第1章 第3节 第2课时 分层训练 能力提升-【优学精讲】2026-2027学年高中物理选择性必修二同步课件（教科版·新教材）

分层训练 能力提升 1 A 基础对点练 题组1　带电粒子在磁场中运动的基本问题 1．在物理学的研究中，应用“气泡室”“云室”等装置可以显示带电粒子的径迹。一带电粒子在气泡室中穿过一金属箔的轨迹如图所示。气泡室处于垂直于纸面向里的匀强磁场中，则带电粒子(　　) A．运动方向由A到B，粒子带正电 B．运动方向由A到B，粒子带负电 C．运动方向由B到A，粒子带正电 D．运动方向由B到A，粒子带负电 4 5 6 7 8 1 9 2 3 分层训练 能力提升 4 5 6 7 8 1 9 2 3 分层训练 能力提升 A 2．带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹。如图所示，在垂直于纸面向里的匀强磁场中观察到某带电粒子的轨迹，其中a和b是运动轨迹上的两点。该粒子使云室中的气体电离时，其本身的动能在减少，而其质量和电荷量不变，重力忽略不计。下列说法正确的是(　　) A．粒子带负电 B．粒子先经过a点，再经过b点 C．粒子动能减小是由于洛伦兹力对其做负功 D．粒子运动过程中所受洛伦兹力大小不变 4 5 6 7 8 9 2 3 1 分层训练 能力提升 由于运动过程中洛伦兹力一直和速度方向垂直，故洛伦兹力不做功，C错误； 根据F＝qvB，可知粒子运动过程中所受洛伦兹力逐渐减小，D错误。 4 5 6 7 8 9 2 3 1 分层训练 能力提升 D 3．(2026·辽宁营口市期中)如图所示，通有竖直向下电流的直导线平行于纸面放置，导线右侧区域一带正电粒子以平行于导线向上的速度运动。若粒子仅受洛伦兹力，则该粒子的部分运动轨迹可能正确的是(　　) 4 5 6 7 8 9 2 3 1 分层训练 能力提升 4 5 6 7 8 9 2 3 1 分层训练 能力提升 A 题组2　带电粒子在直线边界磁场中的运动 4．如图所示，A、B是两种原子核，二者电荷量相同，质量不等。A、B以相同的速度从S点沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场，它们的运动轨迹如图中虚线所示，则(　　) A．A、B的质量大小关系为mA>mB B．A、B的质量大小关系为mA<mB C．A、B在磁场中运动的时间大小关系为tA<tB D．A、B在磁场中运动的时间大小关系为tA＝tB 4 5 6 7 8 9 2 3 1 分层训练 能力提升 4 5 6 7 8 9 2 3 1 分层训练 能力提升 D 5．(2026·河北邢台市期中)如图所示，x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，带负电的粒子甲从x轴上A点以方向垂直于x轴的速度射入磁场，同时带负电的粒子乙也从x轴上A点以方向与x轴正方向的夹角为30°的速度射入磁场，两粒子恰好同时运动至x轴上C点，不计粒子的重力，下列说法正确的是(　　) A．粒子甲、乙的比荷相等 B．粒子甲、乙在磁场中运动的轨道半径相等 C．粒子甲、乙在磁场中做圆周运动的周期相等 D．粒子甲、乙的速度大小之比为3∶2 4 5 6 7 8 9 2 3 1 分层训练 能力提升 4 5 6 7 8 9 2 3 1 分层训练 能力提升 AC 6．(多选)(2026·吉林长春市期中)如图所示，虚线框MNQP内存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里。a、b、c三个带电粒子，它们在纸面内从PQ边的中点垂直于PQ边射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹。若不计粒子所受重力，则下列说法正确的是(　　) A．粒子a带正电，粒子b、c带负电 B．若三个粒子比荷相同，则粒子c在磁场中的速度最大 C．若三个粒子入射的速度相同，则粒子c在磁场中的加速度最大 D．若三个粒子入射的动量相同，则粒子b所带电荷量最大 4 5 6 7 8 9 2 3 1 分层训练 能力提升 4 5 6 7 8 9 2 3 1 分层训练 能力提升 C 综合提升练 4 5 6 7 8 9 2 3 1 分层训练 能力提升 解析：根据题意可知，两粒子在磁场中的偏转方向相同，所以根据左手定则可知，两粒子的电性相同，所以b带正电，故A错误。 4 5 6 7 8 9 2 3 1 分层训练 能力提升 4 5 6 7 8 9 2 3 1 分层训练 能力提升 (1)若K水平向右发射的带正电的粒子在M点产生光点，求此粒子的速度大小。(4分) 4 5 6 7 8 9 2 3 1 分层训练 能力提升 (2)若K从水平方向逆时针旋转60°，其两端同时发射的正、负粒子恰都能在N点产生光点，求正、负粒子运动的时间之比。(6分) 解析：若K从水平方向逆时针旋转60°，其两端同时发射的正、负粒子恰都能在N点产生光点，则两端粒子的轨迹正好构成一个完整的圆，且在N点相切，如图所示 由于K从水平方向逆时针旋转60°，则θ＝30° 由图可知带正电的粒子在磁场中运动对应的圆心角θ1＝240° 带负电的粒子在磁场中运动对应的圆心角θ2＝120° 4 5 6 7 8 9 2 3 1 分层训练 能力提升 答案：2∶1 4 5 6 7 8 9 2 3 1 分层训练 能力提升 9．(14分)(2026·北京东城区期末)1932年，美国物理学家安德森在宇宙射线实验中发现了正电子(带正电荷，电荷量与质量都与负电子相同)。水平直线MN上方有垂直于纸面向外的足够大的有界匀强磁场区域，磁感应强度为B，正、负电子同时从MN边界O点以与MN成30°角的相同速度v射入该磁场区域(已知电子质量为m，电量为e)，经一段时间后从边界MN射出。 4 5 6 7 8 9 2 3 1 分层训练 能力提升 (1)分别画出正、负电子射入磁场后的运动轨迹。(4分) 解析：正、负电子在匀强磁场中做圆周运动的半径相同但绕行方向不同，由左手定则可知，正电子轨迹为顺时针圆弧，负电子轨迹为逆时针圆弧。分别作出正、负电子在磁场中运动的轨迹如图所示。 答案：图见解析 4 5 6 7 8 9 2 3 1 分层训练 能力提升 (2)它们从磁场中射出时，求出射点间的距离。(4分) 4 5 6 7 8 9 2 3 1 分层训练 能力提升 (3)求它们从磁场中射出的时间差。(6分) 4 5 6 7 8 9 2 3 1 分层训练 能力提升 $