【精品试卷】人教版高中物理选修3-1带电粒子在复合场中的运动复习专用试卷

带电粒子在组合（复合）场中运动的应用1．（2018·云南开封高三定位考试）1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖．若经同一电场加速的一束粒子由极板间射入质谱仪后分裂为a 、b 两束，分别运动到磁场边界的胶片上，它们的运动轨迹如图所示．则下列相关说法中正确的是A ．a 的质量一定大于b 的质量B ．a 的电荷量一定大于b 的电荷量C ．在磁场中a 运动的时间大于b 运动的时间D ．a 的比荷q a m a 大于b 的比荷q bm b 【答案】D2．（2018·山东德州检测）如图是一个回旋加速器示意图，其核心部分是两个D 形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连．现分别加速氘核（21H ）和氦核（42He ），下列说法中正确的是A ．它们的最大速度相同B ．它们的最大动能相同C ．两次所接高频电源的频率相同D ．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能 【答案】AC3．（2018·湖南衡阳一中月考）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 、带电荷量为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，下列说法正确的是 A ．粒子一定带正电 B ．加速电场的电压U ＝ER 2 C ．直径PQ ＝2B qmERD ．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比荷 【答案】ABD4．现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定．质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场．若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍．此离子和质子的质量比约为A ．11B ．12C ．121D ．144【答案】D5．（2018·江苏泰州高三上学期月考）如图所示为一速度选择器，内有一磁感应强度为B 、方向垂直纸面向外的匀强磁场，一束粒子流以速度v 水平射入，为使粒子流经过磁场时不偏转（不计重力），则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，关于此电场场强大小和方向的说法中，正确的是A ．大小为Bv ，粒子带正电时，方向向上 B ．大小为Bv ，粒子带负电时，方向向上C ．大小为Bv ，方向向下，与粒子带何种电荷无关D ．大小为Bv ，方向向上，与粒子带何种电荷无关 【答案】D6．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。

最新人教版高中物理选修3-1测试题全套带答案解析章末检测第一章（时间：90分钟满分：100分）-、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分）1.关于电场强度与电势的关系，下面各种说法中正确的是（）A.电场强度大的地方，电势一定高B.电场强度不变，电势也不变C.电场强度为零时，电势一定为零D.电场强度的方向是电势降低最快的方向答案D解析电场强度是描述静电力的性质的物理量，电势是描述电场能的性质的物理量，电场强度的大小和电势高低没有必然关系，电场线的方向，即电场强度的方向是电势降低最快的方向，选项A、B、C错误，选项D正确.2.如图1所示，空间有一电场，电场屮有两个点a和b.下列表述正确的是（）A.该电场是匀强电场B.Q点的电场强度比b点的人C.Q点的电势比〃点的尚D.正电荷在°、b两点受力方向相同答案C解析由电场线的分布可以看出，此电场不是匀强电场，选项A错误；b点电场线比G点电场线密，故Q 点的电场强度比b点的小，B不正确；根据电场线的方向知Q点的电势比b点的大，故C正确.正电荷在a、方两点受力方向分别沿a、b两点的切线方向，选项D错误.A3.空屮有两个等量的正电荷如和的，分别固定于力、B两点,DC为连线的中垂线，C为4、3两点连线的中点，将一正电荷^rtic点沿着中垂线移至无穷远处的过程中，下列结论正确的有（）A.电势能逐渐减小B.电势能逐渐增大C.?3受到的电场力逐渐减小D.$受到的电场力逐渐增大答案A解析中垂线CD段上的电场强度方向处处都是竖直向上，故正电荷①由C点沿着中垂线移至无穷远处的过程中，电场力做正功，电势能减小，A对，B错；中垂线上由C到D,电场强度先变大后变小，©受到的电场力先变大后变小，C、D错.%=5V 伟=3V~a c图34.如图3所示，a、b、c为电场屮同一条水平方向电场线上的三点，c为“的屮点，a、b电势分别为％= 5V、（p h=3 V.下列叙述正确的是（）A.该电场在c点处的电势一定为4VB.Q点处的场强&一定大于b点处的场强C.一正电荷从c点运动到b点电势能一定减少D.一正电荷运动到c点时受到的静电力rhe指向G答案c解析因不知该电场是否是匀强电场，所以£=乡不一定成立，c点电势不一定是4V,所以A、B两项错误.因（p a ＞（p h,电场线方向向右，正电荷从高电势点移到低电势点电场力做正功，电势能减少，受到的电场力指向b,所以C项正确、D项错误.5.空间存在甲、乙两相邻的金属球，甲球带正电，乙球原来不带电，由于静电感应，两球在空间形成了如图4所示稳定的静电场.实线为其电场线，虚线为其等势线，A. B两点与两球球心连线位于同一直线上，C、D两点关于直线对称，贝9（）A./点和B点的电势相同B.C点和D点的电场强度相同C.正电荷从力点移至B点，静电力做正功D.负电荷从C点沿直线CD移至D点，电势能先增大后减小答案C解析由题图可知生＞伽,所以正电荷从力移至静电力做正功，故A错误，C正确.C、D两点场强方向不同，故B错误.负电荷从C点沿直线CD移至D点，电势能先减小后增大，所以D错误，故选C.6.如图5所示，一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为0的电荷，在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、〃三个点，d和/>、〃和c、c和〃间的距离均为在a点处有一电荷量为q （q>0）的固定点电荷.已知b点处的场强为零，则〃点处场强的大小为伙为静电力常量）（）.A•谱B.牖C.障D.普詳答案B解析由于b点处的场强为零，根据电场叠加原理知，带电圆盘和a点处点电荷在b处产生的场强大小相等，方向相反.在d点处带电圆盘和°点处点电荷产生的场强方向相同，所以£=佑和+燼=^|器，所以B选项正确.二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分）7.下列各量中，与检验电荷无关的物理量是（）A.电场力FB.电场强度EC.电势差UD.电场力做的功W答案BC解析电场力F=qE,与检验电荷有关，故A项错；电场强度£、电势差U与检验电荷无关，故B、C对; 电场力做功W=qU,与检验电荷有关，故D项错.8.带电粒子M只在电场力作用下由P点运动到0点，在此过程中克服电场力做了2.6X107 J的功，那么（）A.M在P点的电势能一定小于它在Q点的电势能B.戶点的场强一定小于0点的场强C.戶点的电势一定高于0点的电势D.M在P点的动能一定大于它在0点的动能答案AD解析因克服电场力做功，电势能增加，动能减小，所以A、D项正确；P、Q两点的场强大小不能确定, B项错；粒子电性未知，所以P、0两点的电势高低不能判定，C项错.图69. 如图6所示的电路中，是两金属板构成的平行板电容器.先将电键K 闭合，等电路稳定后再将K 断开，然后将B 板向下平移一小段距离，并且保持两板间的某点P 与/板的距离不变.则下列说法正确的 是（）A. 电容器的电容变小B. 电容器内部电场强度大小变大C. 电容器内部电场强度大小不变D. P 点电势升高答案ACD10・带电粒子在匀强电场中的运动轨迹如图7所示，如果带电粒子只受电场力作用从a 到b 运动，下列说 法正确的是（）A. 粒子带正电B. 粒子在。

