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人教版高中物理选修3-1带电粒子在复合场中的运动练习题

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高中物理学习材料金戈铁骑整理制作带电粒子在复合场中的运动练习题1．在阴极射线管中电子流方向由左向右，其上方有一根通有如图1所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则图1阴极射线将A．向上偏转B．向下偏转C．向纸里偏转D．向纸外偏转2．一初速度为零的电子经电场加速后，垂直于磁场方向进入匀强磁场中，此电子在匀强磁场中做圆周运动可等效为一环状电流，其等效电流的大小A．与电子质量无关B．与电子电荷量有关C．与电子进入磁场的速度有关D．与磁场的磁感应强度有关3．(2010·郑州模拟)圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率沿着AO方向对准圆心O射入磁场，其运动轨迹如图2图2所示．若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是A．a粒子速率最大B．c粒子速率最大C．a粒子在磁场中运动的时间最长D．它们做圆周运动的周期T a<T b<T c 4．(2010·广安模拟)不计重力的负粒子能够在如图3所示的正交匀强电场和匀强磁场中匀速直线穿过．设产生匀强电场的两极板间电压为U，距离为d，匀强磁场的磁感图3应强度为B，粒子带电荷量为q，进入速度为v，以下说法正确的是A．若同时增大U和B，其他条件不变，则粒子一定能够直线穿过B．若同时减小d和增大v，其他条件不变，则粒子可能直线穿过C．若粒子向下偏，能够飞出极板间，则粒子动能一定减小D．若粒子向下偏，能够飞出极板间，则粒子的动能有可能不变5．如图4所示，在匀强电场和匀强磁场共存的区域内，电场的场强为E，方向竖直向下，磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里，一质量为m的带电粒子，在场区内的一竖直平面内做匀速圆周运动，则可判断该带电质点A．带有电荷量为mgE的正电荷B．沿圆周逆时针运动图4 C．运动的角速度为BgE D．运动的速率为EB 6．(2009·广东高考)如图5所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、强度为B的匀强磁场中．质量为m、带电量为＋Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑．在滑块下图5滑的过程中，下列判断正确的是A．滑块受到的摩擦力不变B．滑块到达地面时的动能与B的大小无关C．滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下D．B很大时，滑块可能静止于斜面上7．如图6所示，有一混合正离子束先后通过正交电场、磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子束在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径又相同，则说明这些图6正离子具有相同的A．动能B．质量C．电荷量D．比荷8．利用如图7所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数n，现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为b，厚为d，并加有与侧面垂直的匀强磁场B，当通以图示方向电流I时，在导体上、下表面间用电压表可测得电压为U.已知自由电子图7 的电荷量为e，则下列判断正确的是A．上表面电势高B．下表面电势高C．该导体单位体积内的自由电子数为IedbD．该导体单位体积内的自由电子数为BIeUb请将选择题答案填入表格中1 2 3 4 5 6 7 89、如图8所示，质量为m的带正电的小球能沿着竖直墙竖直滑下，磁感应强度为B的匀强磁场，方向水平并与小球运动方向垂直，若小球带正电量q，球与墙面的动摩擦因数为µ，则小球下落的最大速度为__________。

图8 10、如图9所示，一束电子（电量为e）以速度v垂直射入磁感强度为B，宽度为d的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是30°，则电子的质量是，穿透磁场的时间是。

图9 11、某塑料球成型机工作时，可以喷出速度v0＝10 m/s的塑料小球，已知喷出小球的质量m＝1.0×10－4 kg，并且在喷出时已带了q＝1.0×10－4 C的负电荷，如图10所示，小球从喷口飞出后，先滑过长d＝1.5 m的水平光滑的绝缘轨道，而后又过半径R＝0.4 m的圆弧形竖立的光滑绝缘轨道．今在水平轨道上加上水平向右的电场强度为E的匀强电场，小球将恰好从圆弧轨道的最高点M处水平飞出；若再在圆形轨道区域加上垂直于纸面向里的匀强磁场后，小球将恰好从圆形轨道上与圆心等高的N点脱离轨道落入放在N点下方地面上接地良好的金属容器内，g＝10 m/s2，求：(1)所加电场的电场强度E；(2)所加磁场的磁感应强度B. 图10（提示：正确理解两个“恰好”：1.重力恰好提供向心力，2.洛伦兹力恰好提供向心力。

