2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第8章第3講帶電粒子在復(fù)合場中的運動課下作業(yè)新人教版必修1

必考部分必修1第8章第3講本欄目內(nèi)容，在學(xué)生用書中以活頁形式分冊裝訂！一、選擇題1如右圖所示，一個帶負(fù)電的物體從粗拙斜面頂端滑到斜面底端時的速度為v，若加上一個垂直紙面向外的磁場，則滑到底端時A．v變大B．v變小C．v不變D．不能確定解析：洛倫茲力雖然不做功，但其方向垂直斜面向下，使物體與斜面間的正壓力變大，故摩擦力變大，損失的機械能增加．答案：B2在某地上空同時存在著勻強的電場與磁場，一質(zhì)量為m的帶正電小球，在該地區(qū)內(nèi)沿水平方向向右做直線運動，如右圖所示，對于場的散布情況可能的是A．該處電場方向和磁場方向垂直B．電場豎直向上，磁場垂直紙面向里C．電場斜向里側(cè)上方，磁場斜向外側(cè)上方，均與v垂直D．電場水平向右，磁場垂直紙面向里解析：帶電小球在復(fù)合場中運動一定受重力和電場力，是否受洛倫茲力需詳細(xì)剖析．A選項中若電場、磁場方向與速度方向垂直，則洛倫茲力與電場力垂直，如果與重力的協(xié)力為0就會做直線運動．B選項中電場力、洛倫茲力都向上，若與重力協(xié)力為0，也會做直線運動．C選項中電場力斜向里側(cè)上方，洛倫茲力向外側(cè)下方，若與重力的協(xié)力為0，就會做直線運動．D選項三個力的協(xié)力不可能為0，因此選項A、B、C正確．答案：ABC3如右圖所示的空間中存在著正交的勻強電場和勻強磁場，從A點沿AB、AC方向絕緣地拋出兩帶電小球，對于小球的運動情況，下列說法中正確的選項是A．從AB、AC拋出的小球都可能做直線運動B．只有沿AB拋出的小球才可能做直線運動C．做直線運動的小球帶正電，而且一定是做勻速直線運動D．做直線運動的小球機械能守恒解析：小球運動過程中受重力、電場力、洛倫茲力作用，注意小球做直線運動一定為勻速直線運動；正電荷沿AB才可能做直線運動，做直線運動時電場力做正功，機械能增加，B、C正確．答案：BC4．醫(yī)生做某些特殊手術(shù)時，利用電磁血流計來監(jiān)測經(jīng)過動脈的血流速度．電磁血流計由一對電極a和b以及一對磁極N和S組成，磁極間的磁場是平均的．使用時，兩電極a、b均與血管壁接觸，兩觸點的連線、磁場方向和血流速度方向兩兩垂直，如上圖所示．由于血液中的正負(fù)離子隨血流一同在磁場中運動，電極a、b之間會有微小電勢差．在達到平衡時，血管內(nèi)部的電場可看做是勻強電場，血液中的離子所受的電場力和磁場力的協(xié)力為零．在某次監(jiān)測中，兩觸點間的距離為3.0mm，血管壁的厚度可忽略，兩觸點間的電勢差為160μV，磁感覺強度的大小為T．則血流速度的近似值和電極a、b的正負(fù)為A．1.3m/

，a正、b負(fù)

B．2.7m/

，a正、b負(fù)C．1.3m/

，a負(fù)、b正

D．2.7m/

，a負(fù)、b正解析：

根據(jù)左手定則，可知

a正

b負(fù)，所以

C、D錯；因為離子在場中所受協(xié)力為零，Bqv＝錯誤!q，所以

v＝錯誤!＝1.3m/

，A對

B錯．答案：

A52022·浙江杭州市模擬有一個帶電荷量為＋q、重為G的小球，從兩豎直的帶電平行板上方h處自由落下，兩極板間還有勻強磁場，磁感覺強度為，方向如右圖所示，則帶電小球B經(jīng)過有電場和磁場的空間時，下列說法錯誤的選項是A．一定作曲線運動

