高考物理总复习巩固练习 带电粒子在复合场中的运动（基础）

【巩固练习】一、选择题1、在匀强磁场中有一带电粒子做匀速圆周运动，当它运动到M点时与一个静止的不带电的粒子碰撞，并瞬间复合为一体，那么碰撞后复合体的运动轨迹应为图中的哪一个（实线为原带电离子的运动轨迹，虚线为碰后复合体的运动轨迹，不计粒子重力）（ ）2、图所示的匀强磁场中有一束质量不同、速率不同的一价正离子，从同一点P沿同一方向射入磁场，它们中能够到达屏上同一点Q的粒子必须具有（ ）A、相同的动量 B、相同的速率 C、相同的质量 D、相同的动能3、在图中虚线所示的区域存在匀强电场和匀强磁场，取坐标如图，一带电粒子沿轴正方向进入此区域，在穿过此区域的过程中运动方向始终不发生偏转，不计重力的影响，电场强度E和磁感应强度B的方向可能是（ ）AE和B都沿轴方向 BE沿轴正向，B沿轴正向 CE沿轴正向，B沿轴正向 DE和B都沿轴正向4、如图所示，在两平行带电金属板间有垂直纸面向里的匀强磁场，质子、氘核、氚核沿平行于金属板方向，从两极板正中间以相同动能射入两极板间，最后都能从极板间射出，其中氘核沿直线运动未发生偏转，则下列说法正确的是（不计三种粒子的重力）（ ）A质子和氚核也不会偏转 B质子偏向上极板C氚核偏向上极板 D射出时动能最大的是氚核5、空间中存在着垂直纸面方向的匀强磁场，磁场的方向如图所示，即垂直纸面向里。同时也存在着水平方向的匀强电场，一带电油滴沿一条与竖直方向成角的直线MN运动，可判断下列说法正确的是（ ）A如果油滴带正电，它是从M点运动到N点B粒子的运动必定是匀速运动C油滴的动能一定变化D如果水平电场方向向右，油滴的电势能一定增加6、如图所示，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，方向垂直纸面向里，一质量为m的带电粒子，在场区内的一竖直平面做匀速圆周运动，则可判断该带电质点（ ）A带有电量为的正电荷 B沿圆周逆时针运动C运动的角速度为 D运动的速率为7、如图所示，空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场的方向竖直向下，磁场方向水平（图中垂直纸面向里），一带电油滴P恰好处于静止状态，则下列说法正确的是（ ）A若撤去电场，P可能做匀加速直线运动B若撤去磁场，P可能做匀加速直线运动C若给P一初速度，P可能做匀速直线运动D若给P一初速度，P可能做顺时针方向的匀速圆周运动8、如图所示，套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球，其质量为m，带电荷量为q，小球可在棒上滑动，现将此棒竖直放入沿水平方向且互相垂直的匀强磁场和匀强电场中。设小球电荷量不变，小球由静止下滑的过程中（ ）A小球加速度一直增大B小球速度一直增大，直到最后匀速C杆对小球的弹力一直减小D小球所受洛伦兹力一直增大，直到最后不变9、如图所示，某一真空室内充满竖直向下的匀强电场E，在竖直平面内建立坐标系，在y0的空间内，将一质量为m的带电液滴（可视为质点）自由释放，此液滴则沿y轴的负方向，以加速度a =2g（g为重力加速度）做匀加速直线运动，当液滴运动到坐标原点时，瞬间被安置在原点的一个装置改变了带电性质（液滴所带电荷量和质量均不变），随后液滴进入y0的空间运动。液滴在y0的空间内的运动过程中（ ）A重力势能一定不断减小B电势能一定先减小后增大C动能不断增大D动能保持不变10、如图所示，在两个水平放置的平行金属板之间，电场和磁场的方向相互垂直。一束带电粒子（不计重力）沿着直线穿过两板间的空间而不发生偏转。则这些粒子一定具有相同的（ ）A质量m B电量qC运动速度v D比荷二、填空题1、一初速度为零的带电粒子，经电压为U的电场加速后进入磁感应强度为B的匀强磁场中，已知带电粒子的质量为m，电量为q，则带电粒子所受的洛仑兹力为_，轨道半径为_。