2019年高中物理高考二轮复习专题17：带电粒子在复合场中的运动
试卷更新日期：2019-03-28 类型：二轮复习
一、单选题
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1.
如图所示，有一带电小球，从两竖直的带电平行板上方某高度处自由落下，两板间匀强磁场方向垂直纸面向外，则小球通过电场、磁场空间时( )
A、可能做匀加速直线运动 B、一定做曲线运动 C、只有重力做功 D、电场力对小球一定做正功2. 如图，在倾角为 的光滑斜面上垂直纸面放置—根长为L，质量为m的直导体棒，有一匀强磁场垂直于斜面，当导体棒内通有垂直纸面向里的电流I时，导体棒恰好静止在斜面上（重力加速度为g）则（ ）
A、磁感应强度的大小为
，方向垂直斜面斜向上
B、磁感应强度的大小为 ，方向垂直斜面斜向下
C、磁感应强度的大小为 
，方向垂直斜面斜向上
D、磁感应强度的大小为 ，方向垂直斜面斜向下
3. 如图所示，a、b是两个匀强磁场边界上的两点，左边匀强磁场的磁感线垂直纸面向里，右边匀强磁场的磁感线垂直纸面向外，两边的磁感应强度大小相等。电荷量为2e的正离子以某一速度从a点垂直磁场边界向左射出，当它运动到b点时，击中并吸收了一个处于静止状态的电子，不计正离子和电子的重力且忽略正离子和电子间的相互作用，则它们在磁场中的运动轨迹是 （ ）
A、
B、
C、
D、
二、多选题
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4.
如图，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，电场和磁场相互垂直．在电磁场区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球，小球可沿圆环自由运动．O点为圆环的圆心，a、b、c为圆环上的三个点，a点为最高点，c点为最低点，Ob沿水平方向．已知小球所受电场力与重力大小相等．现将小球从环的顶端a点由静止释放．下列判断正确的是（ ）
A、当小球运动的弧长为圆周长的 时，洛仑兹力最大 B、当小球运动的弧长为圆周长的 时，洛仑兹力最大 C、小球从a点到b点，重力势能减小，电势能增大 D、小球从b点运动到c点，电势能增大，动能先增大后减小5.如图所示，空间的某一区域存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子以某一初速度由A点进入这个区域沿直线运动，从C点离开区域；如果将磁场撤去，其他条件不变，则粒子从B点离开场区；如果将电场撤去，其他条件不变，则这个粒子从D点离开场区．已知BC=CD，设粒子在上述三种情况下，从A到B、从A到C和从A到D所用的时间分别是t1 ， t2和t3 ， 离开三点时的动能分别是Ek1、Ek2、Ek3 ， 粒子重力忽略不计，以下关系式正确的是（ ）
A、t1=t2＜t3 B、t1＜t2=t3 C、Ek1=Ek2＜Ek3 D、Ek1＞Ek2=Ek36.质量为m，电量为q的带正电小物块在磁感强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，沿动摩擦因数为μ的绝缘水平面以初速度v0开始向左运动，如图所示．物块经时间t移动距离s后停了下来，设此过程中，q不变，则（ ）
A、 B、 C、 D、7. 劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略．磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U．若A处粒子源产生的粒子在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响．则下列说法正确的是（ ）
A、粒子被加速后的最大速度可能超过2πRf B、粒子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比 C、粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为 ：1 D、若不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器不能加速a粒子8. 如图所示，一个质量为m，电荷量为q的带电粒子（重力不计），沿着垂直磁场边界方向，在a点射入磁感强度为B、宽度为d的匀强磁场，粒子速度方向和B垂直，粒子从b点射出磁场，出射点与入射点a的竖直距离为 ．则．以下说法正确的是（ ）
A、此粒子一定带负电 B、粒子经过磁场时动能不变 C、带电粒子射入磁场时的速率为 D、粒子做圆周运动的轨迹半径等于9. 如图所示，质量为m、电荷量为q的微粒，在竖直向下的匀强电场、水平指向纸内的匀强磁场以及重力的共同作用下做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A、该微粒带负电，电荷量q=
B、若该微粒在运动中突然分成荷质比相同的两个粒子，分裂后只要速度不为零且速度方向仍与磁场方向垂直，它们均做匀速圆周运动
C、如果分裂后，它们的荷质比相同，而速率不同，那么它们运动的轨道半径一定不同