带电粒子在组合场、复合场中的运动1.如图所示，竖直平面内，匀强电场方向水平向右，匀强磁场方向垂直于纸面向里，一质量为m 、带电荷量为q 的粒子以速度v 与磁场方向垂直，与电场方向成45°角射入复合场中，恰能做匀速直线运动，则关于电场强度E 和磁感应强度B 的大小，正确的是(重力加速度为g )( )A ．E ＝mg q ，B ＝2mg qv B ．E ＝2mg q ，B ＝mg qvC ．E ＝mg q ，B ＝mg qvD ．E ＝2mg q ，B ＝2mgqv2.如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上(与纸面平行)，磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒a 、b 、c 电荷量相等，质量分别为m a 、m b 、m c ，已知在该区域内，a 在纸面内做匀速圆周运动，b 在纸面内向右做匀速直线运动，c 在纸面内向左做匀速直线运动．下列选项正确的是( )A ．m a ＞m b ＞m cB ．m b ＞m a ＞m cC ．m c ＞m a ＞m bD ．m c ＞m b ＞m a3．(多选)如图所示为一种质谱仪的示意图，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 、方向垂直于纸面向外．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．下列说法正确的是( )A ．极板M 比极板N 的电势高B ．加速电场的电压U ＝ERD ．若一群粒子从静止开始经过题述过程都落在胶片上的同一点，则该群粒子具有相同的比荷4.如图所示为回旋加速器的示意图．两个靠得很近的D 形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中，一质子从加速器的A 处开始加速．已知D 形盒的半径为R ，磁场的磁感应强度为B ，高频交变电源的电压为U 、频率为f ，质子质量为m ，电荷量为q .下列说法错误的是( )A ．质子的最大速度不超过2πRfB ．质子的最大动能为q 2B 2R 22mC ．质子的最大动能与电压U 无关D ．只增大磁感应强度B ，可减小质子的最大动能5．(多选)如图所示，A 板发出的电子(重力不计)经加速后，水平射入水平放置的两平行金属板M 、N 间，M 、N 之间有垂直纸面向里的匀强磁场，电子通过磁场后最终打在荧光屏P 上，关于电子的运动，下列说法中正确的是( )A ．当滑动触头向右移动时，电子打在荧光屏的位置上升B ．当滑动触头向右移动时，电子通过磁场区域所用时间不变C ．若磁场的磁感应强度增大，则电子打在荧光屏上的速度大小不变D ．若磁场的磁感应强度增大，则电子打在荧光屏上的速度变大6.为监测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长方体流量计．该装置由绝缘材料制成，其长、宽、高分别为a 、b 、c ，左右两端开口．在垂直于上下底面方向加一匀强磁场，前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极．污水充满管口从左向右流经该装置时，接在M 、N 两端间的电压表将显示两个电极间的电压U .若用Q 表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法中正确的是( )A．M端的电势比N端的高B．电压表的示数U与a和b均成正比，与c无关C．电压表的示数U与污水的流量Q成正比D．若污水中正、负离子数相同，则电压表的示数为07.如图所示，有理想边界的匀强磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B，某带电粒子的比荷(电荷量与质量之比)大小为k，由静止开始经电压为U的电场加速后，从O点垂直射入磁场，又从P点穿出磁场．下列说法正确的是(不计粒子所受重力)()A．如果只增加U，粒子可以从dP之间某位置穿出磁场B．如果只减小B，粒子可以从ab边某位置穿出磁场C．如果既减小U又增加B，粒子可以从bc边某位置穿出磁场D．如果只增加k，粒子可以从dP之间某位置穿出磁场8.在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成θ＝60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示．不计粒子重力，求：(1)M、N两点间的电势差U MN；(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r；(3)粒子从M点运动到P点的总时间t.9.如图所示，在xOy坐标系的第二象限内有水平向右的匀强电场，第四象限内有竖直向上的匀强电场，两个电场的场强大小相等，第四象限内还有垂直于纸面的匀强磁场，让一个质量为m、带电荷量为q的粒子在第二象限内的P(－L，L)点由静止释放，结果粒子沿直线运动到坐标原点并进入第四象限，粒子在第四象限内运动后从x轴上的Q(L,0)点进入第一象限，重力加速度为g，求：(1)粒子从P点运动到坐标原点的时间；(2)匀强磁场的磁感应强度的大小和方向。

