专题卷(9)带电粒子在组合场、复合场中的运动-【鱼跃龙门卷】2026年高三物理二轮复习专题金卷（安徽专版）

高三二轮复习专题卷 则其在B,区城运动的时间为1=子T-吧 gB' 在B。区域运动的时间为2子T=不m 3gB 放总时间为1=十-霜-警×10。 15x10-g4X10ms(2)(8+x10s (3)8×103m/s 【解析】(1)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力 卫，0=2，解得带电粒子在磁场中运 提供向心力有qB=m,,0=T 动的周期为T=5π×10-8s。 当带电粒子以某一速度射入磁场时，粒子的 运动轨迹恰好与外圆相切，此时粒子的速度2 为不能穿越磁场外边界的最大速度，如图甲· 所示， 根据几何关系有R十r=(R2一ro)2,解得 匆 ro=1 m, 洛伦兹力提供带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力， 有g,B=m,解得6=4X10'm/s。 (2)带电粒子以速度v。射人磁场中时，根据几何关系有tan0 ro3 R-号，解得0=吾 故其运动轨迹如图乙所示， 带电粒子在碳场中运动的圆心角为誓，在磁 4π 场中运动的时间为=3X云， 带电粒子在磁场外做匀速直线运动，所用 的时间为2=3×2R 00 带电粒子从某点进入磁场到其第一次回到该点所需要的时间 t=t1十t2, 5 期得：=（色+×107 (3)要使束缚效果最好，如图丙所示，粒子在 内圆区域内运动时，轨迹圆心为O1,在环形 区域内运动时，轨迹圆心为O2,设粒子在两 区域内运动的半径分别为r1、r2,因为B= 2B,所以=2， 根据几何关系有2r1cos0=R1,OO1=r1, O02=R2-r2,0102=r2一r1=r1,则三角形00102为等腰 三角形，∠001O2=20,所以2r1sin9=R2-r2, 解得，=2m,则0=9B:=8X10m/5. 6 m 物理（九） 1.D2.B 3.A【解析】粒子打在底片上相距为△L的两点，△L为粒子做匀 速圆周运动的直径的差值，在加速电场中，根据动能定理得 qU=?m心，粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提 12Um,故△L= 供向心力得gB=mR,联立解得R=B√g 2/20m-2/20m=名/ B q B q B q (√m-√m2),从表达式 可以看出，为使△L的数值大一些，可以通过减小B和增大U 进行，故选A。 C【解析】设核子的质量为m,带电 荷量为q,偏转电场对应的极板长为 L,板间距离为d,板间电场强度为E, 上又- 进入偏转电场的速度为，进人磁场 的速度为，在偏转电场的侧移量为 y,速度偏转角为0。核子在加速电场 运动过程，由动能定理得gU1= 1 mw6,核子在偏转电场做类平抛运 动，将运动沿极板方向和垂直极板方向分解，沿极板方向做匀 速直线运动，则有L=。t,垂直极板方向做匀加速直线运动，则 有y2a0,at,由牛顿第二定律得a二-，联立解 U2L 得y一，d》速度偏转角的正切值为1an0二品-光之，可见 核子在偏转电场的侧移量y与速度偏转角0均与核子的质量和 带电荷量无关，故三种核子进入磁场的位置和速度方向均相 同。进入蓝场的速度。一核子在匀强磁畅只受洛伦兹力 而做匀速圆周运动，轨迹如图所示，由牛顿第二定律得Bv= m二，由几何关系可得，射人蓝场的点和射出磁场的点间距： s0,联立解得sg=√。，对于氕 氚H三种核子电荷量相等，质量越大，两点间的距离越大， 氚iH的最大，C正确。 