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题型：多选题题类：难易度：普通

2025届广东省湛江市高三上学期调研考试物理试卷

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平行半圆弧面，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ACDB，O到MN的距离为L，ACDB和MN之间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ 。现有大量质量为m、电荷量为q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 $\text{[math]}$ 的粒子能打在收集板MN上 B、外圆弧面AB上有 $\text{[math]}$ 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 $\text{[math]}$ 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

举一反三

如图所示，直角坐标系中，有一平行于y轴长度为0.5L的线状离子源MN，M端在x轴上，坐标 $\text{[math]}$ ，离子源发射的正离子初速度大小均为 $\text{[math]}$ ，方向平行于x轴正方向，且发射的正离子沿MN均匀分布，每个离子质量为m，电荷量为q；在 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 区间内加一垂直于纸面向里，磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ 的圆形边界匀强磁场，能使离子源发射的全部正离子经过原点O，不计离子重力及离子间的相互作用。

（1）求磁感应强度 $\text{[math]}$ 的取值范围；

（2）若磁感应强度 $\text{[math]}$ 取最小值，在第一象限加垂直纸面向里、磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ 的匀强磁场，在第二象限加垂直纸面向外、磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ 的匀强磁场，已知 $\text{[math]}$ 。离子发射前，在y轴上放置长度为0.8L的探测板PQ，只有打到探测板左侧表面的离子才能被探测到。

①求全部正离子经过原点O时与y轴正方向夹角 $\text{[math]}$ 的范围；

②若探测板下端Q纵坐标 $\text{[math]}$ ，求离子探测率 $\text{[math]}$ （即探测板探测到的离子数占总离子数的比例）；

③若探测板位置在y轴上可变，Q端纵坐标满足 $\text{[math]}$ ，求离子探测率 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的关系。

如图所示，圆形区域半径为R，区域内有一垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为 $\text{[math]}$ 位于磁场边界最低点P处有一粒子源，同时将n个带负电的粒子沿纸面内各个方向均匀射入磁场区域，粒子质量为m、电荷量大小为q、速率均为v。A、C为圆形区域水平直径的两个端点，足够长的弹性挡板MN、 $\text{[math]}$ 与圆形区域在A、C两点处相切，所有粒子与挡板垂直碰撞后以原速率反弹，不计粒子的重力和空气阻力，忽略粒子间的相互影响。下列说法中正确的是（　　）

在竖直平面内存在垂直于纸面向外、半径为R的圆形匀强磁场区域，在磁场左侧存在竖直向上的匀强电场，电场强度大小未知，电场区域的宽度为d。如图所示，一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以大小为v₀的初速度沿与竖直方向成30°角的方向斜向下进入电场，经过电场作用，粒子的速度方向改变60°后恰好从电场与磁场的切点进入磁场，在磁场中经过磁场作用后正好以原来进入电场的速度方向离开磁场，不计带电粒子受到的重力，下列说法正确的是（　　）

如图，在坐标系xOy的第二象限存在匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面向里；第三象限内有沿x轴正方向的匀强电场；第四象限的某圆形区域内存在一垂直于xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为第二象限磁场磁感应强度的4倍。一质量为m、带电荷量为q（q>0）的粒子以速率v自y轴的A点斜射入磁场，经x轴上的C点以沿y轴负方向的速度进入电场，然后从y轴负半轴上的D点射出，最后粒子以沿着y轴正方向的速度经过x轴上的Q点。已知OA= $\text{[math]}$ ， OC=d，OD= $\text{[math]}$ ， OQ=4d，不计粒子重力。

（1）求第二象限磁感应强度B的大小与第三象限电场强度E的大小；

（2）求粒子由A至D过程所用的时间；

（3）试求第四象限圆形磁场区域的最小面积。

在如图所示虚线框内存在竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B。一带电粒子（不计重力）以水平速度v从S₁入射后能沿S₁S₂直线穿过该区域，则以下说法正确的是（　　）

如图，在空间中建立固定的直角坐标系xOy，并施加垂直平面xOy的匀强磁场和平行y轴的匀强电场，磁感应强度大小为B。将质量为m，带电量为q（q>0）的粒子从坐标原点O沿x轴正方向以速度v抛出，粒子将做匀速度直线运动。不计粒子的重力。

（1）求电场强度的大小；

（2）若将粒子从坐标原点O静止释放，求粒子此后运动过程中达到最大速度时的位置坐标；

（3）若将粒子从坐标原点O静止释放，当粒子速度第一次达到最大值时撤去电场，求粒子此后运动的轨迹方程。

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