高考物理總復(fù)習(xí)84專題：帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課時(shí)作業(yè)

1、【與名師對(duì)話】高考物理總復(fù)習(xí) 8.4專題：帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課時(shí)作業(yè) 新人教版選修3-11. (2012·海南卷)如右圖所示，在兩水平極板間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向豎直向下，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里一帶電粒子以某一速度沿水平直線通過兩極板若不計(jì)重力，下列四個(gè)物理量中哪一個(gè)改變時(shí)，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡不會(huì)改變()A粒子速度的大小B粒子所帶的電荷量C電場(chǎng)強(qiáng)度 D磁感應(yīng)強(qiáng)度解析：粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，當(dāng)做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)EqqvB，電量改變，粒子受力仍平衡，B正確答案：B2(2013·北京期末)在空間某一區(qū)域中既存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，又存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)有一帶電粒子，以某一速度從不同方向射入到該區(qū)域

2、中(不計(jì)帶電粒子受到的重力)，則該帶電粒子在區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)情況可能是()做勻速直線運(yùn)動(dòng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)ABCD解析：如果粒子受到的電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，則粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，正確；如果粒子速度方向與磁感線平行，則正確答案：AC3有一個(gè)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，兩極板間另有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向如右圖所示，則帶電小球通過有電場(chǎng)和磁場(chǎng)的空間時(shí)，下列說法正確的是A一定做曲線運(yùn)動(dòng)B不可能做曲線運(yùn)動(dòng)C有可能做勻加速運(yùn)動(dòng)D有可能做勻速運(yùn)動(dòng)解析：由于小球的速度變化時(shí)，洛倫茲力會(huì)變化，小球所受合力變化，小球不可能做勻速或勻加速運(yùn)動(dòng)，B

3、、C、D錯(cuò)，A正確答案：A4. (2013·濟(jì)寧模擬)如右圖所示，a、b是一對(duì)平行金屬板，分別接到直流電源兩極上，右邊有一擋板，正中間開有一小孔d，在較大空間范圍內(nèi)存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里，在a、b兩板間還存在著勻強(qiáng)電場(chǎng)E.從兩板左側(cè)中點(diǎn)c處射入一束正離子(不計(jì)重力)，這些正離子都沿直線運(yùn)動(dòng)到右側(cè)，從d孔射出后分成3束則下列判斷正確的是()A這三束正離子的速度一定不相同B這三束正離子的比荷一定不相同Ca、b兩板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)方向一定由a指向bD若這三束離子改為帶負(fù)電而其他條件不變則仍能從d孔射出解析：因?yàn)槿x子在兩極板間都是沿直線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力等于洛倫茲力

4、，可以判斷三束正離子的速度一定相同，且電場(chǎng)方向一定由a指向b，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正確；在右側(cè)磁場(chǎng)中三束正離子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑不同，可知這三束正離子的比荷一定不相同，選項(xiàng)B正確；若將這三束離子改為帶負(fù)電，而其他條件不變的情況下受力分析可知，三束離子在兩板間仍做勻速直線運(yùn)動(dòng)，仍能從d孔射出，選項(xiàng)D正確答案：BCD5. 勞倫斯和利文斯設(shè)計(jì)出回旋加速器，工作原理示意圖如右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(shí)間可忽略磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直，高頻交流電頻率為f，加速電壓為U.若A處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)子質(zhì)量為m、電荷量為q，在加速器中被加速，且加速過程中不考慮相對(duì)論

5、效應(yīng)和重力的影響則下列說法正確的是()A質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過2RfB質(zhì)子離開回旋加速器時(shí)的最大動(dòng)能與加速電壓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1D不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交流電頻率f，該回旋加速器的最大動(dòng)能不變解析：粒子被加速后的最大速度受到D形盒半徑R的制約，因v2Rf，A正確；粒子離開回旋加速器的最大動(dòng)能Ekmmv2m×42R2f22m2R2f2，與加速電壓U無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤；根據(jù)R，Uqmv，2Uqmv，得質(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1，C正確；因回旋加速器的最大動(dòng)能Ekm2m2R2f2與m、R、f均有關(guān)，D錯(cuò)誤答案：AC