2020年信阳高中选修3-1带电粒子在复合场中的运动压轴题专练1．在如图所示的直角坐标系第一象限与第三象限分布匀强磁场和匀强电场，磁感应强度为B ，现在第三象限中从P ()32L L --，点以初速度v 0沿x 轴正方向发射质量为m ，带+q 的离子，离子经电场后恰从坐标原点O 射入磁场，离子重力不计。

（1）求电场强度为E 的大小（2）求离子进入磁场的速度（3）求离子在磁场中运动的时间2．如图甲所示，直角坐标系xOy 的第一象限内存在沿y 轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E ，在第四象限内有一半径为R 的圆形有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，磁场的边界刚好与x 轴相切于A 点，A 点的坐标为)3,0R ，一个质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子在A 点正上方的P 点由静止释放，粒子经电场加速后从A 点进入磁场，经磁场偏转射出磁场后刚好经过坐标原点O ，匀强磁场的磁感应强度大小为B ，不计粒子的重力，求：（1）P 点的坐标；（2）若在第三、四象限内、圆形区域外加上垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小也为B，如图乙所示，粒子释放的位置改为A点正上方P'点处，P'点的坐标为223,2qB RRmE⎛⎫⎪⎭，让粒子在P'点处由静止释放，粒子经电场加速后从A点进入磁场，在磁场中偏转后第一次出磁场时，交x轴于C点，则AC间的距离为多少；粒子从P'点到C点运动的时间为多少.3．如图所示，在平面直角坐标系xoy的第二象限内有平行于y轴的匀强电场，电场强度大小为E，方向沿y轴负方向。

在第一、四象限内有一个半径为的圆，圆心坐标为（r，0），圆内有方向垂直于xoy平面向里的匀强磁场。

一带正电的粒子（不计重力），以速度为v0从第二象限的P点，沿平行于x轴正方向射入电场，通过坐标原点O进入第四象限，速度方向与x轴正方向成，最后从Q点平行于y轴离开磁场，已知P点的横坐标为。

求：（1）带电粒子的比荷；（2）圆内磁场的磁感应强度B的大小；（3）带电粒子从P点进入电场到从Q点射出磁场的总时间t。

带电粒子在组合（复合）场中运动1．（2018·河南洛阳市高三上学期质检）如图所示，在第二象限中有水平向右的匀强电场，在第一象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场．有一重力不计的带电粒子（电荷量为q ，质量为m ）以垂直于x 轴的速度v 0从x 轴上的P 点进入匀强电场，恰好与y 轴正方向成45°角射出电场，再经过一段时间又恰好垂直于x 轴进入第四象限．已知OP 之间的距离为d ，则A ．带电粒子通过y 轴时的坐标为（0，d ）B ．电场强度的大小为mv 202qdC ．带电粒子在电场和磁场中运动的总时间为3π＋4d2v 0 D ．磁感应强度的大小为2mv 04qd 【答案】BC2．如图所示，竖直放置的两块很大的平行金属板a 、b ，相距为d ，ab 间的电场强度为E ，今有一带正电的微粒从a 板下边缘以初速度v 0竖直向上射入电场，当它飞到b 板时，速度大小不变，而方向变为水平方向，且刚好从高度也为d 的狭缝穿过b 板而进入bc 区域，bc 区域的宽度也为d ，所加电场强度大小为E ，方向竖直向上，磁感应强度方向垂直纸面向里，磁场磁感应强度大小等于Ev 0，重力加速为g ，则下列关于微粒运动的有关说法正确的是A ．微粒在ab 区域的运动时间为v 0gB ．微粒在bc 区域中做匀速圆周运动，圆周半径r ＝2dC ．微粒在bc 区域中做匀速圆周运动，运动时间为πd6v 0 D ．微粒在ab 、bc 区域中运动的总时间为π＋6d3v 0 【答案】ABD3．如图所示，在一竖直平面内，y 轴左侧有一水平向右的匀强电场E 1和一垂直纸面向里的匀强磁场B ，y 轴右侧有一竖直方向的匀强电场E 2.一电荷量为q （电性未知）、质量为m 的微粒从x 轴上A 点以一定初速度与水平方向成θ＝37°角沿直线经P 点运动到图中C 点，其中m 、q 、B 均已知，重力加速度为g ，则 A ．微粒一定带负电 B ．电场强度E 2一定竖直向下 C ．两电场强度之比E 1E 2＝43D ．微粒的初速度为v ＝5mg4Bq【答案】D4．如图所示，两平行金属板P 、Q 右侧有一个半径为R 的半圆形匀强磁场区域，磁感应强度为B ，O ′是半圆的圆心．金属板P 上O 处有一粒子源，可发射初速度不计的带负电的粒子（比荷为qm ＝k ），Q 板中心处有一小孔，可使粒子射出后垂直磁场沿OO ′方向进入匀强磁场区域，下列说法正确的是A ．如果带电粒子恰好从M 点射出，则带电粒子在匀强磁场中运动的轨迹半径可能是2RB ．如果带电粒子恰好从M 点射出，P 、Q 之间所加电压的大小为12kB 2R 2C ．若在P 、Q 两极板上所加直流电压为U 0，则带电粒子射出磁场时的速度大小为2kU 0D ．若在P 、Q 两极板上所加直流电压为U 0，则带电粒子在匀强磁场中运动的轨迹半径为B 2U 0k【答案】BC5．如图所示，一个静止的质量为m 、带电荷量为q 的粒子（不计重力），经电压U 加速后垂直进入磁感应强度为B 的匀强磁场，粒子在磁场中转半个圆周后打在P 点，设OP ＝x ，能够正确反映x 与U 之间的函数关系的是 【答案】B6．如图所示，空间有一垂直纸面向里的磁感应强度大小为0.5 T 的匀强磁场，一质量为0.2 kg 且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速度地放置一质量为0.05 kg 、电荷量q ＝－0.2 C 的滑块，滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为0.5，可认为滑块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．现对木板施加方向水平向左、大小为0.6 N 的恒力，g 取10 m/s 2.则A ．木板和滑块一直做匀加速运动B ．滑块先做匀加速运动后做匀速运动C ．最终滑块做速度为5 m/s 的匀速运动D ．最终木板做加速度为3 m/s 2的匀加速运动 【答案】CD7．如图所示，从S 处发出的热电子经加速电压U 加速后垂直进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，发现电子流向上极板偏转。