A【解析】带电粒子在竖直平面内做匀速圆周运动，重力与电 场力平衡，电场力方向竖直向上，与电场方向相反，则粒子带负 电，令电荷量大小为9，则有m8=E,解得电荷量9一管，故A 正确；粒子做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，粒子带负电，根 据左手定则可判断粒子沿顺时针方向运动，故B错误；结合上 述可知，电场力方向竖直向上，粒子运动到最低点，电场力做负 功最多，则粒子运动到最低点时的电势能最高，故C错误；粒子 做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有gB=mR,结合上 述有g=受解得-B,故D错误。 D【解析】电流的方向水平向右，磁场的方向竖直向下，由左手 定则可知该霍尔元件输出脉冲电压信号是通过前后两表面输 U 出的。根据gB=g,解得U=Ba,因此电压与该霍尔元件 的长度c无关，故A、B错误。由题可知行车电脑是通过记录脉 冲次数并结合车辆参数来计算行驶里程。因此行车电脑最终 计算出的里程，与车轮直径和脉冲电压频率都有关系，故C错 ·10 误。由I=S0和U=Ba可得U=BLe,因此将恒定电流I 的粒子数占比将增大，故D正确。 ngS 10.AC【解析】根据左手定则，带正电的离子向下偏转，b板带正 增大为原来的两倍，则每次产生的脉冲电压峰值也会增大为原 电，电势高，故A正确；磁流体发电机稳定发电时，离子在电场 来的两倍，故D正确。 C【解析】假设微粒沿OA做匀变速运动，则Bgw 力和洛伦旅力作用下微匀速运动，则B=9号，可得电动势 垂直OA方向上合力一定为零，由于F蒂= 10 为E=Bdv,电动机正常工作时的电压为路端电压，为U=E Bqv与OA垂直，随着微粒速度变化，F格变 Ir<E=Bdo,故B错误；两板间的等离子体的电阻为r 化，则垂直OA方向上不能保持平衡，故微 粒一定做匀速直线运动，B错误；假设微粒带 mg PS,电动机正常工作时的机械功率为P=IE-I?(R十r)= d 正电，微粒受垂直速度斜向下的洛伦兹力、竖直向下的重力与水 平向左的静电力，三力无法平衡，因此该微粒带负电，A错误；微 IBdo-户(R+p号），故C正确；电动机正常工作时板间带正 粒受力分析如图所示，根据平衡条件得qE=mg tan0,mg= 电的离子受到的电场力方向与速度方向不共线，受到的电场力 Bq0Cos9,解得该磁场的磁感应强度大小为B=ms 90cos日，电场的 功率不可能为qBv2,故D错误。 *AB【解析】图(a)中，粒子在电场中的运动过程由动能定理得 电场强度大小为E=mg tan0, C正确，D错误。 Ed二2mw2,在磁场中有90B=m8,由题意知运动的半径 D12 A【解析】流量Q=Su=x之)"，又因为稳定后离子所受电 R=d,解得E=Bq延，故A正确；图(a)中，粒子在电场中的运动 2m 场力等于洛伦兹力，达到平衡时，电势差稳定，即qB=qE,E= ,解得U=BD,U的大小与离子浓度无关，所以流量Q U 时间一兰器在毯扬中的运动时公一片·留-品粒 n 4B,解得B=DU πDUU 4Q,故A正确，C,D错误；磁场方向竖直向 子运动的总时间1=，十，=十4m,故B正确：图(b)中粒子 2gB 下，由左手定则，污水中的正离子聚集到a端，负离子聚集到c 在M点释放瞬间，可视为粒子具有一个水平向右的初速度。及 端，a侧电势比c侧电势高，B错误。 B【解析】由于电场力与重力合力处于竖直方向，磁场方向处于 水平向左的柯速度，并且满足B,=B,可得，-台，所以 竖直方向，在竖直方向的分速度不会产生洛伦兹力，水平方向的 粒子释放后在电磁场的复合场中的运动可视为水平向右的匀速 分速度受到洛伦兹力影响；将小球的运动分解为以初速度。的 直线运动与竖直平面内的匀速圆周运动的合运动，并不是往返 水平面内的匀速圆周运动和竖直方向初速度为0的匀加速直线 运动：对于水平面内匀速圆周运动有如，B=m,解得轨道半 运动，则有Bg。=,可得粒子做圆周运动的半径=号，则 粒子离上边界的最大距离为d,故C,D错误。 径为r=1m,周期为T=2 =πs,则小球从水平抛出到经过O 11.(1)8×10-3N(2)/21m/s 点所用时间满足t=nT=nπs(n=1,2,3,…)。