6、6. (2013·鹽城調(diào)研)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，金屬中的電子在洛倫茲力的作用下將向前側(cè)面聚

7、集、故M負(fù)、N正由F電F洛，即eBev，InevSnevab，得B. 答案：C7. (2013·山東濱州調(diào)研)如右圖所示，空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)在該區(qū)域中，有一個(gè)豎直放置的光滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一個(gè)帶正電的小球O點(diǎn)為圓環(huán)的圓心，a、b、c、d為圓環(huán)上的四個(gè)點(diǎn)，a點(diǎn)為最高點(diǎn)，c點(diǎn)為最低點(diǎn)，b、O、d三點(diǎn)在同一水平線上已知小球所受電場(chǎng)力與重力大小相等現(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點(diǎn)由靜止釋放，下列判斷正確的是()A小球能越過d點(diǎn)并繼續(xù)沿環(huán)向上運(yùn)動(dòng)B當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)，所受洛倫茲力最大C小球從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中，重力勢(shì)能減小，電勢(shì)能增大D小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過程中，

8、電勢(shì)能增大，動(dòng)能先增大后減小解析：由題意可知，小球運(yùn)動(dòng)的等效最低點(diǎn)在b、c中間，因此當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)時(shí)速度為0，不能繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；小球在等效最低點(diǎn)時(shí)速度最大，所受洛倫茲力最大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；小球從a運(yùn)動(dòng)到b的過程中，重力做正功，電場(chǎng)力也做正功，所以重力勢(shì)能與電勢(shì)能均減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；小球從b運(yùn)動(dòng)到c的過程中，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，合外力先做正功再做負(fù)功，動(dòng)能先增大后減小，選項(xiàng)D正確答案：D8. 如右圖所示，粗糙的足夠長(zhǎng)的豎直木桿上套有一個(gè)帶電的小球，整個(gè)裝置處在由水平勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)組成的足夠大的復(fù)合場(chǎng)中，小球由靜止開始小滑，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中小球的vt圖象如右圖所

9、示，其中錯(cuò)誤的是()解析：小球下滑過程中，qE與qvB反向，開始下落時(shí)qE>qvB，所以a，隨下落速度v的增大a逐漸增大；當(dāng)qE<qvB之后，其a，隨下落速度v的增大a逐漸減小；最后a0，小球勻速下落，故圖C正確，A、B、D錯(cuò)誤答案：ABD 9. (2013·山東省濱州市高考模擬考試)如圖所示，長(zhǎng)方體發(fā)電導(dǎo)管的前后兩個(gè)側(cè)面是絕緣體，上下兩個(gè)側(cè)面是電阻可忽略的導(dǎo)體電極，兩極間距為d，極板面積為S，這兩個(gè)電極與定值電阻R相連在垂直前后側(cè)面的方向上，有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.發(fā)電導(dǎo)管內(nèi)有電阻率為的高溫電離氣體，氣體以速度v向右流動(dòng)，并通過專用管道導(dǎo)出由于運(yùn)動(dòng)的電離氣體受

10、到磁場(chǎng)的作用，將產(chǎn)生大小不變的電動(dòng)勢(shì)下列說法中正確的是()A發(fā)電導(dǎo)管的內(nèi)阻rB流過電阻R的電流方向?yàn)閎aC發(fā)電導(dǎo)管產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為Bdv D電阻R消耗的電功率為解析：運(yùn)動(dòng)的電離氣體受到磁場(chǎng)的作用，利用左手定則可知其中的正、負(fù)離子分別向上、下方的電極板移動(dòng)，上下兩個(gè)電極板分別是電源的正負(fù)極外電路中的電流方向是從電源的正極到負(fù)極，因此R中的電流方向是ab.由電阻定律可得發(fā)電導(dǎo)管的內(nèi)阻為r.選項(xiàng)A對(duì)B錯(cuò)當(dāng)外電路開路時(shí)，發(fā)電導(dǎo)管兩端的電壓U等于其電動(dòng)勢(shì)E，由qvBq，可得UBdv.選項(xiàng)C對(duì)由于電源有內(nèi)阻，所以R兩端的電壓UR小于電源的電動(dòng)勢(shì)EBdv，所以R的電功率PR<，選項(xiàng)D錯(cuò)答案：AC10(2

