2022届高考物理一轮复习第8章第3讲带电粒子在复合场中的运动课下作业新人教版必修1

必考部分必修1第8章第3讲本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！一、选择题1如右图所示，一个带负电的物体从粗拙斜面顶端滑到斜面底端时的速度为v，若加上一个垂直纸面向外的磁场，则滑到底端时A．v变大B．v变小C．v不变D．不能确定解析：洛伦兹力虽然不做功，但其方向垂直斜面向下，使物体与斜面间的正压力变大，故摩擦力变大，损失的机械能增加．答案：B2在某地上空同时存在着匀强的电场与磁场，一质量为m的带正电小球，在该地区内沿水平方向向右做直线运动，如右图所示，对于场的散布情况可能的是A．该处电场方向和磁场方向垂直B．电场竖直向上，磁场垂直纸面向里C．电场斜向里侧上方，磁场斜向外侧上方，均与v垂直D．电场水平向右，磁场垂直纸面向里解析：带电小球在复合场中运动一定受重力和电场力，是否受洛伦兹力需详细剖析．A选项中若电场、磁场方向与速度方向垂直，则洛伦兹力与电场力垂直，如果与重力的协力为0就会做直线运动．B选项中电场力、洛伦兹力都向上，若与重力协力为0，也会做直线运动．C选项中电场力斜向里侧上方，洛伦兹力向外侧下方，若与重力的协力为0，就会做直线运动．D选项三个力的协力不可能为0，因此选项A、B、C正确．答案：ABC3如右图所示的空间中存在着正交的匀强电场和匀强磁场，从A点沿AB、AC方向绝缘地抛出两带电小球，对于小球的运动情况，下列说法中正确的选项是A．从AB、AC抛出的小球都可能做直线运动B．只有沿AB抛出的小球才可能做直线运动C．做直线运动的小球带正电，而且一定是做匀速直线运动D．做直线运动的小球机械能守恒解析：小球运动过程中受重力、电场力、洛伦兹力作用，注意小球做直线运动一定为匀速直线运动；正电荷沿AB才可能做直线运动，做直线运动时电场力做正功，机械能增加，B、C正确．答案：BC4．医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测经过动脉的血流速度．电磁血流计由一对电极a和b以及一对磁极N和S组成，磁极间的磁场是平均的．使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如上图所示．由于血液中的正负离子随血流一同在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差．在达到平衡时，血管内部的电场可看做是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的协力为零．在某次监测中，两触点间的距离为3.0mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160μV，磁感觉强度的大小为T．则血流速度的近似值和电极a、b的正负为A．1.3m/

，a正、b负

B．2.7m/

，a正、b负C．1.3m/

，a负、b正

D．2.7m/

，a负、b正解析：

根据左手定则，可知

a正

b负，所以

C、D错；因为离子在场中所受协力为零，Bqv＝错误!q，所以

v＝错误!＝1.3m/

，A对

B错．答案：

A52022·浙江杭州市模拟有一个带电荷量为＋q、重为G的小球，从两竖直的带电平行板上方h处自由落下，两极板间还有匀强磁场，磁感觉强度为，方向如右图所示，则带电小球B经过有电场和磁场的空间时，下列说法错误的选项是A．一定作曲线运动

B．不可能做曲线运动C．有可能做匀加快运动

D．有可能做匀速运动解析：由于小球的速度变化时，洛伦兹力会变化，小球所受协力变化，小球不可能做匀速或匀加快运动，B、C、D错．答案：BCD下面对于带电粒子在其中运动情况的判断，正确的有A．若不计重力，粒子做匀速运动的方向可沿轴正方向，也可沿轴负方向B．若不计重力，粒子可沿轴正方向做匀加快直线运动C．若重力不能忽略，粒子不可能做匀速直线运动D．若重力不能忽略，粒子仍可能做匀速直线运动答案：D当前有一种磁强计，用于测定地磁场的磁感觉强度．磁强计的原理如右图所示，电路有一段金属导体，它的横截面是宽为a、高为b的长方形，放在沿轴正方向的匀强磁场中，导体中通有沿轴正方向、大小为

