2022届高考物理一轮复习课时跟踪训练—带电粒子在叠加场中的运动 word版（无答案）

这是一份2022届高考物理一轮复习课时跟踪训练—带电粒子在叠加场中的运动 word版（无答案），共14页。试卷主要包含了单项选择，多项选择题，综合计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择（下列各题中四个选项中只有一个选项符合题意）
1．若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．该束带电粒子带负电
B．速度选择器的极板带正电
C．在磁场中运动半径越大的粒子，质量越大
D．在磁场中运动半径越大的粒子，电荷量越大
2．如图，距离为d的两平行金属板P、Q之间有一匀强磁场，磁感应强度大小为，一束速度大小为v的等离子体垂直于磁场喷入板间，相距为L的两光滑平行金属导轨固定在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为，导轨平面与水平面夹角为，两导轨分别与P、Q相连，质量为m、电阻为R的金属棒垂直导轨放置，恰好静止，重力加速度为g，不计导轨电阻、板间电阻和等离子体中的粒子重力，下列说法正确的是（ ）
A．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上，
B．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下，
C．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上，
D．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下，
3．2020年新冠肺炎爆发后，我国P4实验室为研制新冠疫苗做出了重大贡献。为了无损测量生物实验废弃液体的流量，常用到一种电磁流量计，其原理可以简化为如图所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出。流量值Q等于单位时间通过横截面液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，若M、N两点间的电压为U。下列说法正确的是（ ）
A．M点的电势高于N点的电势
B．排放废液的流速为
C．排放废液的流量为
D．若废液中正、负离子的浓度增大，M、N间的电势差会增大
4．某电气设备和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电气设备正常工作；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电气设备进人休眠状态。如图所示，一块宽为、厚为、长为的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为的自由电荷，单位体积内自由电荷的个数为，通入方向向右的电流。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，磁感应强度为。于是元件的前、后表面间出现电压，以此控制屏幕的熄灭。则元件的（ ）
A．前、后表面的电势的高、低与的正负无关
B．前、后表面间的电压与有关
C．前、后表面间的电压
D．前、后表面间的电压
5．如图所示，空间某区域存在相互正交的匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，电场方向竖直向上，将相距很近的两带电小球a、b同时向左、右水平抛出，二者均做匀速圆周运动，经过一段时间，两球碰撞，碰后瞬间速度均为零。已知两球的电荷量分别为q1，q2，质量分别为m1、m2，不考虑两球之间的相互作用力。则下列说法正确的是（ ）
A．两球均带负电
B．q1：q2=m2：m1
C．两球做圆周运动的周期一定相等
D．两球做圆周运动的半径一定相等
6．如图所示，一绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为。在与环心等高处放有一质量为、带电的小球，由静止开始沿轨道运动，下述说法正确的是（ ）
A．小球在运动过程中机械能守恒
B．小球经过环的最低点时处于平衡状态
C．小球经过环的最低点时对轨道压力为
D．小球经过环的最低点时对轨道压力为
7．如图所示，绝缘中空轨道竖直固定，圆弧段COD光滑，对应圆心角为120°，C、D两端等高，O为最低点，圆弧圆心为O′，半径为R直线段AC、HD粗糙，与圆弧段分别在C、D端相切，整个装置处于方向垂直于轨道所在平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，在竖直虚线MC左侧和ND右侧还分别存在着场强大小相等、方向水平向右和向左的匀强电场。现有一质量为m、电荷量恒为q、直径略小于轨道内径、可视为质点的带正电小球，从轨道内距C点足够远的P点由静止释放若PC=l，小球所受电场力等于其重力的倍，重力加速度为g。则（ ）