D、只要一分裂，不论它们的荷质比如何，它们都不可能再做匀速圆周运动
10. 如图所示，在竖直平面内有水平向左的匀强电场，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成θ角，此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A、匀强电场的电场强度
B、小球动能的最小值为 
C、小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小
D、小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，其电势能先减小后增大
11.电磁泵在目前的生产、科技中得到了广泛应用．如图所示，泵体是一个长方体，ab边长为L1 ， 两侧端面是边长为L2的正方形；流经泵体内的液体密度为ρ、在泵头通入导电剂后液体的电导率为σ（电阻率的倒数），泵体所在处有方向垂直向外的磁场B，把泵体的上下两表面接在电压为U（内阻不计）的电源上，则（ ）
A、泵体上表面应接电源正极 B、通过泵体的电流I= C、增大磁感应强度可获得更大的抽液高度 D、增大液体的电阻率可获得更大的抽液高度12.如图所示，某空间存在互相正交的匀强磁场和匀强电场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，一个带负电荷的小球以一定初速度（速度方向平行于纸面）由a点进入电磁场，经过一段时间运动至b点，下列说法正确的是（ ）
A、从a到b，小球可能做匀速直线运动 B、从a到b，小球不可能做匀变速运动 C、从a到b，小球可能做匀速圆周运动 D、从a到b，小球机械能可能不变三、综合题
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13. 如图所示的电场，等势面是一簇互相平行的竖直平面，间隔均为d，各面电势已在图中标出，现有一质量为m的带电小球以速度v0、方向与水平方向成45°角斜向上射入电场，要使小球做直线运动，问：
(1)、小球应带何种电荷？电荷量是多少？(2)、在入射方向上小球最大位移量是多少？(电场足够大)14. 如图所示，电容器两极板相距为d，两板间电压为U，极板间的匀强磁场的磁感应强度为B1 ， 一束电荷量相同的带正电的粒子从图示方向射入电容器，沿直线穿过电容器后进入另一磁感应强度为B2的匀强磁场，结果分别打在a、b两点，两点间距离为ΔR。设粒子所带电量为q，且不计粒子所受重力，求：
(1)、两粒子射入电容器的速度大小。(2)、打在a、b两点的粒子的质量之差Δm。15. 如图所示，两平行金属板AB中间有互相垂直的匀强电场和匀强磁场．A板带正电荷，B板带等量负电荷，电场强度为E；磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B1.平行金属板右侧有一挡板M，中间有小孔O′，OO′是平行于两金属板的中心线．挡板右侧有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B2.CD为磁场B2边界上的一绝缘板，它与M板的夹角θ＝45°，O′C＝a，现有大量质量均为m，含有各种不同电荷量、不同速度的带电粒子（正负都有），自O点沿OO′方向进入电磁场区域，其中有些粒子沿直线OO′方向运动，并进入匀强磁场B2中，不计粒子的重力，不考虑带电粒子之间的相互作用，求：
(1)、进入匀强磁场B2的带电粒子的速度大小；(2)、能击中绝缘板CD的粒子中，所带电荷量的最大值；(3)、绝缘板CD上被带电粒子击中区域的长度并要求标准画图16. 如图所示，虚线M、N和荧光屏P相互平行，M、N间距和N、P间距均为L，M、N间有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，N、P间有平行于纸面向下的匀强电场，在虚线M上的A点有一粒子源，可以在纸面内向磁场内各个方向射入质量为m，电量为q的带正电的粒子，初速度大小均为v0= ，匀强电场的电场强度大小E= 1B，C为荧光屏上的一点，AC连线垂直于荧光屏，不计粒子的重力，求：
(1)、所有打在荧光屏上的粒子中，垂直电场线方向进入电场的粒子打在屏上的位置离C点的距离；(2)、在(1)问中所求的粒子从A点运动到荧光屏所用的时间及该粒子经磁场电场偏转后速度的偏向角。17. 如图所示，两平行金属板水平放置，板间存在垂直纸面的匀强磁场和电场强度为E的匀强电场。金属板右下方以MN为上边界，PQ为下边界，MP为左边界的区域内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁场宽度为d，MN与下极板等高，MP与金属板右端在同一竖直线。一个电荷量为q、质量为m的正离子以初速度在两板间沿平行于金属板的虚线射入金属板间。不计粒子重力。
(1)、已知离子恰好做匀速直线运动，求金属板间的磁感应强度B0；(2)、若撤去板间磁场B0 ， 离子恰好从下极板的右侧边缘射出电场，方向与水平方向成30°角，离子进入磁场运动后从磁场边界点射出，求该磁场的磁感应强度B的大小。