高考物理一輪復(fù)習(xí) 微專題14 帶電粒子在疊加場中的運動練習(xí) 新人教版

微專題十四 帶電粒子在疊加場中的運動A級基礎(chǔ)練1(08786953)(2017新課標(biāo))如圖，空間某區(qū)域存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場方向豎直向上(與紙面平行)，磁場方向垂直于紙面向里三個帶正電的微粒a、b、c電荷量相等，質(zhì)量分別為ma、mb、mc.已知在該區(qū)域內(nèi)，a在紙面內(nèi)做勻速圓周運動，b在紙面內(nèi)向右做勻速直線運動，c在紙面內(nèi)向左做勻速直線運動下列選項正確的是() AmambmcBmbmamcCmcmamb Dmcmbma解析：B因微粒a做勻速圓周運動，則微粒重力不能忽略且與電場力平衡：magqE；由左手定則可以判定微粒b、c所受洛倫茲力的方向分別是豎直向上與豎直向下，則對b、c分別由平衡條件可得mbgqEBqvbqE、mcgqEBqvcqE，故有mbmamc，B正確2(08786954)如圖所示，在兩個水平放置的平行金屬板之間，電場和磁場的方向相互垂直一束帶電粒子(不計重力)沿直線穿過兩板間的空間而不發(fā)生偏轉(zhuǎn)則這些粒子一定具有相同的()A質(zhì)量B電荷量C速度 D比荷解析：C由帶電粒子(不計重力)沿直線穿過兩板間的空間而不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，得BqvqE，則v.因B、E恒定，故速度相同，選項C正確3(08786955)用絕緣細(xì)線懸掛一個質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球，讓它處于如圖所示的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中由于磁場的運動，小球靜止在如圖所示位置，這時懸線與豎直方向的夾角為，并被拉緊，則磁場的運動速度和方向可能是() Av，水平向左Bv，豎直向下Cv，豎直向上Dv，水平向右解析：C根據(jù)運動的相對性，帶電小球相對于磁場的速度與磁場相對于小球(相對地面靜止)的速度大小相等、方向相反洛倫茲力FqvB中的v是相對于磁場的速度根據(jù)力的平衡條件可以得出，當(dāng)小球相對磁場以速度v豎直向下運動或以速度v水平向右運動時，帶電小球都能處于靜止?fàn)顟B(tài)，但小球處于后者的狀態(tài)時，懸線不受拉力，不會被拉緊，故本題選C.4(08786956)如圖所示，空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場在該區(qū)域中，有一個豎直放置的光滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一個帶正電的小球O點為圓環(huán)的圓心，a、b、c、d為圓環(huán)上的四個點，a點為最高點，c點為最低點，b、O、d三點在同一水平線上已知小球所受電場力與重力大小相等現(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點由靜止釋放，下列判斷正確的是() A小球能越過d點并繼續(xù)沿環(huán)向上運動B當(dāng)小球運動到c點時，所受洛倫茲力最大C小球從a點運動到b點的過程中，重力勢能減小，電勢能增大D小球從b點運動到c點的過程中，電勢能增大，動能先增大后減小解析：D由題意可知，小球運動的等效最低點在b、c中間，因此當(dāng)小球運動到d點時速度為0，不能繼續(xù)向上運動，選項A錯誤；小球在等效最低點時速度最大，所受洛倫茲力最大，選項B錯誤；小球從a運動到b的過程中，重力做正功，電場力也做正功，所以重力勢能與電勢能均減小，選項C錯誤；小球從b運動到c的過程中，電場力做負(fù)功，電勢能增大，合外力先做正功再做負(fù)功，動能先增大后減小，選項D正確5(08786957)(2018南京模擬)如圖所示，從S處發(fā)出的熱電子經(jīng)加速電壓U加速后垂直進(jìn)入相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中，發(fā)現(xiàn)電子流向上極板偏轉(zhuǎn)設(shè)兩極板間電場強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.