I

的电流．已知金属导体单位体积中的自由电子数为

n，电子电荷量为

e，金属导电过程中，自由电子所做的定向移动可视为匀速运动．两电极

M、N均与金属导体的前后两侧接触，、N的正负为，M正、N负，M正、N负，M负、N正，M负、N正解析：由左手定则知，金属中的电子在洛伦兹力的作用下将向前侧面齐集，故M负、N正．由F电＝F洛即错误!e＝Bev，I＝nevS＝nevab，得B＝错误!答案：C82022·石家庄教学检测劳伦斯和利文斯设计出盘旋加快器，工作原理示意图如图所示．置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略．磁感觉强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频沟通电频次为f，、电荷量为＋，在加快器中被加q速，且加快过程中不考虑相对论效应和重力的影响．则下列说法正确的选项是A．质子被加快后的最大速度不可能超过2πRfB．质子走开盘旋加快器时的最大动能与加快电压U成正比C．质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为错误!∶1D．不改变磁感觉强度B和沟通电频次f，该盘旋加快器也能用于α粒子含两个质子，两其中子加快解析：粒子被加快后的最大速度受到D形盒半径R的限制，因v＝错误!＝2πRf，A正确；粒子走开盘旋加快器的最大动能2222222，与加快电压Em＝错误!mv＝错误!m×4πRf＝2mπRf2,2次和第1次经过12两D形盒间狭缝后轨道半径之比为错误!∶1，C正确；因盘旋加快器的最大动能m＝2π222EmRf与m、R、f均相关，D错误．答案：AC9如右图所示的虚线地区内，

充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场．

一带电粒子

a

不计重力以一定的初速度由左边界的

O点射入磁场、电场地区，恰巧沿直线由区域右边界的

O′点图中未标出穿出．

若撤去该地区内的磁场而保存电场不变，

另一个同样的粒子b不计重力仍以相同初速度由

O点射入，从地区右边界穿出，则粒子

bA．穿出地点一定在O′点下方B．穿出地点一定在O′点上方C．运动时，在电场中的电势能一定减小D．在电场中运动时，动能一定减小解析：带电粒子的电性可正也可负，当只有电场作用时，粒子穿出地点可能在O′点上方，也可能在O′点下方．电场力一定对粒子做正功，粒子的电势能减小，动能一定增加．答案：C10在一绝缘、粗拙且足够长的水平管道中有一带电荷量为、质量为m的带电球体，管q道半径略大于球体半径．整个管道处于磁感觉强度为B的水平匀强磁场中，磁感觉强度方向与管道垂直．现给带电球体一个水平速度v0，则在整个运动过程中，带电球体战胜摩擦力所做的功可能为A．0

m错误!2mv02

m错误!解析：

若带电球体所受的洛伦兹力

qv0B＝mg，带电球体与管道间没有弹力，也不存在摩擦力，故带电球体战胜摩擦力做的功为

0，A正确；若

qv0Bmg，则带电球体开始时受摩擦力的作用而减速，当速度达到v＝错误!时，带电球体不再受摩擦力的作用，所以战胜摩擦力做的功为错误!m错误!，D正确．答案：ACD二、非选择题11．2022·福建理综如下列图所示的装置，左半部为速度选择器，右半部为匀强的偏转电场．一束同位素离子流从狭缝S1射入速度选择器，可以沿直线经过速度选择器并从狭缝S2射出的离子，又沿着与电场垂直的方向，立刻进入场强大小为E的偏转电场，最后打在照相底片D上．已知同位素离子的电荷量为>0，速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为0qqE的匀强电场和磁感觉强度大小为0的匀强磁场，照相底片D与狭缝1、2的连线平行且距离BSS为L，忽略重力的影响．1求从狭缝S2射出的离子速度v0的大小；2若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度v0方向飞翔的距离为，求出与离子质量m之间的关系式用E0、B0、E、q、m、L表示．解析：1能从速度选择器射出的离子知足qE0＝qv0BO①v0＝错误!②2离子进入匀强偏转电场E后做类平抛运动，则v0t③L＝错误!at2④由牛顿第二定律得qE＝ma⑤由②③④⑤解得＝错误!错误!答案：1错误!2错误!错误!12．2022·黑龙江适应性测试在如下列图所示的平面直角坐标系中，

存在一个半径

R＝0.2m的圆形匀强磁场地区，磁感觉强度B＝T，方向垂直纸面向外，该磁场地区的右边缘与坐标原点O相切．轴右侧存在电场强度大小为E＝×104N/C的匀强电场，方向沿轴正方向，电场区域宽度＝

0.1m

．现从坐标为－

0.2m，－0.2m

的＝×10－9kg、带电荷量

q＝×10－5C

的带正电粒子，沿轴正方向射入匀强磁场，速度大小

v0＝×103m/重力不计．求该带电粒子射出电场时的地点坐标；为了使该带电粒子能从坐标为0.1m，－0.05m的点回到电场后，可在紧邻电场的右侧一正方形地区内加匀强磁场，试求所加匀强磁场的磁感觉强度大小和正方形地区的最小面积．解析：

1带正电粒子在磁场中做匀速圆周运动，有

qv0B＝m错误!解得r＝0.20m＝R根据几何关系可知，带电粒子恰从O点沿轴进入电场，带电粒子做类平抛运动．设粒子抵达电场边缘时，竖直方向的位移为，有＝02v