新高考2025版高考物理一輪復(fù)習(xí)微專題小練習(xí)專題63帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

專題63帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1．[2024·湖北省檢測(cè)](多選)如圖所示，兩平行金屬板長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，O、O′為兩金屬板中心處正對(duì)的兩個(gè)小孔，兩平行金屬板間加可調(diào)的電壓U，緊靠金屬板右側(cè)的直角三角形MNP區(qū)域內(nèi)存在方向垂直紙面對(duì)外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，MN與右金屬板等長(zhǎng)且重合，∠PMN＝37°.一比荷為k的粒子(不計(jì)重力)從O點(diǎn)以可以忽視的初速度進(jìn)入金屬板間的電場(chǎng)，經(jīng)加速后再進(jìn)入磁場(chǎng)，并從NP邊界離開磁場(chǎng)．已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，則下列說法正確的是()A．左板電勢(shì)低于右板電勢(shì)B．粒子從NP邊界離開磁場(chǎng)時(shí)的最大速度大小為eq\f(3kBL,4)C．粒子從NP邊界離開磁場(chǎng)時(shí)離N點(diǎn)最遠(yuǎn)距離為eq\f(\r(2),2)LD．要使粒子從NP邊界離開磁場(chǎng)，可調(diào)電壓的改變范圍是eq\f(kB2L2,16)＜U≤eq\f(9kB2L2,16)2．(多選)如圖所示為一種質(zhì)譜儀示意圖，由加速電場(chǎng)、靜電分析器和磁分析器組成．若靜電分析器通道中心線的半徑為R，通道內(nèi)勻稱輻射電場(chǎng)在中心線處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，磁分析器有范圍足夠大的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面對(duì)外．一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從靜止起先經(jīng)加速電場(chǎng)加速后沿中心線通過靜電分析器，由P點(diǎn)垂直邊界進(jìn)入磁分析器，最終打到膠片上的Q點(diǎn)，不計(jì)粒子重力．下列說法正確的是()A．粒子肯定帶正電B．加速電場(chǎng)的電壓U＝eq\f(1,2)ERC．直徑PQ＝eq\f(2,B)eq\r(\f(ERm,q))D．若一群離子從靜止起先經(jīng)過上述過程都落在膠片上同一點(diǎn)，則該群離子具有相同的電荷量3．[2024·河北模擬預(yù)料]如圖所示，在xOy平面直角坐標(biāo)系中，第一象限內(nèi)有圓形區(qū)域與兩坐標(biāo)軸相切于a、b兩點(diǎn)，圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1(B1大小未知)；第四象限內(nèi)存在沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E0；其次、三象限有垂直紙面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2(B2大小未知)，一帶負(fù)電粒子從a點(diǎn)沿與y軸正方向成60°角的方向射入圓形區(qū)域磁場(chǎng)，其速度大小為v0，射出磁場(chǎng)后從x軸的c點(diǎn)(圖中未畫出)垂直x軸射入電場(chǎng)，然后從y軸上的d點(diǎn)(圖中未畫出)離開電場(chǎng)，粒子經(jīng)過d點(diǎn)時(shí)速度方向與a點(diǎn)速度方向平行，經(jīng)y軸左側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后再次經(jīng)過a點(diǎn)．已知粒子比荷為eq\f(q,m)，粒子重力不計(jì)，求：(1)圓形區(qū)域磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大??；(2)其次、三象限內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大?。?.[2024·浙江省寧波市模擬]如圖所示是一種粒子探測(cè)裝置，半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面對(duì)外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，單位時(shí)間內(nèi)有大量質(zhì)量為m，電荷量大小為q，速度大小范圍為v0～eq\r(3)v0的粒子從PM和QK間平行于PM射入圓形磁場(chǎng)區(qū)域，PM與圓心O在同始終線上，PM和QK間距離0.5R.已知從M點(diǎn)射入的速度為v0的粒子剛好從O點(diǎn)正下方的N點(diǎn)射出圓形磁場(chǎng)區(qū)域．擋板ND與圓形區(qū)域相切于N點(diǎn)，到達(dá)N點(diǎn)的粒子均能進(jìn)入下方，到達(dá)N點(diǎn)右側(cè)的粒子均被擋板汲取，ND足夠長(zhǎng)．不計(jì)粒子重力以及粒子間的相互作用，求：(1)圓形區(qū)域磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小及帶電粒子的電性；(2)從M點(diǎn)射入的速度為eq\r(3)v0的粒子，射出磁場(chǎng)后打在擋板上的點(diǎn)F(圖中未標(biāo)出)，求NF的距離以及從M到F所用的時(shí)間t.(3)全部從PM到QK間射入的速度為v0的粒子出磁場(chǎng)時(shí)，這些粒子的速度方向與ND的夾角在什么范圍內(nèi)？5.如圖所示，虛線MN為勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的分界線，勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小為E，方向豎直向下且與邊界MN成θ＝45°角，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面對(duì)外，在電場(chǎng)中有一點(diǎn)P，P點(diǎn)到邊界MN的豎直距離為d.現(xiàn)將一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從P處由靜止釋放(不計(jì)粒子所受重力，電場(chǎng)和磁場(chǎng)范圍足夠大).求：(1)粒子第一次進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大?。?2)粒子第一次出磁場(chǎng)處到其次次進(jìn)磁場(chǎng)處的距離．6.[2024·黑龍江省哈爾濱市二模]如圖所示，截面邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的等邊三角形容器AMN的三條邊均由光滑彈性絕緣壁構(gòu)成，其內(nèi)部存在垂直于紙面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，小孔P是AM的中點(diǎn)，底邊MN水平放置．AM的左側(cè)有豎直向下的電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)．將一質(zhì)量為m、電荷量為＋q的粒子以肯定的初速度從O點(diǎn)垂直射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，初速度方向平行于MN，粒子恰好從小孔P以速度v垂直于AM邊進(jìn)入容器內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，與器壁2次垂直碰撞后(碰撞時(shí)無能量和電荷量損失)仍從小孔P垂直于AM射出(運(yùn)動(dòng)軌跡為圖中虛線).不計(jì)粒子重力．求：(1)粒子在O點(diǎn)的初速度v0；(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；(3)粒子從射入電場(chǎng)到射出磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t.專題63帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1．BC2．ABC依據(jù)題意可知，粒子在靜電分析器中受到電場(chǎng)力指向圓心O，故粒子帶正電，故A正確；對(duì)于加速過程，依據(jù)動(dòng)能定理有qU＝eq\f(1,2)mv2，在靜電分析器中，電場(chǎng)力供應(yīng)向心力有qE＝meq\f(v2,R)，聯(lián)立解得U＝eq\f(1,2)ER，故B正確；粒子進(jìn)入磁分析器，洛倫茲力供應(yīng)向心力有qvB＝meq\f(v2,R)，結(jié)合AB分析可得R′＝eq\f(1,B)eq\r(\f(mER,q))，則直徑PQ＝2R′＝eq\f(2,B)eq\r(\f(ERm,q))，故C正確；由C分析可知，若一群離子從靜止起先經(jīng)過上述過程都落在膠片上同一點(diǎn)，則該群離子具有相同的比荷，故D錯(cuò)誤．3．(1)eq\f(E0,v0)(2)eq\f(（3－\r(3)）E0,v0)4．(1)eq\f(mv0,qR)正電(2)eq\f(\r(3),3)Req\f(（2＋π－\r(3)）R,3v0)