发布时间 : 星期四 文章教育最新K12新课标2019届高考物理一轮复习第9章磁场第三节带电粒子在复合场中的运动达标诊断高效训练更新完毕开始阅读4f5817176aec0975f46527d3240c844769eaa0cc
小学+初中+高中
第三节 带电粒子在复合场中的运动
(建议用时：60
分钟)
一、单项选择题
1．如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，匀强电场方向竖直向下，有一正离子恰能沿直线从左向右水平飞越此区域．不计重力，则( )
A．若电子从右向左飞入，电子也沿直线运动 B．若电子从右向左飞入，电子将向下偏转 C．若电子从左向右飞入，电子将向下偏转 D．若电子从左向右飞入，电子也沿直线运动
解析：选D.若电子从右向左飞入，电场力向上，洛伦兹力也向上，所以向上偏，A、B选项错误；若电子从左向右飞入，电场力向上，洛伦兹力向下．由题意知电子受力平衡将做匀速直线运动，D选项正确，C选项错误．
2．(2018·大连市高三模拟)如图所示为研究某种带电粒子的装置示意图，粒子源射出的粒子束以一定的初速度沿直线射到荧光屏上的O点，出现一个光斑．在垂直于纸面向里的方向上加一磁感应强度为B的匀强磁场后，粒子束发生偏转，沿半径为r的圆弧运动，打在荧光屏上的P点，然后在磁场区域再加一竖直向下，场强大小为E的匀强电场，光斑从P点又回到O点，关于该粒子(不计重力)，下列说法正确的是( )
A．粒子带负电
B．初速度为v＝ D．比荷为＝
BEqB2rC．比荷为＝
mEqE mB2r解析：选D.垂直于纸面向里的方向上加一磁感应强度为B的匀强磁场后，粒子束打在荧光屏上的P点，根据左手定则可知，粒子带正电，选项A错误；当电场和磁场同时存在时：qvBEv2qvE＝Eq，解得v＝，选项B错误；在磁场中时，由qvB＝m，可得：＝＝2，故选项D
BrmrBBr正确，C错误．
小学+初中+高中
小学+初中+高中
3.如图所示，场强为E的匀强电场方向竖直向下，场强为B的水平匀强磁场垂直纸面向里，三个油滴a、b、c带有等量的同种电荷．已知a静止，b、c在纸面内按图示方向做匀速圆周运动(轨迹未画出)．忽略三个油滴间的静电力作用，比较三个油滴的质量及b、c的运动情况，以下说法中正确的是( ) A．三个油滴的质量相等，b、c都沿顺时针方向运动 B．a的质量最大，c的质量最小，b、c都沿逆时针方向运动 C．b的质量最大，a的质量最小，b、c都沿顺时针方向运动 D．三个油滴的质量相等，b沿顺时针方向运动，c沿逆时针方向运动
解析：选A.油滴a静止不动，其受到的合力为零，所以mag＝qE，电场力方向竖直向上，油滴带负电荷．又油滴b、c在场中做匀速圆周运动，则其重力和受到的电场力是一对平衡力，所以mbg＝mcg＝qE，油滴受到的洛伦兹力提供其做匀速圆周运动的向心力，由左手定则可判断，b、c都沿顺时针方向运动．故A正确．
4.(2018·厦门模拟)如图所示，空间的某个复合场区域内存在着竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场．质子由静止开始经一加速电场加速后，垂直于复合场的界面进入并沿直线穿过场区，质子(不计重力)穿过复合场区所用时间为t，从复合场区穿出时的动能为Ek，则( ) A．若撤去磁场B，质子穿过场区时间大于t B．若撤去电场E，质子穿过场区时间等于t C．若撤去磁场B，质子穿出场区时动能大于Ek D．若撤去电场E，质子穿出场区时动能大于Ek
解析：选C.质子在加速电场中是直线加速，进入复合场，电场力与洛伦兹力均与速度垂直，是匀速直线运动．若撤去磁场，只剩下电场，质子做类平抛运动，水平分运动是匀速直线运动，速度不变，故质子穿过场区时间不变，等于t，A错误；若撤去电场，只剩下磁场，质子做匀速圆周运动，速度大小不变，水平分运动的速度减小，故质子穿过场区时间增加，大于t，B错误；若撤去磁场，只剩下电场，质子做类平抛运动，电场力做正功，故末动能大于Ek，C正确；若撤去电场，只剩下磁场，质子做匀速圆周运动，速率不变，末动能不变，仍为Ek，D错误． 二、多项选择题
5.(2018·江西宜川五校联考)如图所示，含有1H、1H、2He 的带电粒子束从小孔O1处射入速度选择器，沿直线O1O2运动的粒子在小孔O2处射出后垂直进入偏转磁场，最终打在P1、P2两点．则( ) A．打在P1点的粒子是2He B．打在P2点的粒子是1H和2He C．O2P2的长度是O2P1长度的2倍 小学+初中+高中
2
4
4
1
2
4
小学+初中+高中
D．粒子在偏转磁场中运动的时间都相等
解析：选BC.带电粒子在沿直线通过速度选择器时，电场力与洛伦兹力大小相等方向相反，即：qvB1＝qE所以：v＝，可知从粒子速度选择器中射出的粒子具有相等的速度．带电粒EB1
