第1章 专题课：带电粒子(带电体)在叠加场中的运动 (Word课后习题)-【满分思维】2026-2027学年高中物理选择性必修第二册学生用书（人教版）

专题课:带电粒子(带电体)在叠加场中的运动 (时间:40分钟　总分:36分) (选择题每小题4分) 　　　　　　　　　　　　　　　 1.电场强度为E的匀强电场水平向右,匀强磁场与匀强电场垂直,磁感应强度大小为B,方向如图所示.一带电小球M斜向右上做匀速直线运动,速度方向与水平方向的夹角为30°,则该小球运动的速度大小为 (　) A. B. C. D. 2.[2025·内蒙古赤峰高二期中] 带电油滴以水平向右的速度v0垂直进入磁场,恰做匀速直线运动,若油滴的质量为m,磁场的磁感应强度大小为B,方向如图所示,重力加速度大小为g,则下述说法正确的是 (　) A.油滴必带正电荷,电荷量为 B.油滴必带正电荷,比荷为= C.油滴必带负电荷,电荷量为 D.油滴带什么电荷都可以,只要满足电荷量q= 3.如图所示,竖直平面内固定一足够长的绝缘直杆,与水平面夹角为α.杆处在足够大的匀强磁场中,磁场方向垂直于杆所在的平面,磁感应强度大小为B.杆上套一个带负电的环,环与绝缘直杆间的动摩擦因数为μ(μ<tan α).将环由静止释放,环沿杆向下滑动,当环的速度为v1时其加速度最大,当环的速度为v2时其加速度为零,则 为 (　) A.tan α B. C.+1 D.-1 4.(多选)[2025·黑龙江哈尔滨高二期末] 一质量为m带电小球在相互垂直的匀强电场、匀强磁场中做匀速圆周运动,匀强电场方向竖直向上,电场强度大小为E,匀强磁场水平且垂直纸面向里,磁感应强度大小为B,如图所示,重力加速度大小为g,下列说法正确的是 (　) A.沿垂直纸面方向向里看,小球的绕行方向为逆时针方向 B.小球一定带正电且小球的电荷量q= C.由于合外力做功等于零,故小球在运动过程中动能不变 D.由于洛伦兹力不做功,故小球在运动过程中机械能守恒 5.(多选)[2025·西安高新一中高二月考] 如图某平行板电容器上、下极板间电压为U,板间间距为d,上、下极板间存在磁感应强度为B的匀强磁场,质量为m、电荷量为q的离子,由静止开始释放,沿曲线MPN运动,P点是轨迹的最低点,到达N点时速度为0,忽略重力的作用,以下说法正确的是 (　) A.该离子带正电 B.离子到达N点后将沿原曲线返回M点 C.M、N两点位于同一高度 D.离子的最大速度为 6.[2026·江苏南菁高级中学高二期中] 如图所示的空间,匀强电场的方向竖直向下,场强为E0,匀强磁场的方向垂直纸面向外,磁感应强度为B0,有两个带电小球A和B都能在垂直于磁场方向的同一竖直平面内做匀速圆周运动(两小球间的库仑力可忽略),运动轨迹如图中所示,已知两个带电小球A和B的质量关系为mA=3mB,轨道半径为RA=3RB,则下列说法正确的是 (　) A.小球A、B均带正电 B.小球A、B的电荷量比为1∶3 C.小球A、B的速度比为3∶1 D.小球A、B的速度比为1∶3 7.(多选)[2025·西北师大附中高二月考] 如图所示,长方体内存在匀强电场和匀强磁场,长方体的三条棱分别在三个坐标轴上.一带电粒子从长方体的上表面沿y轴负方向进入长方体内,并在长方体内做直线运动,不计重力的影响,则电场强度E和磁感应强度B的方向可能是 (　) A.E沿x轴正方向,B沿x轴负方向 B.E沿y轴正方向,B沿y轴负方向 C.E沿x轴正方向,B沿z轴正方向 D.E沿z轴正方向,B沿x轴正方向 8.[2026·云南师大附中高二月考] 如图所示,点M、O、N、P位于同一竖直平面内,曲线MON为半径为R的半圆弧,直线MN沿竖直方向,MN⊥NP,直线MN左侧存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场和竖直向上的匀强电场Ⅰ,右侧存在水平向左的匀强电场Ⅱ.一带电荷量为q、质量为m的小球(可视为质点)在复合场中恰能沿着半圆弧NOM在竖直平面内做匀速圆周运动,经过M点进入匀强电场Ⅱ.电场Ⅰ、Ⅱ的电场强度分别为E1、E2,E2=E1(E1、E2大小未知),∠MPN=60°,重力加速度为g,则 (　) A.电场强度E1大小为 B.M、P两点的电势差为- C.小球从N运动到M的速度大小为 D.小球在电场Ⅱ中距离MP最远时,速度大小为 9.(多选)[2026·浙江嘉善高级中学高二期中] 如图所示,空间存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场,其中磁场方向垂直纸面向外(匀强电场方向未标出),磁感应强度大小为B= T.有一长L=6 m的光滑绝缘空心细玻璃管竖直放置,细管开口向上,底部有一个质量为m=0.1 kg、电荷量为q=1 C的带负电小球,玻璃管上端处在纸面内的直线PQ上,PQ和水平方向成θ=30°角.现保持玻璃管竖直,使其沿着PQ方向从图示位置以大小为v0=2 m/s的速度匀速运动,当小球离开管后恰好做匀速圆周运动.