oxy%内存在着磁感应强度大小为B,方向沿x轴负 别为l,α、b,前后两个侧面是绝缘体，上，下两个侧面是导体电极，这两个电极通过开关 方向的匀强磁场。位于(b,0,0)的A点处有一电子枪，当电子枪沿x轴负方向射击 与阻值为R的电阻连成闭合电路，整个发电通道处于垂直纸面向里，磁感应强度的大 时，射出的电子恰好沿y轴正方向击中位于(0，b,0)的C点。已知电子的质量为m、电 小为B的匀强磁场中。如果等离子源以速度。发射质量均为m、电荷量大小均为g 荷量为一e。 的等离子粒子，沿着与板面平行的方向射入两板间，单位体积内正负离子的个数均为 (1)求电子枪射出电子的速度大小。 ”。忽略等离子体的重力、相互作用力及其他因素。下列说法正确的是 () (2)为了在最短的时间内击中位于D(0,2b,0),A处电子枪应向什么方向射击？ (3)接(2)问，若整个空间多了一个沿x轴正方向的电场强度为E的匀强电场，如果A 处电子枪射出的电子在xOy平面以(2)中相同运动轨迹击中D点，则A处电子枪 的电子发射速度大小应调整为多少？ 等离体流动方向 A.开关断开的情况下，稳定后上极板电势高于下极板 B.设等离子体的电阻率为，没有接通电路时，等高子体受到的阻力为∫，则接通电路 后，为了维持速度不变在通道两侧所加的压强差△p=)十R十心 C,开关闭合时，若正离子在通道中的运动轨迹如图中虚线所示（负离子与之类似），设 此时两极板电压为U,图中轨迹的最高点和最低点的高度差A-2m(Bau,一UD 13.(9分)如图甲所示，为足够长的平行金属板M、N,距离为2d,板间有垂直纸面向里的 B2ag 匀强磁场，两板间中心有一电子源O。1=0时刻，以速度。向各个方向发射电子，平 D.图中轨迹的最高点和最低点的高度差为h,在h<a的情况下，通过电阻的电流 行于极板方向射出的粒子刚好垂直击中极板，电子质量为m,电荷量为一，仅考虑纸 1-88R 平面内运动的电子。 (1)求碳感应强度大小B。 三、非选择题：本题共5小题，共54分，考生根据要求作答。 (2)经过时间t后电子打到右侧极板，求时间t的范围。 11,(7分)如图所示，在y>0的空间中存在沿y轴负方向的匀强电场：在第四象限的空间 中，存在匀强磁场，磁场方向垂直xOy平面（纸面）向外。有一带正电的粒子，经过y (3)若电子源在0一了内有电子以速度受平行于极板向上射出，且在两板间加如图乙所 轴上y=3h处的点P1时速率为。、方向沿x轴正方向，后经过x轴上x=2h处的 示电压，U。=m P:点进人磁场，偏转后垂直于y轴从D点（图中未画出）离开磁场，电场强度E和磁感 、T一4r心，求电子经过区域的面积S。 应强度B均未知，不计粒子重力及阻力。求： M 4 (1)粒子在磁场运动过程中离y轴的最大距离d； (2)粒子从P,到D的总时间。 单元过关检测（十三）物理第5页（共8页） 真题密卷 单元过关检测（十三）物理第6页（共8页） 14.(13分)东方超环(EAST),俗称“人造小太阳”，是中国科学院自主研制的磁约束核聚 15.(16分)如图所示，以O为坐标原点建立Oxy坐标系，x轴正方向水平向右，y轴 变实验装置。高速粒子束（包含带电离子和中性粒子）中的带电离子对实验装置有很 正方向竖直向上，x轴正方向垂直纸面向外（图中未画出），沿x轴正方向从左到 大的肢坏作用，因此需要利用“偏转系统”将带电离子从粒子束剥离出来。“偏转系统” 右依次存在四个区城，区域之间的边界均平行于yOz平面。I区存在沿y轴负方 的原理简图如图所示，混合粒子中的中性粒子继续沿原方向运动，被接收器接收：而带 向的匀强电场，电场强度大小E,=15N/C:Ⅱ区存在沿x轴正方向的匀强磁场， 电离子一部分打到下极板被吸收（极板边缘不吸收离子），剩下的进入磁场发生偏转被 磁感应强度大小B,一√3×10一T:Ⅲ区存在沿￥轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大 吞噬板吞壁。已知离子带正电，电荷量为q,质量为m,两极板间电压为U,间距为子， 小B。=√3102T:W区存在沿y轴负方向的匀强电场和沿x轴负方向的匀强磁场，电 场强度大小E=200N/C,磁感应强度大小B3=0.01T,N区足够宽。I区右边界与x轴 极板长度为d。均匀分布的高速粒子束宽度为子d,以平行于极板的初速度。 的交点为O1y轴上的A点到0点的距离h=0.1m。一个比荷号=1X10C/kg的带 、吧全部进人两极板间，离子和中性粒子的重力可忽略不计，不考虑混合粒子间的 电粒子从A点以速度o=1×10m/s、沿x轴正方向射入I区，经O1点进入Ⅱ区时第一 次穿过O:平面，进人Ⅲ区时恰好第二次穿过xOx平面，进人W区时恰好第三次穿过 相互作用，sin37°=0.6，co537°=0.8。 xOz平面，之后在N区内继续运动。不计粒子所受重力。求： (1)要使离子能直线通过两极板，则需在两极板间施加一垂直于纸面的匀强磁场B,求 (1)带电粒子进人Ⅱ区时的速度： B1的大小。 (2)带电粒子第二次穿过xOx平面时的位置坐标： (2)若撤去极板间磁场B1,能进人B2磁场的带电离子数为N:,打在下极板离子数为 (3)Ⅲ区的宽度d； N球 (4)带电粒子在N区运动时距xOz平面的最大距离和每次穿过xOx平面时距V区左 边界的距离。 3)若数去极板间酸场BB,边界足够大，取值范围为。≤B:≤。。从两 B 极板正中央O点平行于极板射人的离子经偏转后均落在吞噬板上被吞墓，求落点 间的最大距离△x。 接 0× d B YJ 单元过关检测（十三）物理第7页（共8页） 真题密卷 单元过关检测（十三）物理第8页（共8页）