专题12.3　带电粒子在组合场 叠加场和交变电、磁场中的运动【练】——2023年高考物理一轮复习讲练测（人教）（解析版）.docx

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专题12.3　带电粒子在组合场 叠加场和交变电、磁场中的运动【练】
1、（2022·山东省莒南第一中学高三开学考试）如图所示，两水平金属板构成的器件中同时存在着匀强电场和匀强磁场，电场强度E和磁感应强度B相互垂直。一带电粒子以某一水平速度从P点射入，恰好能沿直线运动，不计带电粒子的重力。下列说法正确的是（　　）
A．粒子一定带正电
B．粒子的速度大小v=
C．若粒子速度大小改变，则粒子将做曲线运动
D．若粒子速度大小改变，则电场对粒子的作用力会发生变化
【答案】 C
【解析】A．粒子做直线运动，竖直方向受力平衡，如果粒子带正电，则电场力向下，洛伦兹力向上，如果粒子带负电，则电场力向上，洛伦兹力向下，故粒子电性不确定，故A错误；
B．根据平衡条件得
qvB=qE
解得
v=
故B错误；
CD．若粒子速度大小改变，则洛伦兹力大小改变，故粒子将做曲线运动，电场力做功，粒子速度大小改变，但电场力不变，故C正确，D错误。
故选C。
2、（2022·湖北·模拟预测）如图所示，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上（与纸面平行），磁场方向垂直于纸面向里，三个带电的微粒、、质量相等，电量大小分别为、、，已知在该区域内，、在纸面内分别做半径为、的匀速圆周运动，且，在纸面内向左做匀速直线运动。下列选项正确的是（　　）
A．、为异种电荷 B．
C．、、均为正电荷 D．无法比较、的大小
【答案】 D
【解析】AB．因、在纸面内分别做半径为、的匀速圆周运动，则、所受电场力与重力平衡，故、均为正电荷，则有
解得
因E、m和g相同，故a、b的电量相同；它们在复合场中运动，仅由洛伦兹力提供向心力，根据
可得
由题知，且m、B和q相同，故，故AB错误；
CD．由题知，在纸面内向左做匀速直线运动，若c带正电，根据平衡条件有
解得
若c带负电，根据平衡条件
解得
与大小关系无法比较，故C错误，D正确。
故选D。
3、（2022·山东济南·高三开学考试）质谱仪可用来分析带电粒子的基本性质，其示意图如图所示，其中加速电压恒定。带电粒子从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后打在荧光屏上。图中虚线为粒子（）和某未知带电粒子在质谱仪中的运动轨迹，下列判断正确的是（　　）
A．未知带电粒子的比荷一定大于粒子的比荷
B．未知带电粒子的比荷一定小于粒子的比荷
C．未知带电粒子的电荷量一定大于粒子的电荷量
D．未知带电粒子的电荷量一定小于粒子的电荷量
【答案】 A
【解析】粒子加速过程中，由动能定理得
在磁场中，由洛伦兹力提供向心力得
联立解得
由于未知粒子半径小，则比荷大，而电荷量无法比较，故A正确，BCD错误。
故选A。
4、（多选）2022·河北·邯郸市教育科学研究所高三开学考试）如图所示，空间中有正交的匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B，匀强电场方向竖直向下，将一质量为m，带电量为的粒子沿水平向左以速度v抛入复合场中，忽略粒子的重力。已知匀强电场的强度大小，在粒子之后运动的过程中，以下说法正确的是（　　）
A．粒子偏离人射方向的最大距离为
B．粒子在轨迹最低点的曲率半径为
C．粒子从抛出到最低点的过程电势能的变化量为
D．粒子运动过程中动能与电势能的总和是守恒的
【答案】 BCD
【解析】A．根据题意
得
将粒子以速度v水平向左抛入复合场中，根据“配速法”，粒子的初速度可以等效为一个水平向左的和一个水平向右的v，向右的速度v会产生一竖直向上的洛伦兹力
由于
则粒子的一个分运动为水平向右的匀速直线运动，另一个分运动是水平向左沿逆时针方向的匀速圆周运动，速度大小为
解得
粒子偏离入射方向的最大距离为
A错误；
B．粒子在轨迹最低点速度大小为，方向水平向右
解得
即轨迹最低点的曲率半径为
B正确；
C．粒子从抛出到最低点的过程中电场力做正功，电势能减小，电势能的变化量为
C正确；
D．粒子在复合场中运动过程中只有电场力做功，所以粒子的动能和电势能的总和是守恒的，D正确。
故选BCD。
5、（多选）（2022·山西·稷山县稷山中学高三开学考试）一个带电微粒在如图所示的正交匀强电场和匀强磁场中的竖直平面内做匀速圆周运动，重力不可忽略，已知圆的半径为r，电场强度的大小为E，磁感应强度的大小为B，重力加速度为g，则（　　）
A．该微粒带正电
B．带电微粒沿逆时针旋转
C．带电微粒沿顺时针旋转
D．微粒做圆周运动的速度为
【答案】 BD
【解析】A．带电微粒在重力场、匀强电场和匀强磁