高考物理一輪復(fù)習(xí) 章節(jié)訓(xùn)練 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng).doc

2014年高考一輪復(fù)習(xí)章節(jié)訓(xùn)練之帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間：45分鐘滿(mǎn)分：100分一、選擇題(8864)1目前有一種磁強(qiáng)計(jì)，用于測(cè)定地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度磁強(qiáng)計(jì)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(zhǎng)方形，放在沿y軸正方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)體中通有沿x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(guò)程中，自由電子所做的定向移動(dòng)可視為勻速運(yùn)動(dòng)兩電極m、n均與金屬導(dǎo)體的前后兩側(cè)接觸，用電壓表測(cè)出金屬導(dǎo)體前后兩個(gè)側(cè)面間的電勢(shì)差為u.則磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和電極m、n的正負(fù)為()a.，m正、n負(fù) b.，m正、n負(fù)c.，m負(fù)、n正 d.，m負(fù)、n正解析：由左手定則知，金屬中的電子在洛侖茲力的作用下將向前側(cè)面聚集，故m負(fù)、n正由f電f洛即ebev，inevsnevab，得b.答案：c2如右圖所示，實(shí)線表示在豎直平面內(nèi)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線，電場(chǎng)線與水平方向成角，水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與電場(chǎng)正交，有一帶電液滴沿斜向上的虛線l做直線運(yùn)動(dòng)，l與水平方向成角，且，則下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()a液滴一定做勻變速直線運(yùn)動(dòng)b液滴一定帶正電c電場(chǎng)線方向一定斜向上d液滴一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)解析：在電磁場(chǎng)復(fù)合區(qū)域粒子一般不會(huì)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，因速度變化洛侖茲力變化，合外力一般變化，如果vb，f洛0，也可以做勻變速運(yùn)動(dòng)答案：a3在某地上空同時(shí)存在著勻強(qiáng)的電場(chǎng)與磁場(chǎng)，一質(zhì)量為m的帶正電小球，在該區(qū)域內(nèi)沿水平方向向右做直線運(yùn)動(dòng)，如圖所示，關(guān)于場(chǎng)的分布情況可能的是()a該處電場(chǎng)方向和磁場(chǎng)方向垂直b電場(chǎng)豎直向上，磁場(chǎng)垂直紙面向里c電場(chǎng)斜向里側(cè)上方，磁場(chǎng)斜向外側(cè)上方，均與v垂直d電場(chǎng)水平向右，磁場(chǎng)垂直紙面向里解析：帶電小球在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一定受重力和電場(chǎng)力，是否受洛侖茲力需具體分析a選項(xiàng)中若電場(chǎng)、磁場(chǎng)方向與速度方向垂直，則洛侖茲力與電場(chǎng)力垂直，如果與重力的合力為0就會(huì)做直線運(yùn)動(dòng)b選項(xiàng)中電場(chǎng)力、洛侖茲力都向上，若與重力合力為0，也會(huì)做直線運(yùn)動(dòng)c選項(xiàng)中電場(chǎng)力斜向里側(cè)上方，洛侖茲力向外側(cè)下方，若與重力的合力為0，就會(huì)做直線運(yùn)動(dòng)d選項(xiàng)三個(gè)力的合力不可能為0，因此選項(xiàng)a、b、c正確答案：abc4如圖所示，一束正離子從s點(diǎn)沿水平方向射出，在沒(méi)有偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)、磁場(chǎng)時(shí)恰好擊中熒光屏上的坐標(biāo)原點(diǎn)o；若同時(shí)加上電場(chǎng)和磁場(chǎng)后，正離子束最后打在熒光屏上坐標(biāo)系的第象限中，則所加電場(chǎng)e和磁場(chǎng)b的方向可能是()ae向下，b向上 be向下，b向下ce向上，b向下 de向上，b向上解析：離子打在第象限，相對(duì)于原點(diǎn)o向下運(yùn)動(dòng)和向左運(yùn)動(dòng)，所以e向下，b向下所以b正確答案：b5如右圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖帶電粒子被加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入速度選擇器速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度分別為b和e.