mv2mvmv子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，所以：qvB2＝，所以：r＝＝·，
rqB2qB2
可知粒子的比荷越大，则运动的半径越小，所以打在P1点的粒子是1H，打在P2点的粒子是1H和2He，故A错误，B正确；由题中的数据可得，1H的比荷是1H和2He的比荷的2倍，所以1H124
的轨道的半径是1H和2He的半径的，即O2P2的长度是O2P1长度的2倍，故C正确；粒子运动
22πr2πm的周期：T＝＝，三种粒子的比荷不相同，所以粒子在偏转磁场中运动的时间不相4
1
2
4
1
1
2
vqB2
等，故D错误．
6．带电小球以一定的初速度v0竖直向上抛出，能够达到的最大高度为h1；若加上水平方向的匀强磁场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h2；若加上水平方向的匀强电场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h3，若加上竖直向上的匀强电场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h4，如图所示．不计空气阻力，则( )
A．一定有h1＝h3 C．h2与h4无法比较
B．一定有h1＜h4 D．h1与h2无法比较
v20
解析：选AC.第1个图：由竖直上抛运动的最大高度公式得：h1＝.第3个图：当加上电场
2g时，由运动的分解可知：在竖直方向上有，v0＝2gh3，所以h1＝h3，故A正确；而第2个图：洛伦兹力改变速度的方向，当小球在磁场中运动到最高点时，小球应有水平速度，设此时的1212
球的动能为Ek，则由能量守恒得：mgh2＋Ek＝mv0，又由于mv0＝mgh1，所以h1＞h2，所以D
22错误；第4个图：因小球电性不知，则电场力方向不清，则高度可能大于h1，也可能小于
2
h1，故C正确，B错误．
7.如图所示是选择密度相同、大小不同的纳米粒子的一种装置．待选粒子带正电且电荷量与其表面积成正比，待选粒子从O1进入小孔时可认为速度为零，加速电场区域Ⅰ的板间电压为U，粒子通过小孔O2射入正交的匀强电场和匀强磁场区域Ⅱ，其中匀强磁场的磁感应强度大
小为B，左右两极板间距为d，区域Ⅱ的出口小孔O3与O1、O2在同一竖直线上，若半径为r0、质量为m0、电荷量为q0的纳米粒子刚好能沿该直线通过，不计纳米粒子重力，则( )
小学+初中+高中
小学+初中+高中
2q0UA．区域Ⅱ的电场的场强大小与磁场的磁感应强度大小比值为 B．区域Ⅱ左右两极板的电势差U1＝Bdm0
q0U m0
C．若密度相同的纳米粒子的半径r＞r0，则它进入区域Ⅱ时仍将沿直线通过
D．若密度相同的纳米粒子的半径r＞r0，它进入区域Ⅱ时仍沿直线通过，则区域Ⅱ的电场强度与原电场强度之比为
r0 r12
解析：选AD.设半径为r0的粒子加速后的速度为v，则有q0U＝m0v，设区域Ⅱ内电场强度
2为E，由题意可知洛伦兹力等于电场力，即q0vB＝q0E，联立解得E＝B区域Ⅱ左右两极板的电势差为Ed＝Bd2q0U2q0Um0
，则＝EB2q0Um0
，
m0
，故A正确，B错误；若纳米粒子的半径r＞
3
?r?r0，设半径为r的粒子的质量为m、带电荷量为q、加速后的速度为v′，则m＝??m0，而?r0?
1?r?q＝??q0，由mv′2＝qU，解得v′＝ 2?r0?
2
2q0Ur0
＝m0rr0
v＜v，故粒子进入区域Ⅱ后受到的rr0
v，由E＝Bv可得，区域Ⅱ的r洛伦兹力变小，粒子向左偏转，故C错误；由于v′＝ 电场与原电场的电场强度之比为
r0
，故D正确． r8.(2018·江西八校联考)如图所示，在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中，有一竖直足够长固定绝缘杆MN，小球P套在杆上，已知P的质量为m、电荷量为＋q，电场强度为E，磁感应强度为B，P与杆间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g.小球由静止开始下滑直到稳定的过程中( ) A．小球的加速度一直减小
B．小球的机械能和电势能的总和保持不变
2μqE－mgC．下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是
2μqB2μqE＋mgD．下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是
2μqB解析：选CD.对小球受力分析如图所示，则mg－μ(qE－qvB)＝ma，随着v的增加，小球加速度先增大，当qE＝qvB时达到最大值，amax＝g，继续运动，mg－μ(qvB－qE)＝ma，随着v的增大，a逐渐减小，所以A
小学+初中+高中