小球从水平抛出 【解析】(1)设小球在最高点的速度为v,则小球在最高点所 到经过0点，竖直方向有五-之，可得小球经过0点时的竖直 受洛伦兹力为F=qB,方向竖直向上；由于小球恰好能通过 最高点，故小球在最高点由洛伦兹力和重力共同提供向心力， 分速度为，-华-点m6=1,23,当x=1时，竖直分 2 即mg-F=mR,两式联立得v=1m/s,F=8X103N. 速度有最大值。小球经过O点时的动能有最大值，则有Em= (2)由于无摩擦力，且洛伦兹力不做功，所以小球在运动过程中 3m2-7m(o6+a)=2×0.1x(2+)J≈0.28J. 1 机械能守恒，由机械能守恒定律可得2m=mg·2R十 AD【解析】如图所示，由几何关系，得cosa 1 a=R-L1 R 解得a=子又=a=行， -1月 mu,解得=V2im/s。 放外周孤面AB上有)一2-台的粒了 12.0,垂直纸面向里公吧 (3)45:13 gL 【解析】(1)根据左手定则，可以判断磁场方向垂直纸面向里； 能打在收集板MN上，故A正确，B错误；粒 1 设正离子在磁场中运动的半径为r,有gB一m口，依题意 子加速过程U西=2mw,在磁场中goB。= mR,解得外圆弧面AB与内圆孤面CD的电势差为U= E,=4C=之gL每得7=L,B-。 gL 2gBL,故C错误；若增大外圆弧面AB与内圆弧面CD的电 (2)设离子恰好从D点离开电场时对应的电场强度为E,则有 势差，进入磁场的速度增大，则粒子在磁场中的半径增大，由 cosa=R。上，得a变小，再由)=二e,可知打在收集板MN R π gE=ma,解得E=mo gL ·物理W· 半导体 D 0 0 正离子生成器A) (3)依题意，原来离子在磁场中转过的圆心角0=90°，磁感应强 度加倍后，运动的半径为？=L,离子在磁场中转过的圆心 角仍为0=90°，离子将从AO中点F经过分界线，即AF= AC. 结合类平抛的知识可知，D点速度的反向延长线交于对应匀 速方向位移的中点，再根据三角形相似可得，调整前vD=√5v, 满整后。=义B一合m心2，可得E:·以=行：13， 13.1器 e器+ B2 (n=1,2,3,…) 【解析】（1)粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力得 9voB=mvi 根据题意可得号=k,解得轨道半径为r一B· Vo (2)粒子在垂直于x轴的平面内做匀速圆周运动，在x轴方向 上做匀加速运动。若粒子在垂直于x轴的平面内转过奇数个 半圈，此时打到探测屏上的位置距离P点最远；根据几何关系 释D--常 (3)垂直于x轴的平面内，粒子在磁场中运动的周期T=2” 则粒子回到x轴时间为t=nT=n ga=123 沿x轴方向粒子的速度1=at, 沿x轴方向，根据牛顿第二定律有qE=ma, 粒子到达P点时的速度大小v=√后十， 联立解得=√6+切 B2 -(n=1,2,3,…)。 (2)2u。 3能贸 00 【解析】(1)粒子在电场中沿x轴做匀速直线运动，W3d=vot, 沿y轴做匀加速直线运动，名d=7aa-光， 3 1 m 联立求得9-好 m Ed (2)沿y轴做匀加速直线运动，v,=at=√3vo, 进入磁场中粒子的运动轨迹如图所示， y· .60 3d 在B点速度与x轴正方向的夹角满足tan0==5,即 00 0=60°， 则进入磁场时的速率o=2。, 由几何关系可得sin60°= R,又qg0B=mw2 R 解得B=E Uo (3)甲、乙两粒子在C点发生弹性碰撞，设碰后速度分别为1、v2, 由弹性碰撞可得m=m0,十22， m 方m=名a+宁×受，解得=号，=号 1 2 8 两粒子碰后在磁场中运动，31B=,,32B=m0, 2r2 求得r1=r2=2d,半径相同，可以再次相遇，两粒子在磁场中 二直做轨迹相同的匀速圆周运动，周期分别为了三 不调 两粒子碰后再次相遇需满足气△1一云△1=2x,解得再么 遇的时间△1=B9· 2πm (1)大小为B,方向沿之轴正方向(2) 2gl (3)大小为 1√o2B2+4m 9g严，方向在0：平面内与y轴正方向夹角为0 斜向上，其中0满足tan0=3qB 2mv 【解析】(1)由左手定则可知，带电粒子所受洛伦兹力沿之轴负 方向，则由平衡条件可知，电场力沿之轴正方向，即电场强度 沿之轴正方向，且有qE一qB=0,解得E=B,方向沿x轴正 方问。 (2)粒子运动的轨迹如图甲所示， 由几何关系有r2=(r-)2+(5)2, 解得粒子运动的半径为r=2l, 由牛顿第二定律有gB'=m,, v 解得B-0 2 qE E 甲 (3)由题意，电场力的一个分力沿之轴正方向平衡洛伦兹力，另 一个分力沿y轴正方向提供类平抛运动的加速度，如图乙所 示，则由平衡条件有qE1=qB, 由平抛运动规律有51=t,1=2a,,其中2，- 1 解得E1=B,E2= 2mv2 3gl, 11 参考答案及解析 则合电场强度为E=√E+E-√FB+ 容减小，容抗增大，使得通过灯泡L,的电流减小，所以灯泡L 9g22,方向在 变暗，故B错误；若抽掉电感线圈L内部的铁芯，感抗减小，使 yOz平面内与y轴正方向夹角为0斜向上，其中0满足tan0 得通过灯泡L2的电流增大，所以灯泡L2变亮，故C错误：若增 E13qlB 大照射在光敏电阻R上的光强，光敏电阻的阻值减小，通过L E2 2mv 的电流变大，L3变亮，故D错误。 8.C【解析】副线圈反向接，当铁芯在中央时上下方两个次级线 物理（十） 圈的磁通量相同，此时次级线圈整体电压为零。即铁芯移动时 A【解析】单块电池充满电后储存的电能是E1=UIt=U1q1= 会因铁芯的移动导致的磁通量的变化产生感应电动势。铁芯 3.2X200W·h=640W·h,整车充满电后储存的电能是E= 上移时，它会使得上方的次级线圈中的磁通量增多，下方的次 120E,=76800W·h=76.8kW·h,故B错误；该车充满电后 级线圈中的磁通量减小。由于次级线圈是沿相反方向串联的， E 所以上方的次级线圈产生的感应电动势会与下方的次级线圈 续航里程是s=13kW·h×100km≈591km,故C错误；由题 产生的感应电动势方向相反。所以，电压表示数为两个次级线 意可知E=UIt,其中7=80%，U=600V,t=1h,解得I= 圈产生电动势有效值之差，故A错误。铁芯下移，t1~t2时间 160A,故A正确；单块电池充满电后储存的电荷量是q1= 内，原线圈的电流减小，根据楞次定律可得，c端电势低于d端 200A·h=200×3600C=7.2×10C,故D错误。 电势，故B错误。当铁芯从中央位置开始移动量越大时，它改 B【解析】设正方形边长为L,材料电阻率为ρ，则电阻R= 变穿过次级线圈的磁通量也越多，从而导致次级线圈中产生的 L PS=P五=p方，可知电阻与h成反比，由于R1的厚度h1小 感应电动势也越大，所以可以通过电压表示数关系判断铁芯移 动距离的大小关系，故C正确。两个次级线圈反向接，当铁芯 于R2的厚度h2,可知R>R2,故A错误；由于二者并联，电压 在中央时上下方次级线圈的磁通量相同，电压表示数一直为 U2 相同，根据P=R,可知电阻大的功率小，故R,的功率小于R。 零，故D错误。 ￥B【解析】将R1、R?、E视为一个等效电 的功率，故B正确；若R1、R2沿竖直方向接入电路，则电阻 源(E1、x1),如图虚线框所示，由闭合电路 R,=p专=P合，可知电阻会发生改变，放C错误若RR,的 E 欧姆定律有I一，十R,十R,R增大时，I (A 厚度变化，结合A选项可知，其电阻发生变化，故D错误。 减小，电流表A示数减小，故A错误；电压 B 4.D 表V1的示数为电源E的路端电压，R增 D【解析】若R,断路，则原来与之并联的L两端电压变大， 大时，外电阻增大，干路电流减小，由闭合 电路中总电阻变大，总电流变小，则与L2和R3并联这部分所 E.r 电路欧姆定律有U1=E一Ir,可知电压表 分的电压变小，故L1变亮，L2变暗，电流表的示数变小，故A V,示数增大；由于电流表的示数减小，即流过R。