暑假作业04 带电粒子在组合场、叠加场中的运动（原卷版）-2025版高二物理暑假作业

限时练习：90min完成时间：月日天气：作业04带电粒子在组合场、叠加场中的运动一、带电粒子在组合场中的运动1．组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠，一般为两场相邻或在同一区域电场、磁场交替出现．2．解题时要弄清楚场的性质、场的方向、强弱、范围等．3．要正确进行受力分析，确定带电粒子的运动状态．(1)仅在电场中运动①若初速度v0与电场线平行，粒子做匀变速直线运动；②若初速度v0与电场线垂直，粒子做类平抛运动．(2)仅在磁场中运动①若初速度v0与磁感线平行，粒子做匀速直线运动；②若初速度v0与磁感线垂直，粒子做匀速圆周运动．4．分析带电粒子的运动过程，画出运动轨迹是解题的关键．二、带电粒子在叠加场中的运动处理带电粒子在叠加场中的运动的基本思路1．弄清叠加场的组成．2．进行受力分析，确定带电粒子的运动状态，注意运动情况和受力情况的结合．3．画出粒子运动轨迹，灵活选择不同的运动规律．(1)当带电粒子在叠加场中做匀速直线运动时，根据受力平衡列方程求解．(2)当带电粒子在叠加场中做匀速圆周运动时，一定是电场力和重力平衡，洛伦兹力提供向心力，应用平衡条件和牛顿运动定律分别列方程求解．(3)当带电粒子做复杂曲线运动时，一般用动能定理或能量守恒定律求解．一、单选题1．圆心为O、半径为R的圆形区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面的匀强磁场（未画出），磁场边缘上的A点有一带正电粒子源，半径OA竖直，MN与OA平行，且与圆形边界相切于B点，在MN的右侧有范围足够大且水平向左的匀强电场，电场强度大小为E。当粒子的速度大小为v0且沿AO方向时，粒子刚好从B点离开磁场，不计粒子重力和粒子间的相互作用，下列说法不正确的是（）A．圆形区域内磁场方向垂直纸面向外B．粒子的比荷为C．粒子在磁场中运动的总时间为D．粒子在电场中运动的总时间为2．水平放置的M、N两金属板，板长均为L，板间距为d，两板间有竖直向下的匀强电场，场强大小为E，在两板左端点连线的左侧足够大空间存在匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直纸面向里。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子以初速v0紧靠M板从右端水平射入电场，随后从P点进入磁场，从Q点离开磁场（P、Q未画出）。不考虑粒子的重力，下列说法正确的是A．PQ间距离与E的大小无关B．PQ间距离与v0的大小无关C．P点的位置与粒子的比荷无关D．带电粒子不可能打在N板上3．如图所示，比荷不同的两个带电粒子在A处由静止释放，经加速电压加速后，垂直磁场左边界MN射入宽度为d的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，磁场方向垂直纸面向里。两个粒子经磁场偏转后一个从左边界MN的a点离开磁场区域，另一个从磁场的右边界b点离开磁场区域，a、b两点的连线刚好与磁场边界垂直，从b点离开的粒子在磁场区域运动过程中偏转的角度为60°，不计粒子重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（）A．从a点离开磁场区域的粒子带正电，从b点离开磁场区域的粒子带负电B．从a点离开磁场区域的粒子比荷大小为C．从b点离开磁场区域的粒子比荷大小为D．从a、b两点离开的粒子在磁场区域中运动的时间之比为3∶14．如图所示，坐标系内存在磁感应强度为B的匀强磁场（方向未标明）。是电子枪管，电子枪发出的电子初速度为零，经电场加速后，从坐标原点O点沿y轴正方向射出。电子经过位置M，已知M点坐标为，电子电荷量e，质量m，则电子枪加速电压为（）A． B． C． D．