(练习)素养培优练2 带电粒子在复合场中的运动-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册(教科版2019)

素养培优练(二)　带电粒子在复合场中的运动 一、选择题 1．(多选)一个带电粒子以初速度v0垂直于电场方向向右射入匀强电场区域，穿出电场后接着又进入匀强磁场区域。设电场和磁场区域有明确的分界线，且分界线与电场强度方向平行，如图中的虚线所示。在下图所示的几种情况中，可能出现的是(　　) A　 　　　B　　　 　C　　　　　D 2．(2022·全国甲卷)空间存在着匀强磁场和匀强电场，磁场的方向垂直于纸面(xOy平面)向里，电场的方向沿y轴正方向。一带正电的粒子在电场和磁场的作用下，从坐标原点O由静止开始运动。下列四幅图中，可能正确描述该粒子运动轨迹的是(　　) A　　　　　　　　B C　　　　　　　　D 3．如图所示，某种带电粒子由静止开始经电压为U1的电场加速后，射入水平放置、电势差为U2的两导体板间的匀强电场中，带电粒子沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场中，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U1和U2的变化情况为(不计重力，不考虑边缘效应)(　　) A．d随U1变化，d与U2无关 B．d与U1无关，d随U2变化 C．d随U1变化，d随U2变化 D．d与U1无关，d与U2无关 4．如图所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，电场方向水平向右，磁场方向垂直于纸面向里，一个带电微粒由a点进入电磁场并刚好能沿ab直线向上匀速运动，下列说法正确的是(　　) A．微粒可能带负电，也可能带正电 B．微粒的电势能一定增加 C．微粒的机械能一定增加 D．洛伦兹力对微粒做负功 5．(多选)如图所示，匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场的方向垂直于纸面向里，三个油滴a、b、c带有等量同种电荷，其中a静止，b向右做匀速直线运动，c向左做匀速直线运动，比较它们的重力Ga、Gb、Gc间的关系，正确的是(　　) A．Ga最大 B．Gb最大 C．Gc最大 D．Gb最小 6．(多选)两带电油滴在竖直向上的匀强电场E和垂直纸面向里的匀强磁场B正交的空间做竖直平面内的匀速圆周运动，如图所示，则两油滴一定相同的是(　　) A．带电性质 B．运动周期 C．运动半径 D．运动速率 7．(多选)图中，质量为m、所带电荷量为＋q(q>0)的圆环。可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，现给圆环向右的初速度v0，在之后的运动过程中，圆环运动的速度图像可能是图中的(　　) A　　　　　　　　B C　　　　　　　　D 8．(多选)如图所示，设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，已知一粒子在重力、电场力和洛伦兹力作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，以下说法正确的是(　　) A．这粒子必带正电荷 B．A点和B点在同一高度 C．粒子在C点时速度最大 D．粒子到达B点后，将沿曲线返回A点 9．(多选)如图所示，带电平行板中匀强电场方向竖直向上，匀强磁场方向垂直纸面向里，某带电小球从光滑绝缘轨道上的a点自由滑下，经过轨道端点P进入板间后恰好沿水平方向做直线运动，现使球从较低的b点开始滑下，经P点进入板间，则球在板间运动过程中，下列说法正确的是(　　) A．其动能将会增大 B．其电势能将会增大 C．小球所受的磁场力将会增大 D．小球所受的电场力将会增大 二、非选择题 10．在电子技术中，科研人员经常通过在适当的区域施加磁场或电场束控制带电粒子的运动。如图所示，位于M板处的粒子源不断产生质量为m、电荷量为q的粒子，粒子经小孔S1不断飘入电压为U的加速电场，其初速度可视为零；然后经过小孔S2射出后沿x轴方向从坐标原点O垂直于磁场方向进入x轴上方(含x轴正半轴)的有界匀强磁场控制区，磁场的磁感应强度为B，粒子发生270°偏转后离开磁场竖直向下打在水平放置的荧光屏上，已知N板到y轴、荧光屏到x轴的距离均为L，不考虑粒子重力及粒子间的相互作用。 (1)求粒子在磁场中运动半径的大小； (2)求粒子从N板射出到打在荧光屏上所需的时间。 11．离子从容器A下方的狭缝S1飘入(初速度为零)电压为U的加速电场区，加速后通过狭缝S2垂直于磁场边界射入偏转磁场，该偏转磁场是一个以直线MN为上边界、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，离子经偏转磁场后最终到达照相底片D上，不考虑离子间的相互作用和离子的重力。 (1)若离子的电荷量为q，它最终打在照相底片D上的位置到狭缝S2的距离为d，求粒子的质量m；(结论用题中已知量的符号表示) (2)若容器A中有电荷量相等、质量分别为56m0、58m0的两种离子1、2，它们经电场加速后垂直于MN进入磁场中会发生分离，但实际工作时加速电压的大小会在U1和U2之间做微小变化(