校本训练：专题限时训练10

1、专题限时训练（十）带电粒子在复合场中的运动（一）（限时45分钟）、单项选择题（每小题6分，共30分）1如图所示，空间存在足够大、正交的匀强电场、匀强磁场，电场强度大小为E、方向竖直向下，磁感应强度为B、方向垂直纸面向里.从电场、磁场中某点P由静止释放一个质量为m电荷量为+q的粒子（粒子受到的重力忽略不计），其运动轨迹如图中虚线所示.对于带电粒子在电场、磁场中下落的最大高度H,下面给出了四个表达式，用你已有的知识计算可能会有困难，但你可以用学过的知识对下面的四个选项作出判断你认为正确的是（）2mE4mE2mBmBA.BqB.西C.EqD.2Eq如图所示，在MNPQ间同时存在匀强磁场和匀强电场，磁

2、场方向垂直于纸面水平向外，电场在图中没有标出.一带电小球从a点射入场区，并在竖直面内沿直线运动至b点，则小球（）定带正电受到电场力的方向一定水平向右从a到b过程，克服电场力做功从a到b过程中可能做匀加速运动如图所示，一带电塑料小球质量为m用丝线悬挂于0点，并在竖直平面内摆动，最大摆角为60,水平磁场垂直于小球摆动的平面.当小球自左方摆到最低点时，悬线上的张力恰为零，则小球自右方最大摆角处摆到最低点时悬线上的张力为（）N：.0B.2mgC.4mgD.6mg4.一群不计重力的带电粒子，从容器A下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场，/x/：、/.：.其初速度几乎为0,然后经过S3沿着与磁场垂直的方

3、向进入磁感应强度为B的匀强，JXXXXX磁场中，最后打到照相底片D上.下列说法正确的是（)767473727011III11丄17?U:T下F耳八;.gi.11*B无关r如图所示，电子束经加速电电量相同的粒子进入磁场的速度大小一定相同质量相同的粒子进入磁场的速度大小一定相同比荷相同的粒子在磁场中运动半径一定相同比荷相同的粒子在磁场中运动的半径与磁感应强度5.电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的.压U加速后进入一圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直于圆面.不加磁场时，电子束将通过圆面中心O点打到屏幕中心M点，加磁场后电子束偏转到屏幕上P点的外侧.现要使电子束偏转到P点，可行的办法是（）增

4、大加速电压增加偏转磁场的磁感应强度将圆形磁场区域向屏幕远离些将圆形磁场区域的半径增大些二、多项选择题（每小题6分，共18分）6如图所示，甲是不带电的绝缘物块，乙是带正电的物块，甲、乙叠放在一起，置于粗糙现加一水平向左的匀强电场,（）XXXX的绝缘水平地板上，地板上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场,发现甲、乙无相对滑动，一起向左加速运动在加速运动阶段甲、乙两物块间的摩擦力不变乙物块与地面之间的摩擦力不断增大甲、乙两物块一起做加速度减小的加速运动甲、乙两物块可能做匀加速直线运动7.设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示，已知一带电粒子在电场力和洛伦兹力的作用下，从静止开始自

5、A点沿曲线ACE运动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，忽略粒子的重力，以下说法中正确的是A.此粒子必带正电荷A点和B点位于同一高度粒子在C点时机械能最大粒子到达B点后，将沿原曲线返回A点如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成.通道中心线的半径为R,通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E,磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B方向垂直纸面向外.一质量为m电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点.不计粒子重力.下列说法正确的是（）粒子一定带正电1加速电场的电压U=2E

6、R直径PQ=B.qmER若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群离子具有相同的比荷三、计算题（每小题16分，共32分）如图所示的直角坐标系中，第I象限内存在沿y轴负向的匀强电场，第川、W象限内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B带正电粒子M在y轴上的P点沿x轴正向射入电场，偏出电场后经x轴上的Q点进入磁场，再经磁场偏转后恰能回到原点O已知M粒子经过Q点时的速度大小为v,方向与x轴成30角，粒子的电量为q,质量为m不计重力.求：M粒子在P点的入射速度；匀强电场的场强大小；(3)在Q点的正上方L=犒飘静止释放一相同的带电粒子N,若二者恰好能在磁场中的某位置相遇，求N粒子需

7、要在M粒子离开P点后多长时间释放.如图所示，带电粒子垂直电场线方向进入有界匀强电场，从Q点飞出时又进入有界的匀强磁场，并从D点离开磁场且落在了荧光屏的ON区域.已知：电场方向沿纸面竖直向上、宽度为d，P、Q两点在竖直方向上的距离为d;QD为磁场的水平分界线，上方磁场垂直纸面向外、下方磁场垂直纸向里、磁感应强度大小相同，磁场宽度为d；粒子质量为m带电量为q、不计重力，进入电场的速度为vo.求电场强度E的大小；大致画出粒子以最大半径穿过磁场的运动轨迹;求磁感应强度的最小值B.、单项选择题（每小题6分，共30分）A解析：长度的国际单位为米（m），根据力学单位制推导四个表达式，最终单位为米的只有A选项