A．小球第一次沿轨道AC下滑的过程中先做加速度减小的加速运动，后做减速运动
B．小球经过O点时，对轨道的弹力可能为
C．经足够长时间，小球克服摩擦力做的总功是
D．小球在轨道内受到的摩擦力可能为
8．如图所示，某空间存在正交的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，一带电微粒由a点进入电磁场并刚好沿虚线ab向上运动。下列说法中正确的是（ ）
A．该微粒一定带负电B．该微粒的动能一定减少
C．该微粒的电势能一定增加D．该微粒的机械能不一定增加
9．如图所示，空间内有一长方形区域，区域内存在着匀强电场（未画出），O、e分别为边、边的中点，且边的长度为边长度的2倍，以边为直径的半圆内有垂直于纸面向里、磁感应强度的匀强磁场（边界上无磁场）。一群不计重力、电荷量的带电粒子以速度沿垂直边的方向且垂直于磁场射入磁场区域，不考虑粒子间的相互作用力，若从O点射入的带电粒子刚好沿直线射出，则下列说法正确的是（ ）
A．电场强度大小为，方向与边平行向上
B．电场强度大小为，方向与边平行向下
C．若完全相同的粒子从的中点沿垂直于边的方向射人磁场区域，将从的中点离开长方形区域
D．若完全相同的粒子从的中点沿垂直于边的方向射入磁场区域，将从b点离开长方形区域
10．如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m、带电量为＋Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑。在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是（ ）
A．滑块受到的摩擦力不变
B．滑块到地面时的动能与B的大小无关
C．滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面指向斜面
D．B很大时，滑块最终可能静止于斜面上
11．如图所示，劲度系数为k的轻弹簧一端固定在墙上。空间存在水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。一个带正电的小物块（可视为质点）从A点以初速度向左运动，接触弹簧后运动到C点时的速度恰好为零，弹簧始终在弹性限度内。已知AC两点间的距离为L，物块与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为g。则物块由A运动到C点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小物块的加速度先不变后减小
B．弹簧的弹性势能增加量为
C．小物块与弹簧接触的过程中，摩擦力的功率逐渐减小
D．小物块运动到C点时速度为零，加速度也一定为零
12．绝緣光滑斜面与水平面成角，一质量为m、电荷量为－q的小球从斜面上高h处，以初速度为切方向与斜面底边MN平行射入；如图所示，整个装置处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于MN且平行于斜面向上。已知斜面足够大，小球能够沿斜面到达底边MN。则下列判断错误的是（ ）
A．小球在斜面上做匀变速曲线运动
B．小球到达底边MN的时间
C．匀强磁场磁感应强度的取值范围为0D．小球所受洛伦兹力逐渐变大
二、多项选择题（下列选项中有多个选项满足题意）
13．如图所示，在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，电荷量为q的液滴在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动，已知电场强度为E，磁感应强度为B，下列说法正确有（ ）
A．液滴质量是
B．液滴质量是
C．液滴逆时针转动
D．液滴带负电
14．如图所示，a为不带电的物块，b为带负电的物块，b的上下表面都涂有绝缘层。a、b叠放于粗糙的水平地面上，地面上方有方向水平向里的匀强磁场。现用水平恒力F拉b物块、在a、b一起无相对滑动地沿地面向左加速运动的过程中（ ）
A．a对b的压力变大B．a对b的摩擦力变大
C．b对地面的压力变小D．b与地面间的摩擦力变大
15．如图所示，空间中存在水平方向的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向左，磁场方向垂直纸面向里。一带电小球恰能以速度v0做直线运动，其轨迹如图虚线所示，虚线与水平方向成37°角，小球最终穿过一轴线沿小球运动方向且固定摆放的光滑绝缘管道（管道内径略大于小球直径），已知sin37°=0.6，下列说法正确的（ ）
A．小球可能带负电
B．磁扬和电场的大小关系为
C．小球从管道的甲端运动到乙端过程中，小球机械能增加
D．若小球刚进入管道时撤去磁场，小球将在管道中做匀速直线运动
