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1、2022年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 課時跟蹤檢測（二十八）帶電粒子在組合場中的運動
一、單項選擇題
1. (xx·南寧模擬)如圖4所示，一個質(zhì)量為m、電荷量為＋q的帶電粒子，不計重力，在a點以某一初速度水平向左射入磁場區(qū)域Ⅰ，沿曲線abcd運動，ab、bc、cd都是半徑為R的圓弧，粒子在每段圓弧上運動的時間都為t。規(guī)定垂直于紙面向外的磁感應(yīng)強度為正，則磁場區(qū)域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分的磁感應(yīng)強度B隨x變化的關(guān)系可能是圖5中的( )
圖4
圖5
2．(xx·遼寧協(xié)作體聯(lián)考)如圖7所示，在x軸上方存在垂直紙面向里的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，x軸下方存在垂直紙面向外的磁感應(yīng)強度為的勻強磁場。一
2、帶負(fù)電的粒子從原點O以與x軸成30°角斜向上射入磁場，且在上方運動半徑為R。不計重力，則( )
圖7
A．粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)一定能回到原點O
B．粒子在x軸上方和下方兩磁場中運動的半徑之比為2∶1
C．粒子完成一次周期性運動的時間為
D．粒子第二次射入x軸上方磁場時，沿x軸前進3R
二、多項選擇題
3．(xx·浙江高考)在半導(dǎo)體離子注入工藝中，初速度可忽略的磷離子P＋和P3＋，經(jīng)電壓為U的電場加速后，垂直進入磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直紙面向里、有一定寬度的勻強磁場區(qū)域，如圖12所示。已知離子P＋在磁場中轉(zhuǎn)過θ＝30°后從磁場右邊界射出。在電場和磁場中運動時，離子P＋和P3＋(
3、)
圖12
A．在電場中的加速度之比為1∶1
B．在磁場中運動的半徑之比為 ∶1
C．在磁場中轉(zhuǎn)過的角度之比為1∶2
D．離開電場區(qū)域時的動能之比為1∶3
三、非選擇題
4．(xx·惠州調(diào)研)如圖13所示，一個板長為L，板間距離也是L的平行板電容器上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，在極板右邊的空間里存在著垂直于紙面向里的勻強磁場。有一質(zhì)量為m，重力不計，帶電量為－q的粒子從極板正中間以初速度為v0水平射入，恰能從上極板邊緣飛出又能從下極板邊緣飛入，求：
圖13
(1)兩極板間勻強電場的電場強度E的大小和方向；
(2)－q粒子飛出極板時的速度v的大小與方向；
(3)磁感應(yīng)
4、強度B的大小。
答 案
1．選C 由左手定則可判斷出磁感應(yīng)強度B在磁場區(qū)域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ內(nèi)磁場方向分別為向外、向里和向外，在三個區(qū)域中均運動1/4圓周，故t＝T/4，由于T＝，求得B＝，只有選項C正確。
2．選D 帶電粒子在磁場中一直向x軸正方向運動，A錯誤。因R＝且B1＝2B2，所以軌道半徑之比R1∶R2＝1∶2，B錯誤。粒子完成一次周期性運動的時間t＝T1＋T2＝＋＝，C錯誤。粒子第二次射入x軸上方磁場時，沿x軸前進距離l＝R＋2R＝3R，D正確。
3．選BCD 本題考查離子在電場、磁場中的運動，意在考查考生的分析和計算能力。離子P＋和P3＋質(zhì)量之比為1∶1，電荷量之比等
5、于1∶3，故在電場中的加速度(a＝qE/m)之比不等于1∶1，則A項錯誤；離子在離開電場區(qū)域時有：qU＝ mv2，在磁場中做勻速圓周運動，有：qvB＝m，得半徑r＝＝，則半徑之比為1∶＝∶1，則B項正確，設(shè)磁場寬度為d，由幾何關(guān)系d＝rsin α，可知離子在磁場中轉(zhuǎn)過的角度正弦值之比等于半徑倒數(shù)之比，即1∶，因θ＝30°，則θ′＝60°，故轉(zhuǎn)過的角度之比為1∶2，則C項正確；離子離開電場時的動能之比等于電荷量之比，即1∶3，則D項正確。
4．(1)由于上板帶正電，下板帶負(fù)電，故板間電場強度的方向豎直向下，粒子在水平方向上勻速運動，在豎直方向上勻加速運動
L＝v0t，＝at2，其中a＝
解得，E＝，方向豎直向下
(2)設(shè)粒子飛出極板時水平速度為vx，豎直速度為vy，水平偏轉(zhuǎn)角為θ
vx＝v0，vy＝at＝·，tan θ＝，v＝
可得θ＝45°，v＝v0
(3)由幾何關(guān)系易知R＝L
洛倫茲力提供向心力qvB＝m
得B＝
答案：(1) 方向豎直向下 (2)v0 與水平方向的夾角為45° (3)
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