2022届新高考物理一轮练习：专题76　带电粒子在复合场中的运动 WORD版含解析.docx

1、专题76带电粒子在复合场中的运动12021武昌调研(多选)质量为m、电荷量为q的物块以初速度v0进入两水平平行绝缘木板a、b之间，木板足够长，处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，两板间距略大于物块高度，物块与两板间的动摩擦因数均为.在运动过程中物块的电荷量不变，且经历变速运动后物块最终处于平衡状态已知重力加速度为g，则从开始运动到最终处于平衡状态，物块克服摩擦力做的功可能为()A.0BmvC.mvD2.如图所示装置为速度选择器，平行金属板间有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上，磁场方向垂直纸面向外，带电粒子均以垂直电场和磁场的速度射入且都能从另一侧射出，不计粒子重力，以下说法正确的

2、有()A.若带正电粒子以速度v从O点射入能沿直线OO射出，则带负电粒子以速度v从O点射入能沿直线OO射出B.若带正电粒子以速度v从O点射入，离开时动能增加，则带负电粒子以速度v从O点射入，离开时动能减少C.若氘核(H)和氦核(He)以相同速度从O点射入，则一定能以相同速度从同一位置射出D.若氘核(H)和氦核(He)以相同速度从O点射入，则一定能以相同速度从不同位置射出3.(多选)现代广泛应用的半导体材料分为两大类：一类是N型半导体，其载流子是电子，另一类是P型半导体，其载流子称为“空穴”，相当于带正电的粒子如果把某种导电材料制成长方体放在匀强磁场中，磁场方向如图所示，且与长方体的前后侧面垂直，

3、当长方体中通有向右的电流I时，测得长方体的上下表面的电势分别为上和下，则()A.长方体如果是N型半导体，必有上下B.长方体如果是P型半导体，必有上下C.长方体如果是P型半导体，必有上下D.长方体如果是金属导体，必有上下4.中国科学家发现了量子反常霍尔效应，杨振宁称这一发现是诺贝尔奖级的成果如图所示，厚度为h、宽度为d的金属导体，当磁场方向与电流方向垂直时，在导体上、下表面会产生电势差，这种现象称为霍尔效应下列说法正确的是()A.上表面的电势高于下表面的电势B.仅增大h时，上、下表面的电势差增大C.仅增大d时，上、下表面的电势差减小D.仅增大电流I时，上、下表面的电势差减小5笔记本电脑机身和显示

4、屏对应部位分别有磁体和霍尔元件当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态如图所示，一块宽为a、长为c的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为v.当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压U，以此控制屏幕的熄灭则元件的()A.前表面的电势比后表面的低B.前、后表面间的电压U与v无关C.前、后表面间的电压U与c成正比D.自由电子受到的洛伦兹力大小为6.目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机如图所示表示了它的发电原理：将

5、一束等离子体垂直于磁场方向喷入磁场，在磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压如果射入的等离子体速度均为v，两金属板的板长为L，板间距离为d，板平面的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于速度方向，负载电阻为R，等离子体充满两板间的空间当发电机稳定发电时，电流表示数为I，那么板间等离子体的电阻率为()A.BC.D7.医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示由于血液中的正负离子随血液一起在磁场中

6、运动，电极a、b之间会有微小电势差在达到平衡时，血管内部的电场可看做是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零在某次监测中，两触点间的距离为3.0mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160V，磁感应强度的大小为0.040T则血流速度的近似值和电极a、b的正负为()A.1.3m/s，a正、b负B2.7m/s，a正、b负C.1.3m/s，a负、b正D2.7m/s，a负、b正8.2021洛阳市摸底(多选)为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成长、宽、高分别为a、b、c，左、右两端开口，在垂直于前、后面的方向加磁感应强度

7、为B的匀强磁场，在上、下两个面的内侧固定有金属板M、N作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U，若用Q表示污水流量(单位时间内流出的污水体积)，下列说法中正确的是()A.M板电势一定高于N板的电势B.污水中离子浓度越高，电压表的示数越大C.污水流动的速度越大，电压表的示数越大D.电压表的示数U与污水流量Q成正比9.2021辽宁五校协作体联考如图所示，某空间存在正交的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面水平向里一带电微粒由a点以一定的初速度进入电磁场，刚好能沿直线ab斜向上运动，则下列说法正确的是()A.微粒可能带正电，也可能带负电B.微粒的动

8、能可能变大C.微粒的电势能一定减少D.微粒的机械能一定不变10.(多选)如图所示，一带电小球在一正交电场、磁场区域里做匀速圆周运动，电场方向竖直向下，磁场方向垂直纸面向里，则下列说法正确的是()A.小球一定带正电B.小球一定带负电C.小球的绕行方向为顺时针D.改变小球的速度大小，小球将不做圆周运动11(多选)一质谱仪的原理如图，粒子源产生的带电粒子(不计重力)经狭缝S1与S2之间的电场加速后进入速度选择器，速度满足一定条件的粒子做直线运动，从小孔S3穿出再经磁场偏转，最后打在照相底片上已知磁场B1、B2的方向均垂直纸面向外则()A.图中P1可能为电源负极B.图中所示虚线可能为粒子的轨迹C.在速

9、度选择器中粒子可以做加速直线运动D.打在底片上的位置越靠近S3，粒子的比荷越大12角度创新(多选)CT是医院的一种检查仪器，CT的重要部件之一就是回旋加速器回旋加速器的结构如图所示，有一磁感应强度为B的匀强磁场(未画出)垂直于回旋加速器在回旋加速器的O点可逸出初速度为零、质量为m、电荷量为q的粒子，加速电压为U，D形盒半径为R.两D形盒间的缝隙间距d很小，可忽略不计，不考虑相对论效应和重力影响，则下列说法正确的是()A.粒子在回旋加速器中运动的圈数为B.粒子在回旋加速器中运动的时间为C.回旋加速器所加交流电压的频率为D.粒子第1次与第n次在上方D形盒中运动的轨迹半径之比为13.质量为m、带电量