B．不可能做曲線運動C．有可能做勻加快運動

D．有可能做勻速運動解析：由于小球的速度變化時，洛倫茲力會變化，小球所受協(xié)力變化，小球不可能做勻速或勻加快運動，B、C、D錯．答案：BCD下面對于帶電粒子在其中運動情況的判斷，正確的有A．若不計重力，粒子做勻速運動的方向可沿軸正方向，也可沿軸負(fù)方向B．若不計重力，粒子可沿軸正方向做勻加快直線運動C．若重力不能忽略，粒子不可能做勻速直線運動D．若重力不能忽略，粒子仍可能做勻速直線運動答案：D當(dāng)前有一種磁強計，用于測定地磁場的磁感覺強度．磁強計的原理如右圖所示，電路有一段金屬導(dǎo)體，它的橫截面是寬為a、高為b的長方形，放在沿軸正方向的勻強磁場中，導(dǎo)體中通有沿軸正方向、大小為

I

的電流．已知金屬導(dǎo)體單位體積中的自由電子數(shù)為

n，電子電荷量為

e，金屬導(dǎo)電過程中，自由電子所做的定向移動可視為勻速運動．兩電極

M、N均與金屬導(dǎo)體的前后兩側(cè)接觸，、N的正負(fù)為，M正、N負(fù)，M正、N負(fù)，M負(fù)、N正，M負(fù)、N正解析：由左手定則知，金屬中的電子在洛倫茲力的作用下將向前側(cè)面齊集，故M負(fù)、N正．由F電＝F洛即錯誤!e＝Bev，I＝nevS＝nevab，得B＝錯誤!答案：C82022·石家莊教學(xué)檢測勞倫斯和利文斯設(shè)計出盤旋加快器，工作原理示意圖如圖所示．置于高真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可忽略．磁感覺強度為B的勻強磁場與盒面垂直，高頻溝通電頻次為f，、電荷量為＋，在加快器中被加q速，且加快過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力的影響．則下列說法正確的選項是A．質(zhì)子被加快后的最大速度不可能超過2πRfB．質(zhì)子走開盤旋加快器時的最大動能與加快電壓U成正比C．質(zhì)子第2次和第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為錯誤!∶1D．不改變磁感覺強度B和溝通電頻次f，該盤旋加快器也能用于α粒子含兩個質(zhì)子，兩其中子加快解析：粒子被加快后的最大速度受到D形盒半徑R的限制，因v＝錯誤!＝2πRf，A正確；粒子走開盤旋加快器的最大動能2222222，與加快電壓Em＝錯誤!mv＝錯誤!m×4πRf＝2mπRf2,2次和第1次經(jīng)過12兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為錯誤!∶1，C正確；因盤旋加快器的最大動能m＝2π222EmRf與m、R、f均相關(guān)，D錯誤．答案：AC9如右圖所示的虛線地區(qū)內(nèi)，

充滿垂直于紙面向里的勻強磁場和豎直向下的勻強電場．

一帶電粒子

a

不計重力以一定的初速度由左邊界的

O點射入磁場、電場地區(qū)，恰巧沿直線由區(qū)域右邊界的

O′點圖中未標(biāo)出穿出．

若撤去該地區(qū)內(nèi)的磁場而保存電場不變，

另一個同樣的粒子b不計重力仍以相同初速度由

O點射入，從地區(qū)右邊界穿出，則粒子

bA．穿出地點一定在O′點下方B．穿出地點一定在O′點上方C．運動時，在電場中的電勢能一定減小D．在電場中運動時，動能一定減小解析：帶電粒子的電性可正也可負(fù)，當(dāng)只有電場作用時，粒子穿出地點可能在O′點上方，也可能在O′點下方．電場力一定對粒子做正功，粒子的電勢能減小，動能一定增加．答案：C10在一絕緣、粗拙且足夠長的水平管道中有一帶電荷量為、質(zhì)量為m的帶電球體，管q道半徑略大于球體半徑．整個管道處于磁感覺強度為B的水平勻強磁場中，磁感覺強度方向與管道垂直．現(xiàn)給帶電球體一個水平速度v0，則在整個運動過程中，帶電球體戰(zhàn)勝摩擦力所做的功可能為A．0