的电流减小， 错误；若R2断路，则整个电路断路，则L1、L2均不亮，电流表无 所以R2两端的电压减小，即V2示数减小，故B正确；将除R外 示数，故B错误；若R?短路，电路中的总电阻减小，总电流增 的其余部分视为等效电源(E2、r2),则有U3=E2一Ir2,所以 大，L,部分电路分得的电压增大，L,消耗的功率增大，L1变亮 电流表以及L2所在的并联支路电压减小，则电流表读数减小， △U3 △I _,+R:)R+R,而不是R,故C错误；R消耗的功 =T2=,+R1十Rg L2支路电流变大，可知L2变亮，电流表读数变小，故C错误；若 率即等效电源(E、r)的输出功率，即PR=IR=R十+T,) ER R4短路，电路中的总电阻减小，总电流增大，L1部分电路分得 的电压增大，L消耗的功率增大，L变亮，又因为R2两端电压 变大，则L2和R?两端电压及与之并联的支路电压均减小，则 E (R-r2)2 一，可知，R从0逐渐增大到r2过程中，PR逐渐增 流过L2的电流减小，流过电流表的电流增大，则L2变暗，电流 R +4r2 表的示数变大，故D正确。 大；R=r2时，PR最大；R继续增大，PR减小，故D错误。 D【解析】图甲中U-I图线中纵截距表示电，0Y 9.AD 10.AD 源电动势，即E=1.50V,电源电动势不随电流1.5只 ACD【解析】低速转轴转速为，由升速齿轮箱可知发电机线 变化而变化，A错误，U1图线中斜率的绝对值1.0中 0.5 圈转速为kn,所以用户端的交变电流的频率为kn(Hz),故A正 表示电源的内阻，即，=15.0Q= 0.3 32, 0.20.40.60.81A 确；根据理想变压器原、副线圈功率相同，U1I,=U2I2,因所有灯 B错误；由图乙可知，小灯泡为非线性元件，其割线表示电阻，C 泡相同且正常发光，所以I2=mI1,根据理想变压器的原、副线圈 错误；将电源和小灯泡组成闭合回路，U-I图线的交点即为路端 电压与匝数关系知元：=司，=士=咒，故B错误；根据条件可知 电压和电流，电源短路电流为1粒= E =0.92,如图所示，小灯 r U2=U,所以发电线圈的电动势有效值为E=(m十1)U,则发电 泡的功率为P=UI=0.5V×0.6A=0.3W,D正确。 线圈的电动势最大值为Emx=√2E=√2(m十1)U,且Emx= A【解析】若增大线圈转动角速度ω，根据w=2πf知交流电 NBSw=NBS×2πkn,求得发电机线圈的面积为S= 的频率增大，电容器容抗减小，电感器感抗增大，使得通过灯泡 L1的电流比L2的大，所以灯泡L,将比L2更亮，故A正确；若 反(m十1)儿，故C正确；理想变压器输入功率与输出功率相等， 2πknNB R2 U 电容器C两极板间的距离，根据C知，电容器的电 (E-U2_,整理得到R、E-UU 所以P人=P出U1RAR22025一2026学年度高三二轮复习专题卷（九） 物理·带电粒子在组合场、复合场中的运动 (考试时间75分钟，满分100分) 一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。每小题只有一个选项符合题目要求。带 题目为能力提升题，分值不计入总分。 1.如图所示，两极板间存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场，一束粒子流 以速度从左侧水平射入，为使粒子流经过极板中间区域时不发生偏转，需将极板两极M、N 与电源正、负极相连，使得极板间同时存在匀强电场，电场强度大小为E。不计粒子的重力及 粒子间的相互作用，下列说法中正确的是 A.E=B,粒子带正电时，N接电源正极 9 M 7 BE吕粒子带负电时M接电源正极 o N C.E=Bv,不论粒子带何种电荷，M都接电源正极 D.E=Bv,不论粒子带何种电荷，V都接电源正极 2.