平板s上有可讓粒子通過(guò)的狹縫p和記錄粒子位置的膠片a1a2.平板s下方有強(qiáng)度為b0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)下列表述正確的是()a質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具b速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外c能通過(guò)狹縫p的帶電粒子的速率等于e/bd粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫p，粒子的荷質(zhì)比越小解析：粒子先在電場(chǎng)中加速，進(jìn)入速度選擇器做勻速直線運(yùn)動(dòng)，最后進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)在速度選擇器中受力平衡：eqqvb得ve/b，方向由左手定則可知磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，b、c正確進(jìn)入磁場(chǎng)后，洛侖茲力提供向心力，qvb0得，r，所以荷質(zhì)比不同的粒子偏轉(zhuǎn)半徑不一樣，所以，a對(duì)，d錯(cuò)答案：abc6在真空中，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向豎直向下，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里三個(gè)油滴帶有等量同種電荷，其中a靜止，b向右勻速運(yùn)動(dòng)，c向左勻速運(yùn)動(dòng)，則它們的重力ga、gb、gc的關(guān)系為()aga最大 bgb最大cgc最大 d不能確定解析：由a靜止有qega，故油滴帶負(fù)電；對(duì)b受力平衡有qeqvbgb；對(duì)c受力平衡有qeqvbgc.由此可知三個(gè)油滴的重力滿(mǎn)足gcgagb，故選項(xiàng)c正確答案：c7如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的微粒，在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)、水平指向紙內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)以及重力的共同作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是()a該微粒帶負(fù)電，電荷量qb若該微粒在運(yùn)動(dòng)中突然分成荷質(zhì)比相同的兩個(gè)粒子，分裂后只要速度不為零且速度方向仍與磁場(chǎng)方向垂直，它們均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)c如果分裂后，它們的荷質(zhì)比相同，而速率不同，那么它們運(yùn)動(dòng)的軌道半徑一定不同d只要一分裂，不論它們的荷質(zhì)比如何，它們都不可能再做勻速圓周運(yùn)動(dòng)解析：帶電微粒在有電場(chǎng)力、洛侖茲力和重力作用的區(qū)域能夠做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明重力必與電場(chǎng)力大小相等、方向相反，由于重力方向總是豎直向下，故微粒受電場(chǎng)力方向向上，從題圖中可知微粒帶負(fù)電，選項(xiàng)a正確微粒分裂后只要荷質(zhì)比相同，所受電場(chǎng)力與重力一定平衡(選項(xiàng)a中的等式一定成立)，只要微粒的速度不為零，必可在洛侖茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)b正確、d錯(cuò)誤根據(jù)半徑公式r可知，在荷質(zhì)比相同的情況下，半徑只跟速率有關(guān)，速率不同，則半徑一定不同，選項(xiàng)c正確答案：abc8目前，世界上正在研究一種新型發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī)如右圖表示了它的原理：將一束等離子體噴射入磁場(chǎng)，在場(chǎng)中有兩塊金屬板a、b，這時(shí)金屬板上就會(huì)聚集電荷，產(chǎn)生電壓如果射入的等離子體速度均為v，兩金屬板的板長(zhǎng)為l，板間距離為d，板平面的面積為s，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，方向垂直于速度方向，負(fù)載電阻為r，電離氣體充滿(mǎn)兩板間的空間當(dāng)發(fā)電機(jī)穩(wěn)定發(fā)電時(shí)，電流表示數(shù)為i.那么板間電離氣體的電阻率為()a.(r) b.(r)c.(r) d.(r)解析：當(dāng)粒子受的電場(chǎng)力與洛侖茲力平衡時(shí)，兩板電壓即為電動(dòng)勢(shì)，即qvbq，得ubdv.