第九章 第3讲 带电粒子在复合场中的运动-2021高考物理【优化探究】一轮总复习课时作业（沪科版）

[课时作业·巩固提升]　　　　　　　　　　　　　　　精选名校试题　考点全面覆盖 [基础题组] 一、单项选择题 1．(2020·北京模拟)如图所示，一束质量、速度和电荷量不全相等的离子，经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择器后，进入另一个匀强磁场中并分裂为A、B两束，下列说法中正确的是(　　) [来源:Z&xx&k.Com] A．组成A束和B束的离子都带负电 B．组成A束和B束的离子质量一定不同 C．A束离子的比荷大于B束离子的比荷 D．速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向外 解析：由左手定则知，A、B两束离子均带正电，A错误；两束离子经过同一速度选择器后的速度相同，在偏转磁场中，由R＝可知，半径大的离子对应的比荷小，但离子的质量不一定相同，故选项B错误，C正确；速度选择器中的磁场方向应垂直纸面向里，D错误． 答案：C 2．(2018·高考北京卷)某空间存在匀强磁场和匀强电场．一个带电粒子(不计重力)以一定初速度射入该空间后，做匀速直线运动；若仅撤除电场，则该粒子做匀速圆周运动．下列因素与完成上述两类运动无关的是(　　) A．磁场和电场的方向　　 B．磁场和电场的强弱 C．粒子的电性和电量 D．粒子入射时的速度 解析：这是“速度选择器”模型，带电粒子在匀强磁场和匀强电场的叠加区域内做匀速直线运动，则粒子受到的洛伦兹力与电场力平衡，大小满足qvB＝qE，故v＝，即磁场和电场的强弱决定粒子入射时的速度大小；洛伦兹力与电场力的方向一定相反，结合左手定则可知，磁场和电场的方向一定互相垂直，粒子入射时的速度方向同时垂直于磁场和电场，且不论粒子带正电还是带负电，入射时的速度方向相同，而不是电性相反时速度方向也要相反．总之粒子是否在“速度选择器”中做匀速直线运动，与粒子的电性、电量均无关，而是取决于磁场和电场的方向、强弱，以及粒子入射时的速度．撤除电场时，粒子速度方向仍与磁场垂直，满足做匀速圆周运动的条件． 答案：C 3．如图所示，在正交的匀强电、磁场中有质量、电荷量都相同的两油滴，A静止，B做半径为R的匀速圆周运动．若B与A相碰并结合在一起，则它们将(　　) A．以B原速率的一半做匀速直线运动 B．以为半径做匀速圆周运动 C．仍以R为半径做匀速圆周运动 D．做周期为B的一半的匀速圆周运动 解析：由A、B相碰时动量守恒mv＝2mv′，有v′＝，选项B正确． ＝，T＝＝＝.据题意碰后A、B合成的大油滴仍受重力与电场力平衡，合外力是洛伦兹力，所以继续做匀速圆周运动，且有r＝ 答案：B 4.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(　　)[来源:学&科&网Z&X&X&K] A．大小为，粒子带正电时，方向向上 B．大小为，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 解析：当粒子所受的洛伦兹力和电场力平衡时，粒子流匀速直线通过该区域，有qvB＝qE，所以E＝Bv.假设粒子带正电，则受向下的洛伦兹力，电场方向应该向上．粒子带负电时，则受向上的洛伦兹力，电场方向仍应向上．故正确答案为D. 答案：D 5．如图所示，两导体板水平放置，两板间电势差为U，带电粒子以某一初速度v0沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又沿垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U和v0的变化情况为(　　) A．d随v0增大而增大，d与U无关 B．d随v0增大而增大，d随U增大而增大[来源:Z。xx。k.Com] C．d随U增大而增大，d与v0无关 D．d随v0增大而增大，d随U增大而减小 解析：设粒子从M点进入磁场时的速度大小为v，该速度与水平方向的夹角为θ，故有v＝，故选项A正确． ，而M、N之间的距离为d＝2rcos θ，联立解得d＝，粒子在磁场中做匀速圆周运动半径为r＝ 答案：A 二、多项选择题 6．(2020·山西晋城第一次模拟)足够大的空间内存在着竖直向上的匀强磁场和匀强电场，有一带正电的小球在电场力和重力作用下处于静止状态．现将磁场方向顺时针旋转30°，同时给小球一个垂直磁场方向斜向下的速度v(如图所示)，则关于小球的运动，下列说法正确的是(　　) A．小球做类平抛运动 B．小球在纸面内做匀速圆周运动 C．小球运动到最低点时电势能增加 D．整个运动过程中机械能不守恒 解析：小球在复合场中处于静止状态，只受两个力作用，即重力和电场力，且两者平衡，当把磁场顺时针方向旋转30°，且给小球一个垂直磁场方向的速度v，则小球受到的合力就是洛伦兹力，且与速度方向