欲使電子沿直線從電場和磁場區(qū)域通過，只采取下列措施，其中可行的是() A適當(dāng)減小電場強(qiáng)度EB適當(dāng)減小磁感應(yīng)強(qiáng)度BC適當(dāng)增大加速電場極板之間的距離D適當(dāng)減小加速電壓U解析：A欲使電子沿直線從電場和磁場區(qū)域通過，則qEqvB，而電子流向上極板偏轉(zhuǎn)，則qEqvB，應(yīng)減小E或增大B、v，故A正確，B、C、D錯誤6(08786958)如圖所示，粗糙的足夠長的豎直木桿上套有一個帶電的小球，整個裝置處在由水平勻強(qiáng)電場和垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場組成的足夠大的復(fù)合場中，小球由靜止開始下滑，在整個運動過程中小球的vt圖象為下圖中的() 解析：C小球下滑過程中，qE與qvB反向，開始下落時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??；最后a0，小球勻速下落，故圖C正確，A、B、D錯誤7(08786959)(多選)(2018南昌調(diào)研)某空間存在水平方向的勻強(qiáng)電場(圖中未畫出)，帶電小球沿如圖所示的直線斜向下由A點沿直線向B點運動，此空間同時存在由A指向B的勻強(qiáng)磁場，則下列說法正確的是() A小球一定帶正電B小球可能做勻速直線運動C帶電小球一定做勻加速直線運動D運動過程中，小球的機(jī)械能增大解析：CD由于重力方向豎直向下，空間存在磁場，且直線運動方向斜向下，與磁場方向相同，故不受磁場力作用，電場力必水平向右，但電場具體方向未知，故不能判斷帶電小球的電性，選項A錯誤；重力和電場力的合力不為零，故不是勻速直線運動，所以選項B錯誤；因為重力與電場力的合力方向與運動方向相同，故小球一定做勻加速運動，選項C正確；運動過程中由于電場力做正功，故機(jī)械能增大，選項D正確8(08786960)(多選)(2018佛山模擬)如圖所示，某一真空室內(nèi)充滿豎直向下的勻強(qiáng)電場E，在豎直平面內(nèi)建立坐標(biāo)系xOy，在y<0的空間里有與場強(qiáng)E垂直的勻強(qiáng)磁場B，在y>0的空間內(nèi)，將一質(zhì)量為m的帶電液滴(可視為質(zhì)點)自由釋放，此液滴則沿y軸的負(fù)方向，以加速度a2g(g為重力加速度)做勻加速直線運動，當(dāng)液滴運動到坐標(biāo)原點時，瞬間被安置在原點的一個裝置改變了帶電性質(zhì)(液滴所帶電荷量和質(zhì)量均不變)，隨后液滴進(jìn)入y<0的空間內(nèi)運動，液滴在y<0的空間內(nèi)運動過程中() A重力勢能一定是不斷減小B電勢能先增大后減小C動能不斷增大D動能保持不變解析：BD在y>0的空間內(nèi)，根據(jù)液滴沿y軸負(fù)方向以加速度a2g(g為重力加速度)做勻加速直線運動可知，液滴在此空間內(nèi)運動時所受電場力方向向下，大小等于重力；進(jìn)入y<0的空間后，液滴電性改變，其所受電場力向上，大小仍等于重力，所以液滴將在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，動能保持不變，選項D正確；重力勢能先減小后增大，電勢能先增大后減小，選項A、C均錯誤B級能力練9(08786961)(多選)如圖所示，空間中存在正交的勻強(qiáng)電場E(方向水平向右)和勻強(qiáng)磁場B(方向垂直紙面向外)，在豎直平面內(nèi)從a點沿ab、ac方向拋出兩帶電小球(不考慮兩帶電小球的相互作用，兩小球電荷量始終不變)，關(guān)于小球的運動，下列說法正確的是()A沿ab、ac方向拋出的帶電小球都可能做直線運動B只有沿ab方向拋出的帶電小球才可能做直線運動C若沿ac方向拋出的小球做直線運動則小球帶負(fù)電，且小球一定是做勻速運動D兩小球在運動過程中機(jī)械能均守恒解析：AC兩個帶電小球的電性未知，可假設(shè)電性再判斷電場力和洛倫茲力的方向，由于在電場力、洛倫茲力和重力作用下小球的直線運動必為勻速運動，只要三力能平衡，小球即可做直線運動，由假設(shè)判斷可知沿ab方向做直線運動的小球帶正電、沿ac方向做直線運動的小球帶負(fù)電，所以選項A、C正確，選項B錯誤；除重力做功外，洛倫茲力不做功，電場力做功，機(jī)械能不守恒，選項D錯誤10(08786962)(多選)(2018長春模擬)如圖所示，一個絕緣且內(nèi)壁光滑的環(huán)形細(xì)圓管，固定于豎直平面內(nèi)，環(huán)的半徑為R(比細(xì)管的內(nèi)徑大得多)，在圓管的最低點有一個直徑略小于細(xì)管內(nèi)徑的帶正電小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，小球的質(zhì)量為m，帶電荷量為q，重力加速度為g.