11、013·黑龍江省哈三中高三期末考試)如圖所示，空間中存在垂直于紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，有一絕緣且足夠長(zhǎng)的直桿垂直于磁場(chǎng)放置，直桿與水平面的傾角為.一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的小球套在直桿上，從A點(diǎn)由靜止沿桿下滑，小球與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.小球在以后的運(yùn)動(dòng)過程中電荷量始終保持不變，下列說法錯(cuò)誤的是()A小球下滑的加速度先增大后減小B小球下滑的最大加速度為amgsinC小球下滑的最大速度為vmD小球下滑的最大速度為vm解析：小球開始加速下滑時(shí)有：mgsin(mgcosqvB)ma，隨v增大，a增大，當(dāng)v時(shí)，a達(dá)最大值amgsin，此后下滑過程中有：mgsin(qvBmgcos

12、)ma，隨v增大，a減小，當(dāng)vm時(shí)，a0.所以整個(gè)過程中，v先一直增大后不變；a先增大后減小，所以A、B、C均正確，D選項(xiàng)錯(cuò)誤，由于本題是選錯(cuò)誤的，所以正確答案是D.答案：D11. (2013·福建莆田調(diào)研)如圖所示，豎直平面xOy內(nèi)存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小E10 N/C，在y0的區(qū)域內(nèi)還存在垂直于坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B0.5 T一帶電荷量q0.2 C、質(zhì)量m0.4 kg的小球由長(zhǎng)l0.4 m的細(xì)線懸掛于P點(diǎn)，小球可視為質(zhì)點(diǎn)，現(xiàn)將小球拉至水平位置A無(wú)初速釋放，小球運(yùn)動(dòng)到懸點(diǎn)P正下方的坐標(biāo)原點(diǎn)O時(shí)，懸線突然斷裂，此后小球又恰好能通過O點(diǎn)正下方的N點(diǎn)求：(g10

13、 m/s2) (1)小球運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)的速度大小；(2)懸線斷裂前瞬間拉力的大小；(3)ON間的距離解析：(1)小球從A運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的過程中，根據(jù)動(dòng)能定理：mglqElmv20，則得小球在O點(diǎn)速度為：v2 m/s.(2)小球運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)繩子斷裂前瞬間，對(duì)小球應(yīng)用牛頓第二定律：F向FTmgF洛m，F(xiàn)洛Bvq，聯(lián)立 求解得FTmgBvqm8.2 N.(3)繩斷后，小球水平方向加速度ax5 m/s2，小球從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至N點(diǎn)所用時(shí)間t0.8 sON間距離hgt23.2 m. 答案：(1)2 m/s(2)8.2 N(3)3.2 m12如圖所示，在直角坐標(biāo)xOy平面y軸左側(cè)(含y軸)有一沿y軸負(fù)向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一質(zhì)量為m，電量為q的帶正電粒子從x軸上P處以速度v0沿x軸正向進(jìn)入電場(chǎng)，從y軸上Q點(diǎn)離開電場(chǎng)，速度方向與y軸負(fù)向夾角30°，Q點(diǎn)坐標(biāo)為(0，d)，在y軸右側(cè)有一與坐標(biāo)平面垂直的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域(圖中未畫出)，磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B，粒子能從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸負(fù)向再進(jìn)入電場(chǎng)不計(jì)粒子重力，求 (1)電場(chǎng)強(qiáng)度大小E；(2)如果有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域?yàn)榘雸A形，求磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積；(3)粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的總時(shí)間