高中物理学习材料（精心收集**整理制作）《带电粒子在匀强电场中的运动》习题精选一、选择题1、要使氢离子和一价锂离子垂直进入同一偏转电场，射出偏转电场时的价转角相同，这些离子进入电场时具有相同值的物理量是（）A、动能B、动量C、速度D、加速度2、如图所示是真空中A、B两板间的匀强电场，一电子由A板无初速释放运动到B板，设电子在前一半时间内和后一半时间内的位移分别为和；在前一半位移和后一半位移所经历的时间分别是和，下面选项正确的是（）A、B、C、D、3、带电粒子从静止出发经过电压为的电场加速后，垂直进入电压力的偏转匀强电场，当粒子离开偏转电场时们移距离为y，要使y增大为原来的2倍，可供选用的方法有（）A、使减小为原来的1/2B、使增大为原来的2倍C、使偏转电场极板长度增大为原来的2倍D、使偏转电场极板间的距离城小为原来的l/24．下列的带电粒子从静止开始经同一电压为U的电场加速后，速度最大的是（）A．质子B．氘核C．粒子D．钠离子5．让质子和钢核的混合物以垂直于场强方向进入匀强电场，他们出电场时的偏转相同，则他们进入电场时具有相同的（）A．速度B．动能C．动量D．加速度6．电子以初速度沿垂直场强方向射入两平行金属板中间的匀强电场中，现增大两板间的电压，但仍能使电子穿过该电场，则电子穿越平行板间的电场所需时间（）A．随电压的增大而减小B．随电压的增大而增大C．与电压的增大无关D．不能判定是否与电压增大有关7．有一带电粒子沿图中的虚线穿过一匀强电场，不计粒子的重力，则粒子从A到B的过程中，一定是（）A．电势能逐渐减少B．动能不断地变小C．电势能和动能都是先增大后减小D．电势能和动能的总和保持不变8．带电粒子垂直场强方向进人匀强电场，仅在电场力作用下发生偏转，在这一过程中带电粒子的（）A．电势能增加，动能减小B．电势能减小，动能增加C．机械能保持不变D．电势能的减小大于机械能的增加9．一电子从静止开始经电压为的加速电场加速后，又沿垂直场强方向进入电压为的匀强偏转电场，它通过偏转电场发生的侧移为，现要使减小一些，则应（）A．、都增大B．、都减小C．减小，增大D．增大，减小10．有三个质量相等的小球，一个带正电荷，一个带负电荷，再一个不带电，分别以相同的水平速度由P点射入水平放置的平行金属板间，他们分别落在下板的A、B、C三处，已知两金属板的上板带负电荷，下板接地，如图所示，下列判断正确的是（）A．落在A、B、C、三处的小球分别是带正电荷、不带电的、带负电荷的B．三小球在该电场中的加速度大小关系是C．三小球从进入电场至落到下板所用的时间相等D．三小球到达下板时动能大小关系是11．如图所示，用绝缘细线拴一个带负电的小球，让它在竖直向下的匀强电场中绕O点做竖直平面内的圆周运动，、两点分别是圆周的最高点和最低点，则（）A．小球经过点时，线中的张力最小B．小球经过点时，电势能最小C．小球经过点时，电势能最小D．小球经过点时，机械能最小12．如图所示，一带电小球用丝线悬挂在水平方向的匀强电场中，小球保持静止状态，现烧断悬线，则小球将在电场中做（）A．自由落体运动B．匀变速曲线运动C．变加速直线运动D．匀变速直线运动13．一带电粒子从两平行金属板左侧中央平行于极板飞入匀强电场，且恰能从右侧极板边缘飞出，若粒子的初动能增大一倍，要使他仍从右侧边缘飞出（不计重力），则应（）A．将极极长度变为原来的2倍B．将两极板间的电压增大为原来的2倍C．将两极板的带电量减为原来的倍D．将电压减为一半，同时将极板长度增加1倍14．如图所示，A、B为水平放置的平行金属板，两板相距，分别与电源两极相连，两板的中央各有小孔M和N，今有一带电质点，自A板上方相距为的P点静止开始自由下落，P、M、N在同一竖直线上，空气阻力不计，质点到达N孔时速度恰好为零，然后沿原路径返回，若保持两板间电压不变，则A．把A极向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回B．把A板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落C．把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回D．把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落二、填空题1．如图所示，水平放置的平行金属板A、B间距为，带电粒子的电荷量为，质量为，当粒子以速率从两板中央处水平飞入两板间，两极板上不加电压时，恰好从下板边缘飞出．若给A、B加上一电压U，则粒子恰好从上板边缘飞出，那么所加的电压______．2．两平行板电容器的电容之比，电荷量之比，若两个电子分别从电容器的负极板运动到正极板，他们的动能增量之比_______．3．一个质量为、电荷量为的带电粒子，以平行于电场的初速射入匀强电场，并只在电场力作用下在电场中运动，经过时间，带电粒子具有的电势能与刚射入电场时具有的电势能相同，则此匀强电场的场强_____．这一过程中带电粒子通过的路程是______．4、如图所示，一束正离子由a、b、c三种粒子组成，它们的带电量相同，以相同的速度垂直进入同一匀强电场中，并打在极板B上的a、b、c三点．则三粒子的质量大小关系为_____．三、计算题1．如图所示，一个质量为，电荷量为的小物体，可在水平绝缘轨道上运动，O端有一与轨道垂直的固定墙，轨道处于匀强电场中，场强大小为E，方向沿方向．小物体以初速从位置沿轨道运动，受到大小不变的摩擦力的作用，且，设小物体与墙壁碰撞时不损失机械能，且保持电量不变，求它在停止运动前所通过的总路程．答案：一、1、A 2、D 3、ABD 4．A 5．B 6．C 7．D 8．B 9．D 10．AB 11．CD 12．D 13．BD14．ACD二、1．．2．．3．，．4、．三、1．。