m錯誤!2mv02

m錯誤!解析：

若帶電球體所受的洛倫茲力

qv0B＝mg，帶電球體與管道間沒有彈力，也不存在摩擦力，故帶電球體戰(zhàn)勝摩擦力做的功為

0，A正確；若

qv0Bmg，則帶電球體開始時受摩擦力的作用而減速，當(dāng)速度達到v＝錯誤!時，帶電球體不再受摩擦力的作用，所以戰(zhàn)勝摩擦力做的功為錯誤!m錯誤!，D正確．答案：ACD二、非選擇題11．2022·福建理綜如下列圖所示的裝置，左半部為速度選擇器，右半部為勻強的偏轉(zhuǎn)電場．一束同位素離子流從狹縫S1射入速度選擇器，可以沿直線經(jīng)過速度選擇器并從狹縫S2射出的離子，又沿著與電場垂直的方向，立刻進入場強大小為E的偏轉(zhuǎn)電場，最后打在照相底片D上．已知同位素離子的電荷量為>0，速度選擇器內(nèi)部存在著相互垂直的場強大小為0qqE的勻強電場和磁感覺強度大小為0的勻強磁場，照相底片D與狹縫1、2的連線平行且距離BSS為L，忽略重力的影響．1求從狹縫S2射出的離子速度v0的大小；2若打在照相底片上的離子在偏轉(zhuǎn)電場中沿速度v0方向飛翔的距離為，求出與離子質(zhì)量m之間的關(guān)系式用E0、B0、E、q、m、L表示．解析：1能從速度選擇器射出的離子知足qE0＝qv0BO①v0＝錯誤!②2離子進入勻強偏轉(zhuǎn)電場E后做類平拋運動，則v0t③L＝錯誤!at2④由牛頓第二定律得qE＝ma⑤由②③④⑤解得＝錯誤!錯誤!答案：1錯誤!2錯誤!錯誤!12．2022·黑龍江適應(yīng)性測試在如下列圖所示的平面直角坐標(biāo)系中，

存在一個半徑

R＝0.2m的圓形勻強磁場地區(qū)，磁感覺強度B＝T，方向垂直紙面向外，該磁場地區(qū)的右邊緣與坐標(biāo)原點O相切．軸右側(cè)存在電場強度大小為E＝×104N/C的勻強電場，方向沿軸正方向，電場區(qū)域?qū)挾龋?/p>

0.1m

．現(xiàn)從坐標(biāo)為－

0.2m，－0.2m

的＝×10－9kg、帶電荷量

q＝×10－5C

的帶正電粒子，沿軸正方向射入勻強磁場，速度大小

v0＝×103m/重力不計．求該帶電粒子射出電場時的地點坐標(biāo)；為了使該帶電粒子能從坐標(biāo)為0.1m，－0.05m的點回到電場后，可在緊鄰電場的右側(cè)一正方形地區(qū)內(nèi)加勻強磁場，試求所加勻強磁場的磁感覺強度大小和正方形地區(qū)的最小面積．解析：

1帶正電粒子在磁場中做勻速圓周運動，有

qv0B＝m錯誤!解得r＝0.20m＝R根據(jù)幾何關(guān)系可知，帶電粒子恰從O點沿軸進入電場，帶電粒子做類平拋運動．設(shè)粒子抵達電場邊緣時，豎直方向的位移為，有＝02v