）12．(2009·天津高考)如图11所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为B，方向垂直xOy平面向里，电场线平行于y轴．一质量为m、电荷量为q的带正图11电的小球，从y轴上的A点水平向右抛出，经x轴上的M点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，MN之间的距离为L，小球过M点时的速度方向与x轴正方向夹角为θ.不计空气阻力，重力加速度为g，求：(1)电场强度E的大小和方向；(2)小球从A点抛出时初速度v0的大小；(3)A点到x轴的高度h.姓名：带电粒子在磁场和复合场中的运动练习题答案1解析：由安培定则知电流下方磁场方向垂直于纸面向里，阴极射线管内的电子带负电，根据左手定则知电子应向下偏转，故选B 项．答案：B2．解析：电子在磁场中做圆周运动的周期T ＝2πm eB ，环形电流的等效电流I ＝e T ＝e 2B2πm .由上式可以看出，电流大小与电量、磁场、质量有关，故B 、D 两项正确，A 、C 错误．答案：BD3解析：由于三个带电粒子的质量、电荷量均相同，在同一个磁场中，根据q v B ＝m v 2r ，可得：r ＝m v qB ，当速度越大时、轨道半径越大，选项A 错误、B 正确；由于T ＝2πm qB 及t ＝θ2π×T 可知，三粒子运动周期相同，a 在磁场中运动的偏转角最大，对应时间最长，选项C 正确、D 错误．答案：BC4．解析：粒子能够直线穿过，则有q U d ＝q v B ，即v ＝UBd ，若U 、B 增大的倍数不同，粒子不能沿直线穿过，A 项错，同理B 项正确；粒子向下偏，电场力做负功，又W 洛＝0，所以ΔE k <0，C 项正确，D 项错．答案：BC5．解析：带电粒子在竖直平面内做匀速圆周运动，有mg ＝qE ，求得电荷量q ＝mgE ，根据电场强度方向和电场力方向判断出粒子带负电，A 错．由左手定则可判断粒子沿顺时针方向运动，B 错．由q v B ＝m v ω得ω＝qB m ＝mgB Em ＝gB E ，C 正确．在速度选择器装置中才有v ＝EB ，故D错．答案：C6． 解析：如图所示，由左手定则知C 正确．而 F ＝μF N ＝μ(mg cos θ＋BQ v )要随速度增加而变大，A 错误．若滑块滑到底端已达到匀速运动状态，应 有F ＝mg sin θ，可得v ＝mg BQ (sin θμ－cos θ)，可看到v 随B 的增大而减小．若在滑块滑到底端时还处于加速运动状态，则在B 越强时，F 越大，滑块克服阻力做功越多，到达斜面底端的速度越小，B 错误．当滑块能静止于斜面上时应有mg sin θ＝μmg cos θ，即μ＝tan θ，与B 的大小无关，D 错误．答案：C7．解析：设电场的场强为E ，由于正离子在区域Ⅰ里不发生偏转，则Eq ＝B 1q v ，得v ＝EB 1；当正离子进入区域Ⅱ时，偏转半径又相同，所以R ＝m v B 2q ＝m E B 1B 2q ＝EmB 1B 2q，故选项D 正确．答案：D8．解析：画出平面图如图所示，由左手定则可知，自由电子向上表面偏转，故下表面电势高，故B 正确，A 错误．再根据e Ud ＝e v B ，I ＝neS v ＝nebd v 得n ＝BIeUb，故D 正确，C 错误． 答案：BD9、解析：小球下落过程中受竖直向下重力、水平向右的洛伦兹力、水平向左的弹力和竖直向上的摩擦力，当小球达到最大速度时，重力与摩擦力平衡，即：mg=µF N =µqvB ，则得：v=mg/µqB10、解析：由图中几何关系的：电子作圆周运动的运动半径R=2d (1)对电子由牛顿第二定律得：qvB=mv 2/R (2)由(1)(2)得：m = 2edB/vT=2πm/eB t=300T/3600= πm/6eB图9 11． 解析：(1)设小球在M 点的速率为v 1，只加电场时对小球在M 点由牛顿第二定律得：mg ＝m v 21R在水平轨道上，对小球由动能定理得：-qEd ＝12m v 21－12m v 20 由以上两式解之得：E ＝32 V/m(2)设小球在N 点速率为v 2，在N 点由牛顿第二定律得：q v 2B ＝m v 22R从M 到N 点，由机械能守恒定律得： mgR ＋12m v 21＝12m v 22 解得：B ＝53 T.答案：(1)32 V/m (2)5 3 T12． 解析：(1)小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动，其所受电场力必须与重力平衡，有qE ＝mg ① E ＝mgq②重力的方向是竖直向下的，电场力的方向则应为竖直向上，由于小球带正电，所以电场强度方向竖直向上．(2)小球做匀速圆周运动，O ′为圆心，MN 为弦长， ∠MO ′P ＝θ，如图所示．设半径为r ，由几何关系知L2r＝sin θ ③ 小球做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，设小球做圆周运动的速率为v ，有 q v B ＝m v 2r ④由速度的合成与分解知v 0v ＝cos θ ⑤ 由③④⑤式得v 0＝qBL 2m cot θ. ⑥(3)设小球到M 点时的竖直分速度为v y ，它与水平分速度的关系为 v y ＝v 0tan θ ⑦ 由匀变速直线运动规律知v 2y ＝2gh ⑧ 由⑥⑦⑧式得h ＝q 2B 2L 28m 2g.答案：(1)mg q 方向竖直向上 (2)qBL2m cot θ(3)q 2B 2L 28m 2g。

