2020届高考物理二轮复习专题强化练（十）带电粒子在复合场中的运动（含解析）

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1、专题强化练(十)考点1　带电粒子在组合场中的运动1．(2019·岳阳模拟)如图所示，粒子源P会发出电荷量相等的带电粒子，这些粒子经装置M加速并筛选后，能以相同的速度从A点垂直磁场方向沿AB射入正方形匀强磁场ABCD，粒子1、粒子2分别从AD中点和C点射出磁场．不计粒子重力，则粒子1和粒子2(　　)A．均带正电，质量之比为4∶1B．均带负电，质量之比为1∶4C．均带正电，质量之比为2∶1D．均带负电，质量之比为1∶2解析：由图示可知，粒子刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向左，由左手定则可知，粒子带负电；设正方形的边长为L，由图示可知，粒子轨道半径分别为r1＝

2、L，r2＝L，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得qvB＝m，m＝∝r，则＝＝，故B正确．答案：B2．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的匀强磁场中，粒子在磁场中转半个圆后打在P点，设OP＝x，能够正确反映x与U之间的函数关系的是(　　)解析：设粒子到达O点的速度为v，粒子通过电场的过程中，由动能定理得qU＝mv2，粒子在磁场中运动，由牛顿第二定律得qvB＝m，R＝，由以上三式解得x＝，选项B正确，选项A、C、D错误．答案：B3.如图所示，一带电粒子以初速度v0从

3、a点进入匀强磁场，v0的方向平行于x轴．运动过程中经过b点，Oa＝Ob，若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，仍以v0从a点进入电场，粒子仍能通过b点，不计重力，那么电场强度E与磁感应强度B之比为(　　)A．v0　　　　B．1　　　　C．2v0　　　　D.解析：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，O为圆心，故Oa＝Ob＝，带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，故Ob＝v0t，Oa＝t2，联立以上各式解得＝2v0，C正确．答案：C4．(2019·哈尔滨模拟)如图所示，边界PQ以上和MN以下空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度均为4B，PQ、MN间距离为2

4、d，绝缘板EF、GH厚度不计，间距为d，板长略小于PQ、MN间距离，EF、GH之间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.有一个质量为m的带正电的粒子，电量为q，从EF的中点S射出，速度与水平方向成30°角，直接到达PQ边界并垂直于边界射入上部场区，轨迹如图所示，以后的运动过程中与绝缘板相碰时无能量损失且遵循反射定律，经过一段时间后该粒子能再回到S点(粒子重力不计)．求：(1)粒子从S点出发的初速度v；(2)粒子从S点出发第一次再回到S点的时间．解析：(1)PQ、MN间距离L＝2d，且S为中点，设带电粒子在EF、GH之间的磁场中运动的轨迹半径为R1.可

5、画出粒子运动轨迹图，由图可知，R1sin60°＝d，R1＝2d洛伦兹力提供向心力：qvB＝，得：v＝＝；(2)粒子应从G点进入PQ以上的磁场，设带电粒子在4B场区轨迹半径为R2.在4B场内，4Bqv＝，R2＝＝＝做半个圆周运动，并垂直PQ再由E点回到B场区，由对称性，粒子将打到GH中点并反弹，再次回到S点．粒子在B场中的时间t1＝4×T1＝T1＝×＝，粒子在4B场中的时间t2＝2×T2＝T2＝＝，t总＝t1＋t2＝.答案：见解析考点2　带电粒子在叠加场中的运动5.带电质点在匀强磁场中运动，某时刻速度方向如图所示，所受的重力和洛伦兹力的合力恰好与速度方向相

6、反，不计阻力，则在此后的一小段时间内，带电质点将(　　)A．可能做直线运动B．可能做匀减速运动C．一定做曲线运动D．可能做匀速圆周运动解析：带电质点在运动过程中，重力做功，速度大小和方向发生变化，洛伦兹力的大小和方向也随之发生变化，故带电质点不可能做直线运动，也不可能做匀减速运动和匀速圆周运动，C正确．答案：C6．(多选)(2018·周口期末)如图所示，平行纸面向下的匀强电场与垂直纸面向外的匀强磁场相互正交，一带电小球刚好能在其中竖直面内的匀速圆周运动．若已知小球做圆周运动的半径为r，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B，重力加速度大小为g，则下列判断中

7、正确的是(　　)A．小球一定带负电荷B．小球一定沿顺时针方向转动C．小球做圆周运动的线速度大小为D．小球在做圆周运动的过程中，电场力始终不做功解析：带电小球在重力场、匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动，可知，带电小球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，故小球一定带负电荷，故A正确；磁场方向向外，洛伦兹力的方向始终指向圆心，由左手定则可判断小球的运动方向为逆时针，故B错误；由电场力和重力大小相等，得：mg＝qE，带电小球在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动的半径为：r＝，联立得：v＝，故C正确；小球在做圆周运动的过

8、程中，电场力做功，洛伦兹力始终不做功，故D错误．答案：AC7．下列四图中，A、B