5．如图所示，一个质量m＝0.1g，所带电荷量的小滑块，放置在倾角的光滑斜面（绝缘且足够长）上，斜面置于B＝0.4T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外．小滑块由静止开始沿斜面下滑，下滑至某一位置时会离开斜面，此过程中，下列说法正确的是（，）A．小滑块带正电，所受洛伦兹力竖直向上B．小滑块离开斜面瞬间的速度大小为5m/sC．小滑块离开斜面前做加速度不断增大的加速运动D．该斜面的长度至少要有6．如图所示，直角坐标系位于竖直平面内，y轴竖直向上，第III、IV象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场，第IV象限同时存在方向平行于y轴的匀强电场（图中未画出），一质量为m、带电量绝对值为q的小球从x轴上的A点由静止释放，恰好从P点垂直于y轴进入第IV象限，然后做圆周运动，从Q点以速度v垂直于x轴进入第I象限，重力加速度为g，不计空气阻力。则（）A．从A点到Q点的过程小球的机械能守恒 B．电场方向竖直向上C．小球在第IV象限运动的时间为 D．小球能够返回到A点7．如图所示，竖直平面内，匀强电场方向水平向右，匀强磁场方向垂直于纸面向里。一个带电粒子以某速度垂直磁场斜向右上方射入复合场中，恰好做直线运动，则下列关于粒子的受力及运动情况的说法正确的是（）A．粒子可能只受电场力和洛伦兹力 B．直线运动过程粒子的电势能可能增加C．粒子一定做匀速直线运动 D．粒子可能做匀减速直线运动8．如图所示，场强为的匀强电场竖直向下，磁感应强度为B的匀强磁场垂直电场向外，带电量为q的小球（视为质点）获得某一垂直磁场水平向右的初速度，正好做匀速圆周运动，重力加速度为，下列说法正确的是（）

A．小球带正电B．将初速度方向变成垂直磁场水平向左，则小球做直线运动C．小球做匀速圆周运动的周期为D．若把电场的方向改成竖直向上，则小球恰好做类平抛运动二、多选题9．如图所示，实线表示竖直平面内的电场线，电场线与水平方向成α角，水平方向的匀强磁场与电场正交，有一带电液滴沿斜向上的虚线L斜向上做直线运动，L与水平方向成β角，且α＞β，则下列说法中正确的是（）A．液滴一定做匀速直线运动B．液滴一定带负电C．电场线方向一定斜向上D．液滴有可能做匀变速直线运动10．如图所示，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下（与纸面平行），磁场方向垂直纸面向外。电场强度为，磁感应强度为。带电量为的小球（视为质点）在纸面内恰好做匀速圆周运动。重力加速度为，下列说法正确的是（）A．小球带正电B．小球的质量为C．小球做匀速圆周运动的周期为D．若把电场的方向改成竖直向上，小球正好做匀速直线运动，则其速度为11．以O点为坐标原点、方向为x轴正方向、竖直向上为y轴正方向，建立平面直角坐标系，如图。在第Ⅰ象限内加一方向竖直向上的匀强电场，在第Ⅱ象限有一加速电场，A、C两竖直极板之间的加速电压为U，在C板的中间有一小孔。在第Ⅳ象限的边长为l的等边三角形内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场。现将一比荷为k的带负电的粒子从A板中间由静止释放，带电粒子从C板的小孔处飞出，接着从y轴上的M点垂直y轴进入电场，随后从的中点N进入磁场，且速度方向与边平行。在磁场中运动一段时间后，带电粒子恰好从P点离开磁场。下列说法正确的是（）A．带电粒子从M点进入第Ⅰ限时的速度大小B．第Ⅰ象限内匀强电场的电场强度大小C．三角形区域内匀强磁场的磁感应强度大小D．带电粒子从M点运动到P点的时间12．如图所示，长方体所在空间存在与方向平行的匀强磁场，一粒子源无初速度释放一质量为m、带电量为的带电粒子，经电压U加速后，从O点沿OQ方向射入磁场区域，并从点离开长方体区域。