人教版物理选修3-1第三章专题复习1：带电粒子在复合场中的运动一、多选题。

1. 如图所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，电场方向水平向右，磁场方向垂直于纸面（未画出），一带电微粒刚好能沿直线斜向上运动，下列说法正确的是（）A.磁场方向一定垂直于纸面向里B.微粒一定带负电C.微粒的电势能一定增加D.微粒的机械能一定增加2. 如图所示，一个带负电的油滴以水平向右的速度v进入一个方向垂直纸面向外的匀强磁场B后，保持原速度做匀速直线运动．如果使匀强磁场发生变化，则下列判断中正确的是（）A.磁场B减小，油滴动能增加B.磁场B增大，油滴机械能不变C.使磁场方向反向，油滴动能减小D.使磁场方向反向后再减小，油滴重力势能减小3. 一质量为m、电荷量为−q的圆环，套在与水平面成θ角的足够长的粗糙细杆上，圆环的直径略大于杆的直径，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向水平且垂直于杆．现给圆环—沿杆向上的初速度v0（取初速度v0的方向为正方向），以后的运动过程中圆环运动的速度图像可能是（）A. B.C. D.二、选择题。

如图所示，两个倾角分别为30∘和60∘的光滑斜面同定于水平面上，并处于方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中．两个质量均为m、带电荷量均为+q的小滑块甲和乙分别从两个斜面顶端由静止释放，运动一段时间后，两小滑块都将飞离斜面，在此过程中（）A.甲滑块飞离斜面瞬间的速度比乙滑块飞离斜面瞬间的速度大B.甲滑块在斜面上运动的时间比乙滑块在斜面上运动的时间短C.甲滑块在斜面上运动的位移与乙滑块在斜面上运动的位移大小相同D.两滑块飞离斜面时，下滑的高度相等绝缘光滑斜面与水平面成α角，一质量为m、电荷量为−q的小球从斜面上高ℎ处，以初速度为v0、方向与斜面底边MN平行射入，如图所示，整个装置处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向平行于斜面向上．已知斜面足够大，小球能够沿斜面到达底边MN．则下列判断正确的是（）A.小球在斜面上做非匀变速曲线运动B.小球到达底边MN的时间t=√2ℎg sin2αcosαC.匀强磁场磁感应强度的取值范围为B≤mgqv0D.匀强磁场磁感应强度的取值范围为B≥mg cosαqv0三、解答题。