10、为q的小物块，从倾角为的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，如图所示，若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法中不正确的是()A.小物块一定带负电荷B.小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动C.小物块在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动D.小物块在斜面上下滑过程中，当小物块对斜面压力为零时的速率为14(多选)如图所示，一个带正电荷的物块m由静止开始从斜面上A点下滑，滑到水平面BC上的D点停下来已知物块与斜面及水平面间的动摩擦因数相同，且不计物块经过B处时的机械能损失先在ABC所在空间加竖直向下的匀强电场，第二次让物块

11、m从A点由静止开始下滑，结果物块在水平面上的D点停下来后又撤去电场，在ABC所在空间加水平向里的匀强磁场，再次让物块m从A点由静止开始下滑，结果物块沿斜面滑下并在水平面上的D点停下来则以下说法中正确的是()A.D点一定在D点左侧B.D点一定与D点重合C.D点一定在D点右侧D.D点一定与D点重合专题76带电粒子在复合场中的运动1BC若初始时洛伦兹力小于物块的重力，则物块最终处于静止状态，由动能定理可知，带电物块克服摩擦力做的功为Wmv，选项C正确；若初始时洛伦兹力大于物块的重力，则平衡时物块所受洛伦兹力刚好等于其重力，物块与两水平木板间的压力为零，物块不受摩擦力作用做匀速运动，则有qvBmg，解

12、得v，由动能定理可知，带电物块克服摩擦力做的功为Wmvmv2mv，选项B正确，D错误；由于物块经历变速过程，故物块克服摩擦力做的功不可能为0，A错误2C带负电粒子从O点射入所受电场力和洛伦兹力均向下，做曲线运动，A错误；洛伦兹力不做功，带正电粒子动能增加，则电场力大于洛伦兹力向上做曲线运动，带负电粒子受向下的电场力大于向上的洛伦兹力，向下做曲线运动，电场力做正功，动能增加，B错误；设带正电粒子的加速度向上有a，a只与粒子的比荷有关，因为氘核H和氦核He的比荷相等，C正确，D错误3AC如果是N型半导体，载流子是负电荷，根据左手定则，负电荷向下偏，则下表面带负电，则上下A正确；如果是P型半导体，载

13、流子是正电荷，根据左手定则，正电荷向下偏，则下表面带正电，则上下B错误，C正确；如果是金属导体，则移动的是自由电子，根据左手定则，负电荷向下偏，则下表面带负电，则上下，D错误4C金属导体中的自由电子是向左运动的，根据左手定则可知上表面带负电，则上表面的电势低于下表面的电势，A错误；当电子达到平衡时，电场力等于洛伦兹力，即qqvB，又Inqvhd(n为导体单位体积内的自由电子数)，得U，则仅增大h时，上、下表面的电势差不变，仅增大d时，上、下表面的电势差减小，仅增大I时，上、下表面的电势差增大，故C正确，B、D错误5D本题考查了霍尔元件的工作原理和应用，以及考生的理解能力和应用数学知识处理物理问

14、题的能力，体现了科学推理素养和应用与创新的价值观念根据左手定则判断出电子受力情况，可知电子偏转到后表面，前表面电势高于后表面电势，故A项错误再由EeBevF洛，E，解得UBva，F洛，U与v成正比、U与c无关，故B、C项错误，D项正确6A当等离子体受到的电场力与洛伦兹力平衡时，两板电压即为电动势，即qvBq，得UBdv.又I，r，解得，A正确7A血液中正负离子流动时，根据左手定则，正离子受到向上的洛伦兹力向上偏，负离子受到向下的洛伦兹力向下偏，则a带正电，b带负电最终血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零，有qqvB，所以vm/s1.3m/s.A正确，B、C、D错误8ACD由左手定则知，M

15、板带正电、N板带负电，故M板电势一定高于N板电势，A正确；由平衡条件得qvBq，解得UvBc，故电压表的示数与粒子浓度无关，B错误；由UvBc知，污水流动的速度越大，电压表的示数越大，C正确；污水的流量Qvbc，结合上式得，U，故电压表的示数U与污水的流量Q成正比，D正确9C10.BC11BD根据磁场中的偏转方向可知粒子带正电，速度选择器中粒子所受的洛伦兹力与电场力平衡，P1应为电源正极，A项错误；粒子带正电，符合图中的运动轨迹，B项正确；粒子在速度选择器中受电场力和洛伦兹力，若做直线运动，只能是匀速直线运动，C项错误；打在底片上的位置越靠近S3，粒子的偏转半径r越小，粒子的比荷越大，D项正确12AD设粒子在磁场中转动的圈数为n，因每加速一次粒子获得的能量为qU，每圈有两次加速，则Ekmaxmv，R，Ekn2nqU，联立解得n，故A正确；粒子在回旋加速器中运动的时间tnT，故B错误；由T，f知，回旋加速器所加交流电压的频率为f，故C错误；粒子从O点经电场加速1次后，以速度v1第1次进入上方D形盒，由动能定理得，qUmv，得r1，粒子在电场加速3次后，以速度v2第2次进入上方D形盒，3qUmv，得r2，以此类推，粒子在电场加速(2n1)次后，以速度vn第n次进入上方D形盒，同理可得rn，所以，D正确13C14.BC