圆心为O、半径为R的圆形区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场， 半径OA竖直，MN与OA平行，且与圆形磁场边界相切于C点，在MN的右侧有范围足够大 的匀强电场，电场强度大小为E,方向水平向左。在A点有一粒子源，可以沿AO方向射出质 量为的带电粒子，当粒子初速度为v。时刚好能从C点第一次射出磁场，不计粒子重力和粒 子间的相互作用，下列说法正确的是 A.粒子带负电 M B.粒子的电荷量为 B E BR C.初速度为，的粒子在磁场中运动的总时间为 2v0 A BR D.初速度为v。的粒子在电场中运动的总时间为 E 3.暨南大学相关团队成功开发智能质谱机器人，该机器人集成了多种技 术，用于在放射性环境中远程控制复杂样品的化学分析。在实验中发 S2 现了氖22和氖20两种同位素粒子（两种粒子电荷量相同、质量不同）， D···· S3 从A容器下方小孔S,飘入电压为U的加速电场，初速度为0，从小孔 …球B。· S2出加速电场，再从小孔S3进入磁感应强度大小为B的匀强磁场，分 别打在底片上相距为△L的两点。为便于观测，△L的数值大一些为宜。以下措施正确的是 A.减小磁感应强度B的大小 B.减小加速电场的电压U C.增大S1、S2间的距离 D.增大S2、S3间的距离 物理W·专题卷（九）第1页（共8页） 鱼跃龙 4.如图所示，氕H、氘H、氚H三种核子分别从静止开始经过同一加速电 压U(图中未画出)加速，再经过同一偏转电压U2偏转后进入垂直于纸 B 面向里的有界匀强磁场，氕H的运动轨迹如图所示。则氕H、氘H、 氚H三种核子射入磁场的点和射出磁场的点间距最大的是 A.氕H B.氘H C.氚H D.无法判定 5.如图所示，在匀强电场和匀强磁场共存的区域内，电场的电场强度为E,方向竖直向下，磁场 的磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里。一质量为m的带电粒子，在场区内的一竖直平面 内做半径为R的匀速圆周运动，已知重力加速度为g,则可判断该带电粒子 A.带有电荷量为爱的负电荷 B.沿圆周逆时针运动 C.运动到最低点时的电势能最低 E D.运动的速率为B 6.现代出租车使用的电子里程计，其核心部件之一是霍尔元件，如图所示。该元件被安装在车 轮附近，一块磁铁固定在轮毂上随车轮转动，每当磁铁靠近霍尔元件时，元件就会输出一个脉 冲电压信号，行车电脑通过记录脉冲次数并结合车辆参数，即可计算行驶里程。此现象主要 利用了霍尔效应，已知该霍尔元件的宽度为α，长度为c,通有恒定电流I,磁场方向垂直于电 流方向。下列说法正确的是 A.其余条件不变，c越长，脉冲电压峰值越大 后表面 B.该霍尔元件输出脉冲电压信号是通过上下两表面输出 上表面 C.行车电脑最终计算出的里程，与车轮直径无关，与脉冲电压频 前表面 电流 c 率有关 D.若将恒定电流I增大为原来的两倍，则每次产生的脉冲电压峰值也会增大为原来的两倍 7.质量为、电荷量为g的微粒以与水平方向成0角的速度v从O点进入方向如图所示的正交 的匀强电场和匀强磁场组成的复合场区，恰好沿直线运动到A点，重力加速度为g。下列说 法中正确的是 A.该微粒可能带正电荷 A ●● B.微粒从O到A的运动可能是匀变速运动 E C.该磁场的磁感应强度大小为g qucos 0 D.该电场的电场强度大小为mg gtan 0 卷 物理W·专题卷（九）第2页（共8页） 8.某化工厂的排污管末端安装如图所示的电磁流量计。流量计处于方向竖直向下的匀强磁场 中，其测量管由绝缘材料制成，长为L、直径为D,左右两端开口，在前后两个内侧面α、c固定 有金属板作为电极。当污水（含有大量的正、负离子）充满管口从左向右流经该测量管时，稳 定后α、c两端的电压为U,显示仪器显示污水流量为Q(单位时间内排出的污水体积)，下列说 法正确的是 显示 仪器 A,匀强磁场的磁感应强度B=πD四 4Q B.a侧电势比c侧电势低 液体 C.