2、带电液滴从H高处自由下落，进入一个既有电场又有磁场的区域，已知磁场方向垂直纸面，电场与磁场垂直，电场强度为E，磁感应强度为B，若液滴在此区域内正好做匀速圆周运动，则圆周的半径为_。3、如图所示，质量为m、电量为q的带电粒子，经电压为U加速，又经磁感应强度为B的匀强磁场后打到图中D点，在磁场中的轨迹为半圆，则AD间的距离为_，粒子在磁场中运动的时间为_。（不计粒子重力）4、如图所示，在互相垂直的水平方向的匀强电场（E已知）和匀强磁场（B已知）中，有一固定的竖直绝缘杆，杆上套有一个质量为m，电荷量为q的小球，它们之间的动摩擦因数为，现由静止释放小球，试分析小球运动的加速度和速度的变化情况，并求出最大速度。（）三、计算题1、（2015 北京市朝阳区高三上学期期末）如图所示，在xl、y0范围内有一匀强磁场，方向垂直纸面向里；在xl、y0范围内有一电场强度为E的匀强电场，方向沿y轴负方向。质量为m、电荷量为-q的粒子从y轴上的M点由静止释放，粒子运动到O点时的速度为v。不计粒子重力。（1）求O、M两点间的距离d；（2）a如果经过一段时间，粒子能通过x轴上的N点，O、N两点间的距离为b（b0的空间内以加速度a=2g做匀加速直线运动，可知液滴带正电且电场力等于重力，当液滴运动到坐标原点时变为负电荷，液滴进入y0的空间内运动，电场力等于重力，液滴做匀速圆周运动，重力势能先减小后增大，电场力先做负功后做正功，电势能先增大后减小，动能保持不变，故选D。10、【答案】C【解析】带电粒子沿着直线穿过两板间的空间而不发生偏转，电场力等于洛伦兹力，. 可知只有C正确。二、填空题1、【答案】，【解析】，联立解得。，。2、【答案】【解析】液滴在此区域内正好做匀速圆周运动，设液滴质量为m，电荷量为q，重力与电场力平衡，液滴从H高处自由下落，速度，联立解得。3、【答案】；【解析】，又，AD间的距离.粒子在磁场中运动的周期粒子在磁场中运动的时间.4、【答案】加速度减小、速度增大，加速度为零时，小球速度达到最大值匀速运动。即加速度减小的加速运动；【解析】开始小球受力见图（a），由题意知，所以小球加速向下运动，以后小球受洛伦兹力（如图（b），相应、均增加，小球加速度减小，速度仍在增加，只是增加得慢了，洛伦兹力、弹力、摩擦力将随之增加，合力继续减小，直到加速度a=0时，小球速度达到最大值后匀速运动，有 ，所以最大速度.三、计算题1、【答案】（1）（2）a. （n=1，2，3） b. 【解析】（1）粒子在电场中只受电场力，根据动能定理所以（2）a粒子进入磁场，做匀速圆周运动，设其轨道半径为r，根据牛顿第二定律来源:学。科。网由于粒子从O点到N点经历半圆的轨迹可以有n个（n=1，2，3），所以：（n=1，2，3）所以（n=1，2，3）b若要使粒子能再次通过x轴，需满足rl。即2、【答案】（1）（2）。（k=0，1，2，）【解析】（1）微粒带电量为q、质量为m，轨迹为圆弧，有qE=mg。来源:学*科*网Z*X*X*K微粒在磁场中运动速率v1时恰好与AB相切，如图所示，O1、O2为微粒运动的圆心，O1O2与竖直方向夹角为，由几何知识知sin=微粒半径r1，由几何关系有r1+r1sin=，得r1=2L由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有，由动能定理有，已知E/B=2，得h=L/2 （2）微粒平抛到AB边界上的M点的时间为t1，水平距离x1，由运动学公式有，代入v0=、h=L/2，得t1=、x1=。微粒在M点时竖直分速度v1=，速度为v=2、与AB夹角为=30。微粒在磁场中运动半径r2=4L。由几何关系知微粒从M点运动30垂直到达EF边界。微粒在磁场中运动周期T=2r2/v=。由题意有微粒运动时间t=T/3+kT/2，（k=0，1，2，）微粒运动时间t=。（k=0，1，2，）3、【答案】（1）（2）【解析】（1）穿过孔O的离子在金属板间需满足：