教科版高中物理选择性必修第二册素养培优练2带电粒子在复合场中的运动含答案

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素养培优练(二)　1．AD　[根据带电粒子在电场中的偏转情况可以确定A、C、D中粒子带正电，B中粒子带负电，再根据左手定则判断粒子在磁场中偏转方向，可知A、D正确，B、C错误。]2．B　[分析可知，开始一段较短时间内，粒子具有沿＋y方向的速度，由左手定则可知，粒子应向左侧偏转，A、C项错误；由于粒子所受电场力沿＋y方向，且粒子初速度为零，初始位置在坐标原点，故粒子运动轨迹的最低点在x轴上，D项错误，B项正确。]3．A　[带电粒子在两导体板间做类平抛运动，可将射出电场的粒子速度v分解成初速度方向与加速度方向的分量，设出射速度与水平方向夹角为θ，则有：v0v＝cosθ，粒子在磁场中做匀速圆周运动，设运动轨迹对应的半径为R，由几何关系得，半径与直线MN夹角正好等于θ，则有：d2R＝cosθ，所以d＝2Rv0v，又因为半径公式R＝mvBq，则有d＝2mv0Bq＝2B·2mU1q，故d随U1变化，d与U2无关，故A正确。]4．C　[根据做直线运动的条件和受力情况如图所示：可知，粒子做匀速直线运动，则粒子必定带负电，故A错误；由a沿直线运动到b的过程中，电场力做正功，电势能减小，故B错误；因重力做负功，重力势能增加，又动能不变，则机械能一定增加，故C正确；洛伦兹力一直与速度方向相互垂直，故洛伦兹力不做功，故D错误。]5．CD　[据F合＝0可知a带负电，显然b、c也带负电，所以b所受洛伦兹力方向竖直向下，c所受洛伦兹力方向竖直向上，则有Gb0，圆环做减速运动，随速度v的减小FN逐渐减小，故滑动摩擦力f逐渐减小，故圆环的加速度a＝fm逐渐减小，即圆环做加速度逐渐减小的变减速运动，当qvB＝mg时，FN＝0，故f＝0，圆环做匀速直线运动，故C错误。]8．ABC　[根据粒子轨迹弯曲方向，可知受洛伦兹力方向必沿弯曲方向，判断出粒子必带正电，A正确；而粒子在A、B两点时速度都为零，在运动过程中洛伦兹力不做功，这样只有重力和电场力做功，由动能定理可知，重力和电场力做的总功是零，因此A点和B点在同一高度，B正确；粒子到达最低点C点时，电场力做功和重力做功最大，由动能定理可知粒子在C点速度达到最大，C正确；由以上分析可知，粒子到达B点后速度是零，将沿与ACB相同的路径向右偏转，不返回A点，D错误。]9．ABC　[由于小球进入板间后恰好沿水平方向做直线运动，则带电小球一定带正电荷，从a点滑下时，电场力qE和磁场力qBv方向均向上，它们的合力与重力mg相平衡，当小球从较低的b点滑下到达P点时的速度v′qE，则带电小球的动能增大，电场力做负功，电势能将增大，小球所受电场力大小和方向都不会改变，而由于动能增大，则小球所受磁场力将会增大，故A、B、C正确。]10．解析　(1)粒子在加速电场中加速，根据动能定理有qU＝12mv2粒子进入磁场，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有qvB＝mv2R解得R＝1B2mUq。(2)粒子运动到坐标原点的时间t1＝Lv粒子在磁场中运动的时间为t2＝34T＝34×2πmqB离开磁场到达荧光屏的时间为t3＝R+Lv所以粒子运动的总时间为t＝t1＋t2＋t3＝L2mqU＋2+3πm2qB。答案　(1)1B2mUq　(2)L2mqU＋2+3πm2qB11．解析　(1)离子在电场中加速，设到达S2点的速度为v，根据动能定理：qU＝12mv2－0离子在磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力：qvB＝mv2d2联立以上各式得：m＝qB2d28U。(2)设加速电压为U，对于质量为m、电荷量为q的离子根据动能定理得：qU＝12mv2－0离子在磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力：qvB＝mv2R联立以上各式得：R＝1B2mUq离子1在电压为U2时：R1＝1B112m0U2q离子2在电压为U1时：R2＝1B116m0U1q，由R1