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高中物理选修3-1第三章磁场专题：带电粒子在复合场中的运动

高中物理选修3-1第三章磁场专题：带电粒子在复合场中的运动

第三章磁场专题--带电粒子在复合场中的运动一、单选题（本大题共6小题，共24.0分）1.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。

设两极板间电场强度为E，磁感应强度为B,欲使电子沿直线从电场和磁场区域通过，只采取下列措施，其中可行的是（）。

A. 适当减小磁感应强度BB. 适当减小电场强度EC. 适当增大加速电场极板之间的距离D. 适当减小加速电压U2.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h，如图所示，不计空气阻力，则( )A. ℎ1=ℎ2=ℎ3B. ℎ1>ℎ2>ℎ3C. ℎ1=ℎ2>ℎ3D. ℎ1=ℎ3>ℎ23.如图所示，两极板水平放置的平行板电容器间形成匀强电场．两极板相距为d.一带负电的微粒从上板M的边缘以初速度v0射入，沿直线从下极板的边缘射出．已知微粒的电荷量为q、质量为m.下列说法不正确的是()A. 微粒运动的加速度为0B. 微粒的电势能减小了mgdC. 两极板间的电势差为mgd/qD. M极板的电势高于N板的电势4.如图所示，两平行的带电金属板水平放置。