带电粒子在复合场中的运动 专题练习一、选择题考点一 带电粒子在有界磁场中的运动1. (多选)如图1所示，正方形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，有两个质子从A 点沿AB 方向垂直进入磁场，质子1从顶点C 射出，质子2从顶点D 射出，设质子1的速率为v 1，在磁场中的运动时间为t 1，质子2的速率为v 2，在磁场中的运动时间为t 2，则( )图1A ．v 1∶v 2＝1∶2B ．v 1∶v 2＝2∶1C ．t 1∶t 2＝1∶2D ．t 1∶t 2＝2∶1答案 BC解析 由题图可知质子1的半径为正方形的边长L ，质子2的半径为L2，根据洛伦兹力充当向心力可得：Bq v ＝m v 2R 可得：v ＝BqRm ，故速度之比等于半径之比，故v 1∶v 2＝2∶1，故A错误，B 正确；由T ＝2πmBq 可知，两粒子的周期相同，但由题图可知，质子1转过的圆心角为90°，而质子2转过的圆心角为180°，则可知，所用时间之比等于转过的圆心角之比，故t 1∶t 2＝90°∶180°＝1∶2，故C 正确，D 错误．2.如图2所示，直线MN 上方有垂直纸面向里的匀强磁场，电子1从磁场边界上的a 点垂直MN 和磁场方向射入磁场，经t 1时间从b 点离开磁场．之后电子2也由a 点沿图示方向以相同速率垂直磁场方向射入磁场，经t 2时间从a 、b 连线的中点c 离开磁场，则t 1t 2为( )图2A.23 B ．2 C.32 D ．3 答案 D解析 粒子在磁场中都做匀速圆周运动，根据题意画出粒子的运动轨迹，如图所示： 电子1垂直射进磁场，从b 点离开，则运动了半个圆周，ab 即为直径，c 点为圆心，电子2以相同速率垂直磁场方向射入磁场，经t 2时间从a 、b 连线的中点c 离开磁场，根据半径公式r ＝m vBq 可知，粒子1和2的半径相等，根据几何关系可知，△aOc 为等边三角形，则粒子2转过的圆心角为60°，所以粒子1运动的时间为t 1＝T 2＝πmBq ，粒子2运动的时间为t 2＝T 6＝πm 3Bq ，所以t 1t 2＝3.3. (多选)如图3所示，分布在半径为r 的圆形区域内的匀强磁场，磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里．电荷量为q 、质量为m 的带正电的粒子从磁场边缘A 点沿圆的半径AO 方向射入磁场，离开磁场时速度方向偏转了60°角．(不计粒子的重力)则( )图3A ．粒子做圆周运动的半径为3rB ．粒子的入射速度为3Bqr mC ．粒子在磁场中运动的时间为πm3qBD ．粒子在磁场中运动的时间为2πmqB答案 ABC解析 设带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为R ，如图所示，∠OO ′A ＝ 30°，由图可知，粒子运动的半径R ＝O ′A ＝3r ，选项A 正确；根据牛顿运动定律，有：Bq v ＝m v 2R得：v ＝qBRm故粒子的入射速度v ＝3Bqrm，选项B 正确；由几何关系可知，粒子运动轨迹所对应的圆心角为60°，则粒子在磁场中运动的时间t ＝16·T ＝16·2πm qB ＝πm3qB，选项C 正确，D 错误．4.如图4所示，正六边形abcdef 区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场．一带正电的粒子从f 点沿fd 方向射入磁场区域，当速度大小为v b 时，从b 点离开磁场，在磁场中运动的时间为t b ，当速度大小为v c 时，从c 点离开磁场，在磁场中运动的时间为t c ，不计粒子重力．则( )图4A ．v b ∶v c ＝1∶2，t b ∶t c ＝2∶1B ．v b ∶v c ＝2∶1，t b ∶t c ＝1∶2C ．v b ∶v c ＝2∶1，t b ∶t c ＝2∶1D ．v b ∶v c ＝1∶2，t b ∶t c ＝1∶2 答案 A解析 带正电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，运动轨迹如图所示，由几何关系得，r c ＝2r b ，θb ＝120°，θc ＝60°，由q v B ＝m v 2r 得，v ＝qBr m ，则v b ∶v c ＝r b ∶r c ＝1∶2,又由T ＝2πm qB ，t ＝θ2πT 和θb ＝2θc 得t b ∶t c ＝2∶1，故选项A 正确，B 、C 、D 错误．考点二 带电粒子在磁场中运动的临界问题5.如图5所示，比荷为em 的电子垂直射入宽度为d 、磁感应强度为B 的匀强磁场区域，则电子能从左边界射出这个区域，可具有的最大初速度为( )图5A.2eBd mB.eBd mC.eBd 2mD.2eBdm答案 B解析 要使电子能从左边界射出这个区域，则有R ≤d ，根据洛伦兹力提供向心力，可得R ＝mv Be ≤d ，则可具有的最大初速度为v ＝eBd m，B 正确． 6．如图6所示，真空中狭长区域内的匀强磁场的磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里，区域宽度为d ，边界为CD 和EF ，速度为v 的电子从边界CD 外侧沿垂直于磁场方向射入磁场，入射方向跟CD 的夹角为θ，已知电子的质量为m 、带电荷量为e ，为使电子能从另一边界EF 射出，电子的速率应满足的条件是( )图6A ．v ＞Bed m (1＋cos θ)B ．v ＜Bedm (1＋cos θ)C ．v ＞Bedm (1＋sin θ)D ．v ＜Bedm (1＋sin θ)答案 A解析 由题意可知电子从EF 射出的临界条件为到达边界EF 时，速度与EF 平行，轨迹与EF 相切，如图所示．由几何知识得R ＋R cos θ＝d ，R ＝m v 0eB ，解得v 0＝Bedm (1＋cos θ)， 当v ＞v 0时，即能从EF 射出．考点三 带电粒子在叠加场中的运动7．(多选)一个带电微粒在如图7所示的正交匀强电场和匀强磁场中的竖直平面内做匀速圆周运动，重力不可忽略，已知轨迹圆的半径为r ，电场强度的大小为E ，磁感应强度的大小为B ，重力加速度为g ，则( )图7A ．该微粒带正电B ．带电微粒沿逆时针旋转C ．带电微粒沿顺时针旋转D ．