8、，故A正确，BCD错误.C解析：无论电场沿什么方向，小球带正电还是负电，电场力与重力的合力是一定的，且与洛伦兹力等大反向，故要使小球做直线运动，洛伦兹力恒定不变，其速度大小也恒定不变，故D错误；只要保证三个力的合力为零，因电场方向未确定，故小球电性也不确定，A、B均错误：由WG+W=0可知，重力做功WG0,故W0,小球一定克服电场力做功，C正确.12C解析：设小球自左方摆到最低点时速度为v,则qmv=mgl（1cos60），此时qvB2mg=mL，当小球自右方摆到最低点时，v大小不变，洛伦兹力方向发生变化，TmqvB2qU新，解得v=qU新，解得v=mL，得T=4mg故C正确.C解析：对粒子在

9、加速电场中的运动由动能定理有知，带电量相同、质量不同的粒子进入磁场时的速度大小不同，质量相同、带电量不同的粒子进入磁场时的速度大小也不同；对粒子进入磁场后的匀速圆周运动，由v（2mUeU=知2，解得v=牛顿第二定律及洛伦兹力公式有qvB=np，解得=/q，由此可知粒子在磁场中运动的轨道半径与粒子的比荷有关，选项A、B、D错误，C正确.A解析：电子在电场中加速运动的过程，根据动能定理得电子进入磁场做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力可得evB=，由以上两式可得电子运动的轨迹半径r=eB=emy2eU=弍尸仝，设圆形磁场区域的半径为R粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，电子经过磁场后速度的偏向角为0,

10、根据几何知识得tan0R=增大加速电压U时，由上述分析可知，r增大，偏转角0减小，能使电子束偏转到P点，A正确；增加偏转磁场的磁感应强度B时，r减小，偏转角0增大，不能使电子束偏转到P点，B错误；将圆形磁场区域向屏幕远离些时，电子的偏向角不变，根据几何知识可知，不能使电子束偏转到P点，C错误；将圆形磁场的半径增大些时，r不变，R增大,0增大，电子向上偏转增大，不能使电子束偏转到P点，D错误.BC解析：甲、乙组成的整体，受到重力、支持力、向下的洛伦兹力、向左的电场力和向右的摩擦力作用，设甲、乙两物块质量分别为mm乙物块所受滑动摩擦力Ff=卩(附n)g+qvB，随速度增大，乙物块与地面间摩擦力不断

11、增大，B项正确；由牛顿第二定律有：EqF=(M+n)a,整体速度不断增大的过程中，加速度不断减小，C项正确，D项错；对甲物块应用牛顿第二定律，Ff=Ma随整体加速度不断减小，甲、乙间的静摩擦力不断减小，A项错.ABC解析：粒子从静止开始运动的方向向下，电场强度方向也向下，所以粒子必带正电荷，A正确；因为洛伦兹力不做功，只有静电力做功，A、B两点速度都为0，根据动能定理可知，粒子从A点到B点运动过程中，电场力不做功，故A、B点位于同一高度，B正确；C点是最低点，从A点到C点运动过程中电场力做正功最大，根据动能定理可知粒子在C点时速度最大，动能最大，C正确；到达B点时速度为零，将重复刚才ACB的运

12、动，且向右运动,不会返回，故D错误.ABD解析：由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点，根据左手定则可得，12粒子带正电，选项A正确；由粒子在加速电场中做匀加速运动，则有qU=2口又粒子在静电分析器中做匀速圆周运动，由电场力提供向心力，则有电分析器中做匀速圆周运动，由电场力提供向心力，则有2mvqER，解得ER选项B正确粒子在磁分析器中做匀速圆周运动根据洛伦兹力提供向心力则有c/B=设0Q勺距离为I,由几何关系可得I=2FSin30mv=R=RqBvy=vsin30=atqE=ma可得E=对N粒子:1,qEqmvE,运动时间为t,运动的加解得v=v两个粒子在磁场中运动的半径以及0Q的长度均相等，且N粒子垂直x轴入射，则圆心在0点由几何关系可知，二者的轨迹相遇点、入射点Q和两个圆TOCo1-5hz心四个点正好构成一个菱形，且一个角为120。I4nmM粒子到相遇点的时间tM=+-Vp3qB、八、Bn、r2L2nmN粒子到相遇点的时间tN=+-v3qB2nm23m厂m解得t=tMtN=丽静=(2n-23)頑10答案：2mV8mv(1)dq见解析图qd解析：(1)带电粒子在电场中做类