若在两板中间a点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态。

现将两板绕过a点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转45°，再由a点从静止释放一同样的微粒，改微粒将A. 保持静止状态B. 向左上方做匀加速运动C. 向正下方做匀加速运动D. 向左下方做匀加速运动5.如图所示，A、B为水平正对放置的平行金属板，板间距离为d．一质量为m的带电油滴在两金属板之间，油滴运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比．将油滴由静止释放，若两金属板间的电压为零，一段时间后油滴以速率v匀速下降．若两金属板间加电压U，一段时间后油滴以速率2v匀速上升．由此可知油滴所带电荷量的大小为（）A. mgdU B. 2mgdUC. 3mgdUD. 4mgdU6.为了利用海洋资源，海洋工作者有时根据水流切割地磁场所产生的感应电动势来测量海水的流速。

人教版高二物理选修3-1《带电粒子在组合场、复合场中的运动》综合练习卷

人教版高二物理选修3-1《带电粒子在组合场、复合场中的运动》综合练习卷

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。

人教版高中物理选修3-1《带电粒子在复合场中的运动》同步练习

人教版高中物理选修3-1《带电粒子在复合场中的运动》同步练习

高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）《带电粒子在复合场中的运动》同步练习一、单项选择题(每小题6分，共42分)1.质量和电量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是()A．M带负电，N带正电B．M的速率小于N的速率C．洛伦兹力对M、N做正功D．M的运行时间大于N的运行时间2．如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入磁场，其运动轨迹如图．若带电粒子只受磁场力的作用．则下列说法正确的是()A．a粒子动能最大B．c粒子速率最大C．b粒子在磁场中运动时间最长D．它们做圆周运动的周期T a<T b<T c3．如图所示，a和b是从A点以相同的动能射入匀强磁场的两个带等量电荷的粒子运动的半圆形轨迹，已知其半径r a＝2r b，由此可知()A．两粒子均带正电，质量比m am b＝41B．两粒子均带负电，质量比m am b＝4 1C．两粒子均带正电，质量比m am b＝14D．A、B、C都不对4．粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电荷．让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动．已知磁场方向垂直于纸面向里．如图中的四个图中，能正确表示两粒子运动轨迹的是()5．如图所示，ab 是一弯管，其中心线是半径为R 的一段圆弧，将它置于一给定的匀强磁场中，方向垂直纸面向里．有一束粒子对准a 端射入弯管，粒子的质量、速度不同，但都是一价负粒子，则下列说法正确的是( )A ．只有速度大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管B ．只有质量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管C ．只有质量和速度乘积大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管D ．只有动能大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管6．回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示．它的核心部分是两个D 形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速．两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出．如果用同一回旋加速器分别加速氚核(31H)和α粒子(42He)，比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大速度的大小，有( )A ．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大速度也较大B ．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大速度较小C ．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大速度也较小D ．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大速度较大7．在竖直放置的光滑绝缘环中，套有一个带负电－q ，质量为m 的小环，整个装置放在如图所示的正交电磁场中，电场强度E ＝mgq ，当小环c 从大环顶端无初速下滑时，在滑过什么弧度时，所受洛伦兹力最大( )A.π4B.π2C.3π4D ．π二、多项选择题(每小题8分，共24分)8．运动电荷进入磁场后(无其他场)，可能做( ) A ．匀速圆周运动 B ．匀速直线运动 C ．匀加速直线运动D ．平抛运动 9．在匀强磁场中，一个带电粒子做匀速圆周运动，如果又顺利垂直进入另一磁感应强度是原来磁感应强度2倍的匀强磁场中做匀速圆周运动，则( )A ．粒子的速率加倍，周期减半B ．粒子的速率不变，轨道半径减半C ．粒子的速率减半，轨道半径变为原来的14D ．