微粒做圆周运动的速度为gBrE答案 BD解析 带电微粒在重力场、匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动，可知，带电微粒受到的重力和电场力是一对平衡力，重力竖直向下，所以电场力竖直向上，与电场方向相反，故可知该微粒带负电，A 错误；磁场方向向外，洛伦兹力的方向始终指向圆心，由左手定则可判断微粒的旋转方向为逆时针(四指所指的方向与带负电的微粒的运动方向相反)，B 正确，C 错误；由微粒做匀速圆周运动，知电场力和重力大小相等，得：mg ＝qE ① 带电微粒在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动的半径为： r ＝m vqB ②联立①②得：v ＝gBrE，D 正确．8.如图8所示，竖直平面内，匀强电场方向水平向右，匀强磁场方向垂直于纸面向里，一质量为m 、带电荷量为q 的粒子以速度v 与磁场方向垂直，与电场方向成45°角射入复合场中，恰能做匀速直线运动，则关于电场强度E 和磁感应强度B 的大小，正确的是(重力加速度为g )( )图8A ．E ＝mg q ，B ＝2mg q vB ．E ＝2mg q ，B ＝mgq vC ．E ＝mg q ，B ＝mgq vD ．E ＝2mg q ，B ＝2mgq v答案 A解析假设粒子带负电，则其所受电场力方向水平向左，洛伦兹力方向斜向右下方与v垂直，可以从力的平衡条件判断出这样的粒子不可能做匀速直线运动，所以粒子应带正电荷，受力情况如图所示．根据合外力为零得mg＝q v B sin 45°qE＝q v B cos 45°联立以上两式可得B＝2mgq v，E＝mgq.考点四带电粒子在组合场中的运动9．(多选)如图9所示，A板发出的电子(重力不计)经加速后，水平射入水平放置的两平行金属板M、N间，M、N之间有垂直纸面向里的匀强磁场，电子通过磁场后最终打在荧光屏P 上，关于电子的运动，下列说法中正确的是()图9A．当滑动触头向右移动时，电子打在荧光屏的位置上升B．当滑动触头向右移动时，电子通过磁场区域所用时间不变C．若磁场的磁感应强度增大，则电子打在荧光屏上的速度大小不变D．若磁场的磁感应强度增大，则电子打在荧光屏上的速度变大答案AC解析当滑动触头向右移动时，电场的加速电压增大，加速后电子动能增大，进入磁场时的初速度增大，向下偏转程度变小，打在荧光屏的位置上升；在磁场中运动对应的圆心角变小，运动时间变短，选项A正确，B错误；磁感应强度增大，电子在磁场中运动速度大小不变，打在荧光屏上的速度大小不变，选项C正确，D错误．10.如图10所示，有理想边界的匀强磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B，某带电粒子的比荷(电荷量与质量之比)大小为k，由静止开始经电压为U的电场加速后，从O点垂直射入磁场，又从P点穿出磁场．下列说法正确的是(不计粒子所受重力)()图10A ．如果只增加U ，粒子可以从dP 之间某位置穿出磁场B ．如果只减小B ，粒子可以从ab 边某位置穿出磁场C ．如果既减小U 又增加B ，粒子可以从bc 边某位置穿出磁场D ．如果只增加k ，粒子可以从dP 之间某位置穿出磁场 答案 D解析 由已知可得qU ＝12m v 2，k ＝q m ，r ＝m v qB ，解得r ＝2kUkB .对于选项A ，只增加U ，r 增大，粒子不可能从dP 之间某位置穿出磁场．对于选项B ，粒子电性不变，不可能向上偏转从ab 边某位置穿出磁场．对于选项C ，既减小U 又增加B ，r 减小，粒子不可能从bc 边某位置穿出磁场．对于选项D ，只增加k ，r 减小，粒子可以从dP 之间某位置穿出磁场． 二、非选择题11．(带电粒子在有界磁场中的运动)在以坐标原点O 为圆心、半径为r 的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图11所示．一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x 轴的交点A 处以速度v 沿－x 方向射入磁场，它恰好从磁场边界与y 轴的交点C 处沿＋y 方向飞出．图11(1)请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷qm；(2)若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为B ′，该粒子仍从A 处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角，求磁感应强度B ′多大？此次粒子在磁场中运动所用时间t 是多少？ 答案 (1)负电荷v Br (2)33B 3πr3v解析 (1)由粒子的运动轨迹(如图)，利用左手定则可知，该粒子带负电荷． 粒子由A 点射入，由C 点飞出，其速度方向改变了90°，则粒子轨迹半径R ＝r ，又q v B ＝m v 2r ，则粒子的比荷q m ＝vBr.(2)设粒子从D 点飞出磁场，速度方向改变了60°角，故AD 弧所对圆心角为60°，粒子做圆周运动的半径R ′＝r tan 30°＝ 3r ，又R ′＝m v qB ′，所以B ′＝33B ，粒子在磁场中运动所用时间t ＝16T ＝16×2πR ′v ＝3πr3v.12．(带电粒子在组合场中的运动)如图12所示xOy 坐标系，在第二象限内有水平向右的匀强电场，在第一、第四象限内分别存在匀强磁场，磁感应强度大小相等，方向如图所示．现有一个质量为m 、电量为＋q 的带电粒子在该平面内从x 轴上的P 点，以垂直于x 轴的初速度v 0进入匀强电场，恰好经过y 轴上的Q 点且与y 轴成45°角射出电场，再经过一段时间又恰好垂直于x 轴进入第四象限的磁场．已知OP 之间的距离为d (不计粒子的重力)．求：图12(1)O 点到Q 点的距离； (2)磁感应强度B 的大小；(3)带电粒子自进入电场至在磁场中第二次经过x 轴所用的时间． 答案 (1)2d (2)m v 02qd (3)(7π＋4)d2v 0解析 (1)设Q 点的纵坐标为h ，到达Q 点的水平分速度为v x ，P 到Q 受到恒定的电场力与初速度垂直，为类平抛运动，则由类平抛运动的规律可知 竖直方向匀速直线运动，h ＝v 0t 1水平方向匀加速直线运动的平均速度v ＝0＋v x2，则d ＝v x t 12根据速度的矢量合成tan 45°＝v xv 0，解得h ＝2d .(2)粒子运动轨迹如图所示，由几何知识可得，粒子在磁场中的运动半径R ＝22d 由牛顿第二定律q v B ＝m v 2R ，解得R ＝m vqB由(1)可知v ＝v 0cos 45°＝2v 0联立解得B ＝m v 02qd.(3)在电场中的运动时间为t 1＝2d v 0在磁场中，由运动学公式T ＝2πRv在第一象限中的运动时间为t 2＝135°360°·T ＝38T在第四象限内的运动时间为t 3＝T2带电粒子自进入电场至在磁场中第二次经过x 轴所用的时间为t ＝t 1＋t 2＋t 3＝(7π＋4)d2v 0.。