已知长方体OM、边的长度均为d，OQ的长度为，不计粒子的重力及其相互作用，下列说法正确的是（）A．粒子进入磁场区域的初速度为B．磁感应强度的大小为C．若减少加速电压U，粒子可能从射出D．若增加加速电压U，粒子可能从中点射出一、单选题1．如图所示，真空室中y轴右侧存在连续排列的4个圆形边界磁场，圆心均在x轴上，相邻两个圆相切，半径均为R，磁感应强度均为B。其中第1、3个圆形边界的磁场方向垂直于纸面向里，第2、4个圆形边界的磁场方向垂直于纸面向外，第4个磁场右侧有一个粒子接收屏与x轴垂直，并与第4个磁场相切，切点为M，在磁场上方和下方分别有一条虚线与磁场相切，上方虚线以上有一方向向下的范围无限大的匀强电场，下方虚线以下有一方向向上的范围无限大的匀强电场，电场强度大小均为E。现将一群质量均为m、电荷量均为的带电粒子从坐标原点O向第一、四象限各个方向发射（不考虑平行于y轴方向发射的粒子），射出速度大小均为。不计粒子重力，则下列说法正确的是（）A．所有粒子从O点射出到最终被接收屏接收的时间相同B．所有被接收屏接收的粒子均从M点沿x轴正方向射出C．所有粒子从O点射出到最终被接收屏接收的过程中在电场中运动的时间均为D．所有粒子从O点射出到最终被接收屏接收的过程中在磁场中运动的时间均为2．如图所示，xOy坐标系内，第一象限存在水平向左的匀强电场。第二象限存在竖直向下的匀强电场，y轴上c点和x轴上d点连线为电场的下边界。相同的带电粒子甲、乙分别从a点和b点由静止释放，两粒子均从c点水平射入第二象限，且均从c、d连线上射出，已知ab＝bc，下列说法正确的是（）A．带电粒子甲、乙在c点速度之比为2∶1B．带电粒子甲、乙在c点速度之比为∶1C．带电粒子甲、乙在第二象限电场内的位移之比为∶1D．带电粒子甲、乙在第二象限射出电场时速度方向垂直3．如图所示，某空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面方向的匀强磁场（图中未画出），一质量为m的带负电粒子恰能以速度v沿图中虚线所示轨迹做直线运动，粒子的运动轨迹与水平方向的夹角为，匀强电场的电场强度大小为E，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（

）A．匀强磁场的方向垂直纸面向里B．匀强磁场的磁感应强度大小为C．粒子的电荷量为D．若粒子运动过程中，磁场突然消失，则粒子可能做匀减速直线运动4．如图所示，一半径为R的光滑绝缘半球面开口向下，固定在水平面上。整个空间存在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场。一电荷量为q（q>0）、质量为m的小球P在球面上做水平的匀速圆周运动，圆心为O′。球心O到该圆周上任一点的连线与竖直方向的夹角为θ=60°。若重力加速度为g，以下说法正确的是（）

A．从上面俯视小球沿顺时针方向运转B．球面对小球的弹力大小为C．小球的速率越大，则小球受到的洛伦兹力越大D．磁感应强度的大小可能为二、解答题5．竖直平面内建立如图所示的xOy直角坐标系，在的区域Ⅰ内，存在着水平方向的匀强电场和垂直于纸面的匀强磁场（图中均未画出），在的区域Ⅱ内，存在垂直于纸面向里的匀强磁场。一个带正电的小球从y轴上的P点以初速度水平向右抛出，仅在重力的作用下经过x轴上的Q点，随后沿直线运动穿过区域Ⅰ，通过M点进入区域Ⅱ做曲线运动。已知OP的长度与OQ的长度之比为，小球的质量为m，电荷量为+q，区域Ⅱ的磁感应强度大小与区域Ⅰ的磁感应强度大小满足（、为未知量），重力加速度为g。（1）求小球到达Q点时的速度大小和方向；（2）求区域Ⅰ的磁感应强度的大小和方向；（3）若，从小球经过M点开始计时，当经过时同时，求小球的位置坐标（用、g表达）。1．（2023江苏高考题）霍尔推进器某局部区域可抽象成如图所示的模型。Oxy平面内存在竖直