2021届高考物理寒假必刷题汇编重难点15重力场电场磁场的组合1．如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成.若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点.不计粒子重力，下列说法中正确的是（）A．极板M比极板N电势低B．加速电场的电压C．直径D．若一群粒子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群粒子具有相同的电荷量【答案】B【详解】A．因为粒子在加速电场中受到得电场力向右，所以电场线方向向右，则M板为正极，M板的电势高于N板电势，故A错误；B．在加速电场中，由动能定理得粒子在静电分析器中做圆周运动，电场力提供向心力，由牛顿第二定律得解得故B正确；C．粒子在磁分析器中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得解得P、Q两点间的距离为故C错误；D．若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则粒子做圆周运动的直径相等，根据P、Q的表达式可知，粒子的比荷相等，故D错误。故选B。2．在光滑绝缘的水平面上建有如图所示的平面直角坐标系Oxy，在二、三象限的y=L和y=-L区域中，存在平行于y轴且与y轴正向相反的匀强电场；在一、四象限的正方形区域abcd内存在竖直向下的匀强磁场，正方形的边长为2L，坐标原点O为ab边的中点。一质量为m的绝缘不带电小球甲，以速度v0沿x轴正向做匀速运动，与静止在坐标原点的带正电小球乙发生弹性正碰（碰撞时间很短），乙球的质量为2m，带电量为q，碰撞前后电量保持不变，甲、乙两球均可视为质点，且m、q、L、v0均为已知，sin53°=0.8，cos53°=0.6。（）A．碰撞后甲球的速度大小为B．两球碰后，若乙球恰从d点离开磁场则乙球在磁场中的运动时间C．要使两球再次相碰，磁感应强度必须大于D．要使两球再次相碰，电场强度和磁感应强度大小必须满足【答案】ACD【详解】A．甲与乙碰撞过程根据动量守恒有根据机械能守恒有解得碰撞后甲的速度为（负号表示向左）乙的速度为选项A正确；B．碰撞后，乙球在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，恰从d点离开磁场，则由几何知识得：解得根据向心力公式得解得磁感应强度设圆心角为，则即则乙球在磁场中的运动时间选项B错误；CD．要使两球再次相碰，乙球应从边界离开磁场，即圆运动半径必须满足又解得在磁场中运动的时间乙球进入第二象限的电场做类平抛运动，则对甲球，设经过时间与乙球碰撞，发生的位移为两球再次相碰，需满足联立以上各式解得选项CD正确。故选ACD。3．如图所示，在x轴上方的空间存在竖直向下的匀强电场，在x轴下方的空间存在垂直于平面向外的匀强磁场，电场强度、磁感应强度的大小均未知。一质量为m、电荷量为q（）的粒子从y轴上处的P点以初速度垂直y轴向右射出，刚进入磁场时的速度方向与x轴正方向夹角为。已知粒子恰好能回到y轴上的P点。不计粒子重力。(1)求匀强电场的电场强度的大小；(2)求粒子从P点射出到第一次回到P点所经历的时间；(3)若改变匀强磁场的磁感应强度大小，将粒子在P点以不同初速度垂直y轴向右射出，要使粒子均能回到y轴上的P点，求匀强磁场的磁感应强度大小。【答案】(1)；(2)；(3)【详解】(1)粒子在第一象限的匀强电场中做类平抛运动，运动轨迹如图所示设粒子水平方向的位移为x，可得解得(2)分析可知，要使粒子能回到y轴上的P点，粒子的轨迹应如图所示粒子刚进入磁场的速度为粒子在磁场中做匀速圆周运动，设圆半径为R，运动的弧长为S，可得解得粒子在磁场中运动的时间为联立得(3)分析可知，要使粒子均能回到y轴上的P点，粒子的轨迹应如图所示设粒子刚进入磁场时的速度方向与x轴正方向夹角为，则可知则粒子刚进入磁场时的速度粒子在磁场中做匀速圆周运动，设圆半径为，则可知解得4．如图，在y＞0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E；在y＜0的区域存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场。一个氕核和一个氘核先后从y轴上y＝h点以相同的动能射出，速度方...