污水中离子浓度越高，显示仪器的示数越大 入口 D.污水流量Q与U成正比，与L、D无关 如图所示，空间存在竖直方向的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度大小为B= 1T,电场强度大小可调。一带电小球从O点正上方2处以初速度v。= 2ms水平抛出。已知小球质量为m=0.1kg,电荷量为g=0.2C,则其能经 2m 过O点时的最大动能约为 A.0.20J B.0.28J C.1.28J D.2.20J 二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选 对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。带题目为能力提升题，分值不计入 总分。 9.如图为某粒子收集器的简化图，由加速、偏转和收集三部分组成。辐射 状的加速电场区域边界为两个同心半圆弧面，圆心为O,外圆弧面AB 与内圆弧面CD的电势差为U。足够长的收集板MN平行于边界AC DB,O到MN的距离为L,ACDB和MN之间存在垂直纸面向里的匀 X 强磁场，磁感应强度大小为B。。现有大量质量为m、电荷量为g的带正 电粒子，它们均匀地吸附在外圆弧面AB上，并从静止开始加速。不计 粒子重力、粒子间的相互作用及碰撞，若测得这些粒子进入磁场后的运动半径为2L,下列说法 正确的是 A.外圆弧面AB上有的粒子能打在收集板MN上 B.外圆弧面AB上有，的粒子能打在收集板MN上 C,外圆弧面AB与内圆弧面CD的电势差U-=gBL D.若增大外圆弧面AB与内圆弧面CD的电势差，则打在收集板MN的粒子数占比将增大 10.如图为磁流体发电机的示意图，一正对平行极板α、b的间距为d,两板的面积均为S,内部充 满方向与板平行、磁感应强度大小为B的匀强磁场，直流电动机M的内阻为R。现让等离 子体（高温下被电离出含有大量带正电和负电的离子的气体）以速度持续垂直喷入两板间 物理W·专题卷（九）第3页（共8页） 鱼跃方 的磁场中。若磁流体发电机稳定发电时，通过电动机M的电流为I,此时电动机M正常工 作，磁流体发电机的内阻只考虑充满两板间的等离子体的电阻，两板间等离子体的电阻率为 ρ。则下列说法正确的是 A.a板电势比b板电势低 B.电动机M正常工作时两端的电压为Bdv C.电动机M正常工作时的机械功率为IBdu-I(R+p d b 等离子体 D.电动机M正常工作时板间带正电的离子受到的电场力的功率为qBv2 如图()所示，真空内有两个上下宽度均为d的区域，上方区域内存在竖直向下的匀强电场，下 方区域内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。现将一质量为、电荷量为q 的带正电粒子自电场上边界的M点由静止释放，粒子恰好不能穿越磁场的下边界。若将下方 磁场移到上方与电场区域重合，如图(b)所示，再次将该粒子自M点由静止释放，使其在电磁场 的复合场中运动，不计粒子重力。下列说法正确的是 xxx xB 图(a) 图(b) A.电场强度大小为Bgd 2m B.图(a)中，粒子从释放至第一次到达磁场下边界所用时间为π十4)m 2gB C.图(b)中，粒子将在电磁场的复合场中做周期性的往复运动 D.图(b)中，粒子离上边界的最大距离为d 三、非选择题：本题共5小题，共58分。 11.(8分)如图所示，在磁感应强度垂直纸面向外、大小为B=0.05T的匀强磁场中有一光滑绝 缘圆弧轨道，其轨道半径为R=0.50m,在最低点与一光滑绝缘的水平直轨道平滑相连。一 个质量m=1×103kg、带电荷量为q=十0.16C的小球在水平轨道上向右运动。若小球恰 好能通过圆弧轨道最高点，重力加速度g=10ms2。求： (1)小球在最高点所受的洛伦兹力F的大小； (2)小球的初速度的大小v。。