粒子速率不变，周期减半10．如图是质谱仪的工作原理示意图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B 和E .平板S 上有可让粒子通过的狭缝P 和记录粒子位置的胶片A 1A 2.平板S 下方有磁感应强度为B 0的匀强磁场．下列表述正确的是( )A ．质谱仪是分析同位素的重要工具B ．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C ．能通过狭缝P 的带电粒子的速率等于EBD ．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P ，粒子的比荷越小 三、非选择题(共34分)11．(16分)如图所示，正、负电子垂直磁场方向沿与边界成θ＝30°角的方向射入匀强磁场中，求在磁场中的运动时间之比．12．(18分)如图所示，在空间有一直角坐标系xOy ，直线OP 与x 轴正方向的夹角为30°，第一象限内有两个方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，直线OP 是他们的理想边界，OP 上方区域Ⅰ中磁场的磁感应强度为B .一质量为m ，电荷量为q 的质子(不计重力，不计质子对磁场的影响)以速度v 从O 点沿与OP 成30°角的方向垂直磁场进入区域Ⅰ，质子先后通过磁场区域Ⅰ和Ⅱ后，恰好垂直打在x 轴上的Q 点(图中未画出)，试求：(1)区域Ⅱ中磁场的磁感应强度大小； (2)Q 点到O 点的距离．《带电粒子在复合场中的运动》同步练习答案1．解析：选A.根据左手定则可知N 带正电，M 带负电，A 正确；因为r ＝m vBq ，而M 的半径大于N 的半径，所以M 的速率大于N 的速率，B 错误；洛伦兹力不做功，C 错误；M 和N 的运行时间都为t ＝πmBq，D 错误．故选A. 2．B 由运动轨迹可知r a <r b <r c ，根据r ＝mvqB ，可知v c >v b >v a ，所以A 错，B 对；根据运动轨迹对应的圆心角及周期公式，可知a 粒子在磁场中运动时间最长，它们的周期相等，C 、D 错．3．B 由r ＝mv qB 和E k ＝12mv 2得，r ＝2mE k qB ，由于q 、B 、E k 都相同，所以m a m b ＝r 2a r 2b＝41，由左手定则可判断两粒子都带负电，故B 正确．4．A 由洛伦兹力和牛顿第二定律，可得r 甲＝m 甲v q 甲B ，r 乙＝m 乙v q 乙B ，故r 甲r 乙＝2.由左手定则判断甲、乙两粒子所受洛伦兹力方向及其运动方向，可知选项A 正确．5．C 由R ＝mvqB 可知，在相同的磁场，相同的电荷量的情况下，粒子做圆周运动的半径决定于粒子的质量和速度的乘积．6．B 在回旋加速器中交流电源的周期等于带电粒子在D 形盒中运动的周期，即T ＝2πmqB ，周期正比于质量与电荷量之比，加速氚核的交流电源的周期较大，选项C 、D 错误；带电粒子在D 形盒中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律，有Bqv ＝mv 2r ，v ＝Bqrm ，当带电粒子运动的半径为D 形盒的最大半径时，运动有最大速度，由于磁感应强度B 和D 形盒的最大半径相同，所以带电粒子的电荷量与质量比值大的获得的速度大，氚核获得的最大速度较小，α粒子获得的最大速度较大，选项A 错误，选项B 正确．7.C 小圆环c 从大圆环顶点下滑过程中，重力和电场力对小圆环做功，当速度与重力和电场力的合力垂直时，外力做功最多，即速度最大，如图所示，可知C 选项正确．8．AB 运动电荷如果垂直磁场进入后做匀速圆周运动，即A 选项正确；如果运动电荷的速度跟磁场平行，则电荷做匀速直线运动，即B 选项正确．9．BD 由R ＝mvqB可知，磁场加倍半径减半，洛伦兹力不做功，速率不变，周期减半，故B 、D 选项正确．10．ABC 质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具，故A 选项正确；速度选择器中电场力和洛伦兹力是一对平衡力，即qvB ＝qE ，故v ＝EB ，根据左手定则可以确定，速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外，故B 、C 选项正确．粒子在匀强磁场中运动的半径r ＝mvqB 0，即粒子的比荷q m ＝vB 0r ，由此看出粒子的运动半径越小，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P ，粒子的比荷越大，故D 选项错误．11．1∶5解析：首先画出正、负电子在磁场中的运动轨迹如图所示，上边轨迹为正电子的，下边轨迹为负电子的，由几何知识知：正电子圆弧轨迹所对圆心角φ1＝2θ＝60°＝π3，而负电子的圆周轨迹所对圆心角φ2＝360°－2θ＝300°＝53π，由t ＝φ2πT ，得t 1＝φ12πT ，t 2＝φ22πT ，t 1∶t 2＝φ1∶φ2＝1∶5.12．(1)B ′＝2B (2)⎝⎛⎭⎪⎫3＋12mv qB解析：(1)设质子在匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ中做匀速圆周运动的轨道半径分别为r 1和r 2，区域Ⅱ中磁感应强度为B ′，由牛顿第二定律得qvB ＝m v 2r 1 qvB ′＝m v 2r 2粒子在两区域运动的轨迹如图所示，由几何关系可知，质子从A 点出匀强磁场区域Ⅰ时的速度方向与OP 的夹角为30°，故质子在匀强磁场区域Ⅰ中运动轨迹对应的圆心角为θ＝60°则△O 1OA 为等边三角形OA ＝r 1 r 2＝OA sin30°＝12r 1解得区域Ⅱ中磁感应强度为B ′＝2B (2)Q 点到O 点的距离为x ＝OA cos30°＋r 2 x ＝⎝⎛⎭⎪⎫3＋12mv qB。