又i，r由此可解得(r)，故選項(xiàng)a正確答案：a二、計(jì)算題(31236)9如圖所示，水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)e4 v/m，垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)b2 t，質(zhì)量m1 g的帶正電的小物塊a，從m點(diǎn)沿絕緣粗糙的豎直壁無(wú)初速滑下，滑行0.8 m到n點(diǎn)時(shí)離開(kāi)豎直壁做曲線運(yùn)動(dòng)，在p點(diǎn)時(shí)小物塊a瞬時(shí)受力平衡，此時(shí)速度與水平方向成45.若p與n的高度差為0.8 m，求：(1)a沿壁下滑過(guò)程中摩擦力所做的功；(2)p與n的水平距離解析：分清運(yùn)動(dòng)過(guò)程，應(yīng)用動(dòng)能定理列式求解(1)物體在n點(diǎn)時(shí)，墻對(duì)其彈力為零，水平方向eqqvb，所以v2 m/s，由mn過(guò)程據(jù)動(dòng)能定理：mgwfmv20，所以wf6103 j.(2)設(shè)在p點(diǎn)速度為v其受力如下圖所示，所以eqmg，qvbeq，得v2 m/s.設(shè)n、p水平距離x，豎直距離y，物體由np過(guò)程電場(chǎng)力和重力做功，由動(dòng)能定理mgyeqxmv2mv2，得x0.6 m.答案：(1)6103 j(2)0.6 m10如圖所示，在第一象限有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為e，方向與y軸平行；在x軸下方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向與紙面垂直一質(zhì)量為m、電荷量為q(q0)的粒子以平行于x軸的速度從y軸上的p點(diǎn)處射入電場(chǎng)，在x軸上的q點(diǎn)處進(jìn)入磁場(chǎng)，并從坐標(biāo)原點(diǎn)o離開(kāi)磁場(chǎng)粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡與y軸交于m點(diǎn)已知opl，oq2l.不計(jì)重力求：(1)m點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)o間的距離；(2)粒子從p點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到m點(diǎn)所用的時(shí)間解析：(1)帶電粒子在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，沿y軸負(fù)方向上做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度的大小為a；在x軸正方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)速度為v0；粒子從p點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到q點(diǎn)所用的時(shí)間為t1，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度方向與x軸正方向夾角為，則at1v0其中x02l，y0l.又有tan聯(lián)立式，得30因?yàn)閙、o、q點(diǎn)在圓周上，moq90，所以mq為直徑從圖中的幾何關(guān)系可知，r2lmo6l.(2)設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度為v，從q到m點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2，則有vt2帶電粒子自p點(diǎn)出發(fā)到m點(diǎn)所用的時(shí)間t為tt1t2聯(lián)立式，并代入數(shù)據(jù)得t .答案：(1)6l(2) 11(2012課標(biāo)全國(guó)理綜)如圖，一半徑為r的圓表示一柱形區(qū)域的橫截面(紙面)在柱形區(qū)域內(nèi)加一方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子沿圖中直線在圓上的a點(diǎn)射入柱形區(qū)域，在圓上的b點(diǎn)離開(kāi)該區(qū)域，離開(kāi)時(shí)速度方向與直線垂直圓心o到直線的距離為r.現(xiàn)將磁場(chǎng)換為平行于紙面且垂直于直線的勻強(qiáng)電場(chǎng)，同一粒子以同樣速度沿直線在a點(diǎn)射入柱形區(qū)域，也在b點(diǎn)離開(kāi)該區(qū)域若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b，不計(jì)重力，求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小解析：粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)設(shè)圓周的半徑為r，由牛頓第二定律和洛侖茲力公式得qvbm式中v為粒子在a點(diǎn)的速度過(guò)b點(diǎn)和o點(diǎn)作直線的垂線，分別與直線交于c和d點(diǎn)由幾何關(guān)系知，線段、