人教版物理选修3-1第一章第九节带电粒子在电场中的运动练习（附答案）带电粒子在电场中的运动练习一、选择题：1、质子和氘核垂直射入两平行金属板间的匀强电场中，它们从电场中射出时偏离的距离相等，由此可知射入电场时（）A 、质子的动能是氘核动能的2倍B 、质子的动能与氘核动能相等C 、质子的速度是氘核速度的2倍D 、质子的动量是氘核动量的2倍2、质量为m ，带电量为Q 的带电微粒从A 点以竖直向上的速度v 0射入电场强度为E 的沿水平方向的匀强电场中，如图所示，当微粒运动到B 点时速度方向变为水平方向，大小仍为v 0，已知微粒受到的电场力和重力大小相等，以下说法中正确的是( )A 、微粒在电场中做匀变速运动B 、 A 、B 两点间电势差是qmv U 220C 、由A 点到B 点微粒的动能没有变化D 、从A 点到B 点合力对微粒做功为零B v 0E v 0 +3、带电粒子从静止出发经过电场加速后，垂直进入偏转电场，当离开偏转电场时，决定带电粒子侧移距离大小的因素是（）A 、带电粒子质量越大，侧移越大B 、带电粒子电量越大，侧移越大C 、加速电压越低，侧移越大D 、偏转电压越高，侧移越大4、如图所示，带电粒子以平行极板的初速度从左侧中央飞入匀强电场，恰能从右侧擦极板边缘飞出电场（重力不计），若带电粒子的初动能增大为原来的2倍，而仍能使其擦极板边缘飞出，则可采取的措施为（） A 、将板的长度变为原来的2倍 B 、将板之间距离变为原来的12C 、将两板之间电压变为原来的两倍D 、以上措施均不对5、如图所示，G 为灵敏电流计，在平行板电容器中有一带电油滴恰好处于静止状态.现保持电容器两极正对面积不变，改变两板间距离，发现电流计中有自a 向b 的电流通过，油滴将（）A 、向下做加速运动B 、向上做加速运动C 、可以向上或向下运动D 、仍处于静止状态6、如图所示，一带电粒子以速度v0沿垂直电场的方向进入匀强电场，两极板间的电压为U，射出电场后偏转距离为y，要使y减小，可以采取的方法是（）A、只提高粒子进入电场的速率B、只增大两极板间的电压C、只增大两极板间的距离dD、只增大两极板的长度L7、如图所示，A、B两个虚线同心圆是点电荷电场中的两个等势面，a、b分别是两圆上的两点，实线是负点电荷的运动轨迹，则（）A、在0点的场电荷是正电荷B、a、b点的电势U Ua b<C、a、b点的场强E Ea b<d、－q在a点的电势能大于在b点的电势能< bdsfid="112"p=""></d、－q在a点的电势能大于在b点的电势能<>二、填空题：1、如图所示，在匀强电场中，质子和α粒子从正极板开始由静止出发达到负极板.已知质子和α粒子电量之比为q q1212：：=，质量之比为m m1214：：=，则它们到达负极板时的速度之比v v12：＝_____________.2、如图所示，空间某个区域内有场强大小为E 的匀强电场，电场的边界MN 和PQ 是间距为d 的两个平行平面，如果匀强电场的方向第一次是垂直于MN 指向PQ 界面，第二次是和MN 界面平行，在这两种情况下，一个带电量为q 的质点以恒定的初速垂直于MN 界面进入匀强电场，带电质点从PQ 界面穿出电场时动能相等，则带电质点进入电场时的初动能是_______________.3、来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压为U kV =800的直线加速器，形成电流强度为I mA =1的细柱形质子流.已知质子电荷e C =?-1601019..这束质子流每秒打到靶上的质子数为______________.假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距l l 和4的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n n n n 1212和，则/=______________. 三、解答题：1、如图所示，直流电源两极间电压U=18V ，电容器A 和B 的电容分别为C F A =20μ和C F B =10μ，开始时开关S 断开，A 和B 都不带电.（1）把S 拨到位置1，A 的带电量Q A 等于多少？（2）然后把S 从位置1变换到位置2，则B 的带电量Q B 等于多少?（3）再把S 拨到位置1，然后又把S 换接到位置2，则B 的带电量Q B '将变为多少？ 1 2 。