人教版高中物理-有答案-人教版物理选修3-1第八章专题3：带电粒子在复合场中的运动(1)

人教版高中物理-有答案-人教版物理选修3-1第八章专题3：带电粒子在复合场中的运动(1)

人教版物理选修3-1第八章专题3：带电粒子在复合场中的运动（1）一、选择题。

1. 质量为m的物块，带电荷量为+Q，开始时让它静止在倾角为α=60∘的固定光滑绝缘斜面顶端，整个装置放在方向水平、大小为E=√3mg的匀强电场中，如图所示，斜Q面高为H，释放物块后，物块落地的速度大小为（）gH C.2√2gH D.2√gHA.(2+√3)gHB.√522. 如图所示，一带电荷量为+q、质量为m的小球，从光滑绝缘斜面轨道上的A点由静止下滑，然后沿切线进入竖直面内半径为R的光滑绝缘圆弧轨道，恰能到达圆弧轨道的最高点B．现在空间加一竖直向下的匀强电场，若仍从A点由静止释放该小球（小球的电荷量在运动过程中保持不变，不计空气阻力），则（）A.小球一定不能到达B点B.小球仍恰好能到达B点C.小球一定能到达B点，且在B点对轨道有向上的压力D.小球能否到达B点与电场强度的大小有关3. 水平放置的平行板电容器与某—电源连接充电后，断开开关，重力不可忽略的小球由电容器的正中央沿水平向右的方向射入该电容器，如图所示，小球先后经过虚线的A、B两点．则（）A.如果小球所带的电荷量为正电荷，小球所受的电场力一定向下B.小球由A到B的过程中电场力一定做负功C.小球由A到B的过程中动能可能减小D.小球由A到B的过程中，小球的机械能可能减小4. 如图所示，离地H高处有一个质量为m、带电量为+q的物体处于电场强度随时间变化规律为E=E0−kt（E0、k均为大于零的常数，电场水平向左为正方向）的电场中，物体与竖直绝缘墙壁间的动摩擦因数为μ，已知μqE0<mg．t=0时，物体从墙上静后脱离墙面，此时止释放，若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当物体下滑H2，物体最终落在地面上．则下列关于物体的运动说法不正确的是（）速度大小为√gH2A.当物体沿墙壁下滑时，物体先加速运动再做匀速直线运动B.物体从脱离墙壁到落地之前的运动轨迹是一段曲线mgHC.物体克服摩擦力所做的功W=38D.物体与墙壁脱离的时刻为t=E0k二、多选题。