重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是 (　) A.电场强度大小为1 V/m,方向竖直向下 B.小球离开玻璃管所需要的时间为(-) s C.小球离开玻璃管时速度大小为6 m/s,方向与PQ的夹角为30° D.离开管口后,经过π s时小球离PQ最远 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题课:带电粒子(带电体)在叠加场中的运动 1.B　[解析] 带电小球M斜向右上做匀速直线运动,由平衡条件得qE=qvBsin 30°,解得v=,故B正确. 2.C　[解析] 带电油滴以水平向右的速度v0垂直进入磁场,恰做匀速直线运动,根据受力平衡可知,油滴受竖直向下的重力和竖直向上的洛伦兹力,则有mg=qv0B,根据左手定则可知,带电油滴带负电,电荷量为q=,比荷为=,故选C. 3.C　[解析] 当环沿杆运动的速度为v时,垂直于杆的方向有FN1+qvB=mgcos α,沿杆的方向有mgsin α-Ff1=ma,当 Ff1=0,即FN1=0时,a有最大值,设此时速度为v1,有qv1B=mgcos α,解得v1=,在环继续下滑过程中,弹力方向变为垂直于杆向下,设当环的速度达到最大值v2时,环受到杆的弹力为 FN2,摩擦力为Ff2=μFN2,此时a=0,即mgsin α=Ff2,FN2+mgcos α=qv2B,解得v2=,因此=1+,故C正确. 4.ABC　[解析] 带电小球做匀速圆周运动,则向下的重力和向上的电场力平衡,可知小球带正电,由左手定则可知,沿垂直纸面方向向里看,小球的绕行方向为逆时针方向,根据qE=mg可知,小球的电荷量q=,选项A、B正确;由于电场力和重力平衡,则两力的合力做功为零,洛伦兹力不做功,则合外力做功等于零,故小球在运动过程中动能不变,选项C正确;洛伦兹力不做功,但是除重力以外还有电场力做功,故小球在运动过程中机械能不守恒,选项D错误. 5.ACD　[解析] 离子在平行板电容器中由静止释放向下沿MPN运动,可得离子带正电,A正确;离子到达N点速度为0,将重复M点的运动,不会沿原曲线返回M点,B错误;离子由M到N的过程,由动能定理得qUMN=0-0,解得UMN=0,所以M、N两点位于同一高度,C正确;利用配速法,离子的运动可以分解为在水平方向的匀速直线运动,竖直方向的匀速圆周运动,则qvB=q,解得v=,当离子运动到轨迹的最低点时,速度最大为vm=2v=,D正确. 6.C　[解析] 因为两小球在复合场中做匀速圆周运动,所受电场力与重力平衡,则电场力向上,与场强方向相反,则两小球均带负电,故A错误;由于电场力与重力平衡,则mAg=E0qA,mBg=E0qB,mA=3mB,联立可得=,故B错误;由洛伦兹力提供向心力有qvB0=m,则v=,由于两小球比荷相等,所以速度之比等于半径之比,所以==,故C正确,D错误. 7.BC　[解析] 假设粒子带正电荷,则E沿x轴正方向、B沿x轴负方向时,粒子受到的电场力沿x轴正方向,受到的洛伦兹力沿z轴负方向,不可能做直线运动,故A错误;同理,假设粒子带正电荷,则E沿y轴正方向、B沿y轴负方向时,粒子受到的电场力沿y轴正方向,受到的洛伦兹力为0,带电粒子做匀减速直线运动,故B正确;同理,假设粒子带正电荷,则E沿x轴正方向、B沿z轴正方向时,粒子受到的电场力沿x轴正方向,受到的洛伦兹力沿x轴负方向,若二力平衡,则粒子做直线运动,故C正确;同理,假设粒子带正电荷,则E沿z轴正方向、B沿x轴正方向时,粒子受到的电场力沿z轴正方向,受到的洛伦兹力也沿z轴正方向,粒子不可能做直线运动,故D错误. 8.D　[解析] 根据小球在MN左侧做匀速圆周运动可知,竖直方向受力平衡,有mg=qE1,所以E1=,故A错误;M、P两点的电势差为UMP=-E2xNP=-E22Rtan 30°=-,故B错误;洛伦兹力提供向心力,有qvB=,所以v=,故C错误;小球在MN右侧电场中,所受合外力为2mg,与MP恰好垂直,因此小球在电场Ⅱ中距离MP最远时,根据几何关系可知,速度大小为vcos 60°,即,故D正确. 9.ACD　[解析] 由mg=qE,得E== V/m=1 V/m,小球带负电,电场力需向上平衡重力,故电场方向竖直向下,故A正确;玻璃管沿PQ匀速运动,小球在管内受洛伦兹力大小F=qv0B,沿管方向的分量为 Fy=qv0Bcos θ(θ=30°),加速度 a==1 m/s2,小球在管内相对于管做初速度为 0 的匀加速直线运动,由 L=at2,可得t=2 s,故B错误;小球离开管时的竖直方向速度vy=v0sin θ+at=3 m/s,水平方向速度vx=v0cos θ=3 m/s,小球速度v==6 m/s,小球速度与水平方向夹角的正切值tan α==,可得α=60°,速度方向与PQ成30°角,故C正确;当小球离开管后恰好做匀速圆周运动,周期 T==6π s,小球离开管口后,转过150°时,速度方向与PQ平行,小球离PQ最远,经历的时间t=×T=π s,故D正确. 学科网（北京）股份有限公司 $