2023屆高三物理【新教材】一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)分層作業(yè)(三十三)帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)

課時(shí)分層作業(yè)(三十三)帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)性題組1．下列裝置中，沒有利用帶電粒子在磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)的物理原理的是()2.如圖所示是速度選擇器的原理圖，已知電場強(qiáng)度為E、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，并且二者相互垂直分布，某一帶電粒子(重力不計(jì))沿圖中虛線水平通過．則該帶電粒子()A．一定帶正電B．速度大小為eq\f(E,B)C．可能沿QP方向運(yùn)動(dòng)D．若沿PQ方向運(yùn)動(dòng)的速度大于eq\f(E,B)，將一定向下極板偏轉(zhuǎn)3．如圖所示，為質(zhì)譜儀測定帶電粒子質(zhì)量裝置的示意圖．速度選擇器(也稱濾速器)中場強(qiáng)E的方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的方向垂直于紙面向里，分離器中磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的方向垂直于紙面向外．在S處有甲、乙、丙、丁四個(gè)一價(jià)正離子垂直于E和B1，射入速度選擇器中，若m甲＝m乙<m丙＝m丁，v甲<v乙＝v丙<v丁，在不計(jì)重力的情況下，打在P1、P2、P3、P4四點(diǎn)的離子分別是()A．甲、乙、丙、丁 B．甲、丁、乙、丙C．丙、丁、乙、甲 D．甲、乙、丁、丙4．如圖，空間某區(qū)域存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場方向豎直向上(與紙面平行)，磁場方向垂直于紙面向里．紙面內(nèi)有兩個(gè)半徑不同的半圓在b點(diǎn)平滑連接后構(gòu)成一絕緣光滑環(huán)．一帶電小球套在環(huán)上從a點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)其速率保持不變．則小球()A．帶負(fù)電B．受到的洛倫茲力大小不變C．運(yùn)動(dòng)過程的加速度大小保持不變D．光滑環(huán)對(duì)小球始終沒有作用力5．2020年爆發(fā)了新冠肺炎，該病毒傳播能力非常強(qiáng)，因此研究新冠肺炎病毒株的實(shí)驗(yàn)室必須全程都在高度無接觸物理防護(hù)性條件下操作．武漢病毒研究所是我國防護(hù)等級(jí)最高的P4實(shí)驗(yàn)室，在該實(shí)驗(yàn)室中有一種污水流量計(jì)，其原理可以簡化為如圖所示的模型：廢液內(nèi)含有大量正、負(fù)離子，從直徑為d的圓柱形容器右側(cè)流入，左側(cè)流出．流量值Q等于單位時(shí)間通過橫截面的液體的體積．空間有垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，下列說法正確的是()A．帶電粒子所受洛倫茲力的方向水平向左B．正、負(fù)粒子所受洛倫茲力的方向是相同的C．污水流量計(jì)也可以用于測量不帶電的液體的流速D．只需要測量M、N兩點(diǎn)間的電壓就能夠推算廢液的流量6．電子感應(yīng)加速器是利用感生電場加速電子的裝置，基本原理如圖所示．圖中上半部分為側(cè)視圖，S、N為電磁鐵的兩個(gè)磁極，磁極之間有一環(huán)形真空室，圖中下半部分為真空室的俯視圖．電磁鐵線圈中電流發(fā)生變化時(shí)，產(chǎn)生的感生電場可以使電子在真空室中加速運(yùn)動(dòng)．已知電子的帶電荷量為e＝1.6×10－19C，質(zhì)量為m＝9.1×10－31kg，初速度為零，在變化的磁場作用下運(yùn)動(dòng)軌跡半徑恒為R＝0.455m，電子軌跡所在處的感生電場的電場強(qiáng)度大小恒為E＝9.1V/m，方向沿軌跡切線方向，電子重力不計(jì)．求：(1)經(jīng)時(shí)間t＝5×10－3s電子獲得的動(dòng)能Ek(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)；(2)t＝5×10－3s時(shí)刻電子所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小．7．如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy中，第一象限內(nèi)存在正交的勻強(qiáng)電、磁場，電場強(qiáng)度E1＝40N/C；第四象限內(nèi)存在一方向向左的勻強(qiáng)電場E2＝eq\f(160,3)N/C.一質(zhì)量為m＝2×10－3kg帶正電的小球，從點(diǎn)M(3.64m，3.2m)以v0＝1m/s的水平速度開始運(yùn)動(dòng)．已知小球在第一象限內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從點(diǎn)P(2.04m，0)進(jìn)入第四象限后經(jīng)過y軸上的點(diǎn)N(0，－2.28m)(圖中未標(biāo)出).(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：(1)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；(2)小球由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的時(shí)間．綜合性題組8．[2022·安徽合肥聯(lián)考](多選)如圖甲所示，絕緣輕質(zhì)細(xì)繩一端固定在方向相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中的O點(diǎn)，另一端連接帶正電的小球，小球所帶電荷量q＝6×10－7C，電場方向沿豎直方向，坐標(biāo)原點(diǎn)O的電勢為零，磁場方向垂直于紙面向里．當(dāng)小球以2m/s的速率繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)繩上的拉力剛好為零，在小球從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過程中，軌跡上每點(diǎn)的電勢φ隨縱坐標(biāo)y的變化關(guān)系如圖乙所示，重力加速度g＝10m/s2.則下列判斷正確的是()A．勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為3.2×106V/mB．小球重力勢能增加最多的過程中，電勢能減少了2.4JC.小球做順時(shí)針方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng)D．小球所受的洛倫茲力的大小為3N9.[2021·河北卷，14]如圖，一對(duì)長平行柵極板水平放置，極板外存在方向垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場，極板與可調(diào)電源相連．正極板上O點(diǎn)處的粒子源垂直極板向上發(fā)射速度為v0、帶正電的粒子束，單個(gè)粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q.一足夠長的擋板OM與正極板成37°傾斜放置，用于吸收打在其上的粒子．C、P是負(fù)極板上的兩點(diǎn)，C點(diǎn)位于O點(diǎn)的正上方，P點(diǎn)處放置一粒子靶(忽略靶的大小)，用于接收從上方打入的粒子，CP長度為L0.忽略柵極的電場邊緣效應(yīng)、粒子間的相互作用及粒子所受重力，sin37°＝eq\f(3,5).(1)若粒子經(jīng)電場一次加速后正好打在P點(diǎn)處的粒子靶上，求可調(diào)電源電壓U0的大?。?2)調(diào)整電壓的大小，使粒子不能打在擋板OM上，求電壓的最小值Umin；(3)若粒子靶在負(fù)極板上的位置P點(diǎn)左右可調(diào)，則負(fù)極板