16．如图所示，两个相同的半圆形光滑绝缘轨道分别竖直放置在匀强电场E和匀强磁场B中，轨道两端在同一高度上，两个相同的带正电小球a、b同时从轨道左端最高点由静止释放，在运动中都能通过各自轨道的最低点M、N，则（ ）
A．两小球每次到达轨道最低点时的速度都有
B．两小球每次经过轨道最低点时对轨道的压力都有
C．小球b第一次到达N点的时刻与小球a第一次到达M点的时刻相同
D．小球b能到达轨道的最右端，小球a不能到达轨道的最右端
17．在如图所示的有界正交的电场和磁场上方，有一个处于静止状态的带电量为，质量为m的小球，磁场的磁感应强度为B，电场的电场强度为E，现将小球由静止释放，结果小球恰能沿直线通过场区，空气阻力不计，则（ ）
A．小球穿过场区的过程中动能增大
B．小球穿过场区的过程中电势能不变
C．小球在场区受到的电场力大于重力
D．小球进场前自由下落的高度为
18．质量为m、电荷量为q的微粒以速度v与水平方向成θ角从O点进入方向如图所示的正交的匀强电场和匀强磁场组成的混合场区，该微粒在电场力、洛伦兹力和重力的共同作用下，恰好沿直线运动到A，下列说法中正确的是（重力加速度为g）（ ）
A．该微粒一定带负电荷
B．微粒从O到A的运动可能是匀变速运动
C．该磁场的磁感应强度大小为
D．该电场的电场强度大小为
19．如图所示，空间同时存在垂直于纸面向里的匀强磁场和水平向左的匀强电场，磁感应强度大小为B，电场强度大小为E。在该空间的竖直平面（即纸面）内固定一足够长的粗糙绝缘杆，杆与电场正方向夹角为。一质量为m、电荷量为的小球套在绝缘杆上，在时刻以初速度沿杆向下运动。已知，下列描述小球运动的图像可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
20．如图所示，已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压U加速后，水平进入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B的复合场中（E和B已知），小球在此空间的竖直面内做匀速圆周运动，重力加速度为g，则（ ）
A．小球可能带正电
B．小球做匀速圆周运动的半径为
C．若电压U增大，则小球做匀速圆周运动的周期增加
D．小球做匀速圆周运动的周期为
三、综合计算题（要求写出必要的计算过程）
21．如图所示，边长为L的正方形区域内有正交的匀强电场和匀强磁场，匀强电场平行于向下，场强大小为E，匀强磁场垂直于正方形平面向里。一个带电荷量为+q、质量为m的带电粒子从边的中点P垂直电场和磁场方向向右射入，结果带电粒子恰好做匀速直线运动。撤去磁场，带电粒子仍以原速度从P点射入电场，结果粒子恰好从B点离开电场，不计带电粒子的重力。
（1）求匀强磁场的磁感应强度大小；
（2）若仅撤去电场，带电粒子仍以原速度从P点射入匀强磁场，求粒子从边离开磁场的位置离D点的距离。
22．如图所示，在空间坐标系区域中有竖直向上的匀强电场，在一、四象限的正方形区域内有方向如图所示的正交的匀强电场和匀强磁场，已知，，。在负x轴上有一质量为m、电量为的金属球以速度v0沿轴向右匀速运动，并与静止在坐标原点处用绝缘细支柱支撑的（支柱与球不粘连、无摩擦）质量为、不带电金属球发生弹性碰撞。已知、球体积相等、材料相同且都可视为点电荷，碰后电荷总量平均分配，重力加速度为，不计、球间的静电力，不计、球产生的场对电场、磁场的影响，求：
（1）碰撞后，、球的速度大小；
（2）、碰后，要使球恰好从边界的点射出，求磁感应强度的取值。
23．如图所示，在地面附近，坐标系xOy在竖直平面内，在x>0的空间有沿水平方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在竖直线PQ与y轴之间还有沿x轴负方向的匀强电场，场强大小为E。一个带正电的小球从A点水平抛出后，恰好从O点进入复合场中，并沿着OP方向做直线运动，已知OP与x轴正方向之间的夹角a=30°。带电小球进入竖直线PQ右侧区域后能在竖直平面内做匀速圆周运动，需要加一个匀强电场，若带电小球做圆周运动时要通过x轴上的N点，且OM=MN。已知地表附近重力加速为g。求∶
（1）小球从A点抛出时的初速度；
（2）在竖直线PQ右侧所加电场的场强大小和方向；
（3）小球从A点运动到N点所用的时间。
24．如图所示，直角坐标系xy位于竖直平面内，在第Ⅳ象限存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为B=2T、方向垂直于xy平面向外，电场E1平行于y轴；在第Ⅲ象限存在沿x轴正方向的匀强电场E2，已知场强E1、E2的大小相等。一可视为质点、比荷为的带正电的小球，从y轴上的A（0，0.2m）点以初速度v0水平向右抛出，经过x轴上的M（0.4m，0）点进入第Ⅳ象限，在第Ⅳ象限恰能做匀速圆周运动。不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）小球从A点抛出的初速度大小v0及场强E1的大小；
（2）小球第一次经过y轴负半轴的坐标；
（3）小球从A点出发到第三次经过y轴负半轴所用的总时间。