(可用根号表示) 门卷 物理W·专题卷（九）第4页（共8页） 班级 12.(10分)芯片是现代科技的核心，芯片的制造过程中有一个重要步骤就是离子注入。离子注 13 入是指用高能量的电场把离子加速，打入半导体材料的过程。如图所示，一个边长为L的正 姓名 方形真空空间ABCD,沿对角线AC将它分成I、Ⅱ两个区域，其中I区域（包括边界AB、 BC)有垂直于纸面的匀强磁场，在Ⅱ区域内有平行于CD且由C指向D的匀强电场。一正 得分 离子生成器不断有正离子生成，所有正离子从A点沿AB方向以速度射入I区域，然后这 些正离子从对角线中点O进入Ⅱ区域，最后这些正离子恰好从D点射出。已知离子流中的 正离子带电荷量均为q,质量均为m,不考虑离子的重力以及离子间的相互作用力，求： (1)I区域磁感应强度B的大小和方向； 半导体D (2)Ⅱ区域电场强度E的大小； 答题栏 (3)为了调整离子注入的深度，现将磁感应强度增强为原来的 1 2倍，同时调整电场强度，使正离子仍可以从D点注入半 0 2 导体。求调整前后正离子从D点飞出的动能大小之比。 1 正离子生成器A 4 5 6 7 8 9 10 物理W·专题卷（九）第5页（共8页） 鱼跃龙门卷 (10分)亥姆霍兹线圈是一对平行的完全相同的圆形线圈。如图所示，通电后线圈间形成平 行于中心轴线O1O2的匀强磁场，磁感应强度大小为B。沿OO2建立x轴，一足够大的圆 形探测屏垂直于x轴放置，其圆心P点位于x轴上。粒子源从x轴上的O点以垂直于x轴 的方向竖直向上持续发射初速度大小为。的粒子。已知粒子带正电，比荷为k,不计粒子重 力和粒子间相互作用，整个运动过程中，粒子未离开磁场或电场。 (1)求粒子做圆周运动的半径r; (2)若在线圈间再加上沿x轴正方向的匀强电场，电场强度 探测屏 大小为E,沿x轴方向左右调节探测屏，求粒子打在探测 B 屏上的点距探测屏圆心P点的最远距离D； (3)在第(2)问情境下，沿x轴方向左右调节探测屏，若粒子 恰好打在探测屏的圆心P点，求粒子到达P点时的速度 亥姆霍兹线圈 大小0。 物理W·专题卷（九）第6页（共8页） 14.(14分)如图所示，在x<0的区域存在方向竖直向上、大小为E的匀强电场，在x>0区域存 15. 在垂直纸面向外的匀强磁场B(B未知)。一个质量为m的带正电粒子甲从A点（一√3d,0) 3 以速度，沿x轴正方向进入电场，粒子从B点(0,2d)进入磁场后，恰好与静止在C点质 址为的中性粒子乙沿x轴正方向发生弹性正碰，且有号的电待量转移给粒子乙。已知C 点横坐标为xc=√3d,不计粒子重力及碰撞后粒子间的相互作用，忽略电场变化引起的效 应。求： (1)粒子甲的比荷； C (2)粒子甲刚进入磁场时的速率和磁感应强度B的大小； (3)若两粒子碰撞后，立即撤去电场，同时在x<0的区域加上与x>0 E B B 区域内相同的磁场，试通过计算判断两粒子碰撞后能否再次相遇， 如果能，求从碰撞后瞬间到再次相遇所用的时间△t。 物理W·专题卷（九）第7页（共8页） 鱼跃龙门卷 (16分)为测量带电粒子在电磁场中的运动情况，在某实验装置中建立如图所示的三维坐标 系O-xy之，并沿y轴负方向施加磁感应强度为B的匀强磁场。此装置中还可以添加任意方 向、大小可调的匀强电场。一质量为、电荷量为十q(q>0)的粒子从坐标原点O以初速度 沿x轴正方向射人该装置，不计粒子重力的影响。 (1)若该粒子恰好能做匀速直线运动，求所加电场强度E的大小和方向； (2)若不加电场，保持磁场方向不变，改变磁感应强度的大小，使该粒子恰好能够经过坐标为 (31,0,一)的点，求改变后的磁感应强度B的大小； (3)若保持磁感应强度B的大小和方向不变，将电场强度大小调整为 E',方向平行于yO2平面，使该粒子能够在xOy平面内做匀变速曲 线运动，并经过坐标为(31，l,0)的点，求调整后电场强度E'的大小 B 和方向。 物理W·专题卷（九）第8页（共8页）