空間存在一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小未知(不為零)，方向垂直于環(huán)形細(xì)圓管所在平面且向里的勻強(qiáng)磁場某時刻，給小球一方向水平向右，大小為v0的初速度，則以下判斷正確的是() A無論磁感應(yīng)強(qiáng)度大小如何，獲得初速度后的瞬間，小球在最低點一定受到管壁的彈力作用B無論磁感應(yīng)強(qiáng)度大小如何，小球一定能到達(dá)環(huán)形細(xì)圓管的最高點，且小球在最高點一定受到管壁的彈力作用C無論磁感應(yīng)強(qiáng)度大小如何，小球一定能到達(dá)環(huán)形細(xì)圓管的最高點，且小球到達(dá)最高點的速度大小都相同D小球在從環(huán)形細(xì)圓管的最低點運動到所能到達(dá)的最高點的過程中，水平方向分速度的大小一直減小解析：BC小球在軌道最低點時受到的洛倫茲力方向豎直向上，若洛倫茲力和重力的合力恰好提供小球所需要的向心力，則在最低點時小球不會受到管壁彈力的作用，A選項錯誤；小球運動的過程中，洛倫茲力不做功，小球的機(jī)械能守恒，運動至最高點時小球的速度v，由于是雙層軌道約束，小球運動過程不會脫離軌道，所以小球一定能到達(dá)軌道最高點，C選項正確；在最高點時，小球做圓周運動的向心力Fmmg，小球受到豎直向下洛倫茲力的同時必然受到與洛倫茲力等大反向的軌道對小球的彈力，B選項正確；小球在從最低點到最高點的運動過程中，小球在下半圓內(nèi)上升的過程中，水平分速度向右一定遞減，到達(dá)圓心的等高點時，水平速度為零，而運動至上半圓后水平分速度向左且不為零，所以水平分速度一定有增大的過程，D選項錯誤11(08786963)如圖所示，區(qū)域內(nèi)有與水平方向成45角的勻強(qiáng)電場E1，區(qū)域?qū)挾葹閐1，區(qū)域內(nèi)有正交的有界勻強(qiáng)磁場B和勻強(qiáng)電場E2，區(qū)域?qū)挾葹閐2，磁場方向垂直紙面向里，電場方向豎直向下一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的微粒在區(qū)域左邊界的P點，由靜止釋放后水平向右做直線運動，進(jìn)入?yún)^(qū)域后做勻速圓周運動，從區(qū)域右邊界上的Q點穿出，其速度方向改變了60，重力加速度為g，求：(1)區(qū)域和區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E1、E2的大??；(2)區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；(3)微粒從P運動到Q的時間解析：(1)微粒在區(qū)域內(nèi)水平向右做直線運動，則在豎直方向上有qE1sin 45 mg，解得E1.微粒在區(qū)域內(nèi)做勻速圓周運動，則在豎直方向上有mgqE2，E2.(2)設(shè)微粒在區(qū)域內(nèi)水平向右做直線運動時加速度為a，離開區(qū)域時速度為v，在區(qū)域內(nèi)做勻速圓周運動的軌道半徑為R，則ag.v22ad1(或qE1cos 45d1mv2)Rsin 60d2，qvBm.解得B (3)微粒在區(qū)域內(nèi)做勻加速運動，t1 在區(qū)域內(nèi)做勻速圓周運動的圓心角為60，則T，t2.解得tt1t2 .答案：見解析12(08786964)(2018河南中原名校聯(lián)考)光滑水平面上存在勻強(qiáng)電場E和勻強(qiáng)磁場B，電場線水平向右，磁感線垂直紙面向里水平面左端固定著一塊豎直擋板，與擋板相距L處放著一個質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小物塊，如圖所示物塊在電場力作用下從靜止開始運動，而后相繼多次與擋板相碰，物塊每次和擋板碰撞后速度都減為碰前的k倍(k<1)，設(shè)物塊在運動和碰撞過程中電荷量始終不變，碰撞時間極短，重力加速度為g. (1)要使物塊運動過程中始終不離開水平面，L應(yīng)滿足什么條件？(2)從物塊開始運動到最后停止運動共需要多少時間？解析：(1)小物塊第一次撞前和撞后受力如圖所示，由題意可知只要第一次撞前不離開水平面，以后必定在水平面上運動，碰撞前有FNqv1BmgqELmv不離開水平面的條件為FN0.由上述方程解得L應(yīng)滿足L .(2)由(1)可知第一次撞前v1 ，由v1t1得t1 .第二次撞前v2kv1，由v2得t22k ，第三次撞前v3kv2，由v3得t32k2，第n次撞前vnkvn1，由vn得tn2kn1，故tt1t2t3tn (12k2k22k32kn1) .當(dāng)小物塊停止時n，有kn10，故t .答案：(1)L(2)t 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375