2019版高考物理一輪復習 第九章 第3講 帶電粒子在復合場中的運動練習 魯科版.doc

《2019版高考物理一輪復習 第九章 第3講 帶電粒子在復合場中的運動練習 魯科版.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2019版高考物理一輪復習 第九章 第3講 帶電粒子在復合場中的運動練習 魯科版.doc（8頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

第3講 帶電粒子在復合場中的運動課時作業(yè)單獨成冊方便使用 基礎題組一、單項選擇題1如圖所示，空間存在互相垂直的勻強電場和勻強磁場，圖中虛線為勻強電場的等勢線，一不計重力的帶電粒子在M點以某一初速度垂直等勢線進入正交電磁場中，運動軌跡如圖所示(粒子在N點的速度比在M點的速度大)，則下列說法正確的是()A粒子一定帶正電B粒子的運動軌跡一定是拋物線C電場線方向一定垂直等勢面向左D粒子從M點運動到N點的過程中電勢能增大解析：根據(jù)粒子在電、磁場中的運動軌跡和左手定則可知，粒子一定帶負電，選項A錯誤；由于洛倫茲力方向始終與速度方向垂直，故粒子受到的合力是變力，而物體只有在恒力作用下做曲線運動時，軌跡才是拋物線，選項B錯誤；由于空間只存在電場和磁場，粒子的速度增大，說明在此過程中電場力對帶電粒子做正功，則電場線方向一定垂直等勢面向左，選項C正確；電場力做正功，電勢能減小，選項D錯誤答案：C2(2018湖南長沙高三調考)如圖所示，某種帶電粒子由靜止開始經電壓為U1的電場加速后，射入水平放置、電勢差為U2的兩導體板間的勻強電場中，帶電粒子沿平行于兩板的方向從兩板正中間射入，穿過兩板后又垂直于磁場方向射入邊界線豎直的勻強磁場中，則粒子射入磁場和射出磁場的M、N兩點間的距離d隨著U1和U2的變化情況為(不計重力，不考慮邊緣效應)()Ad隨U1變化，d與U2無關Bd與U1無關，d隨U2變化Cd隨U1變化，d隨U2變化 Dd與U1無關，d與U2無關解析：帶電粒子在電場中做類平拋運動，可將射出電場的粒子速度v分解成初速度方向與加速度方向，設出射速度與水平夾角為，則有cos 而在磁場中做勻速圓周運動，設運動軌跡對應的半徑為R，由幾何關系得，半徑與直線MN夾角正好等于，則有cos ，所以d，又因為半徑公式R，則有d .故d隨U1變化，d與U2無關，故A正確；B、C、D錯誤答案：A3.如圖所示，從S處發(fā)出的熱電子經加速電壓U加速后垂直進入相互垂直的勻強電場和勻強磁場中，發(fā)現(xiàn)電子流向上極板偏轉設兩極板間電場強度為E，磁感應強度為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適當減小電場強度EB適當減小磁感應強度BC適當增大加速電場極板之間的距離D適當減小加速電壓U解析：要使電子在復合場中做勻速直線運動，有EqqvB.根據(jù)左手定則可知電子所受的洛倫茲力的方向豎直向下，故電子向上極板偏轉的原因是電場力大于洛倫茲力，所以要么增大洛倫茲力，要么減小電場力適當減小電場強度E，即可以減小電場力，選項A正確；適當減小磁感應強度B，可以減小洛倫茲力，選項B錯誤；適當增大加速電場極板之間的距離，根據(jù)eUmv2可得v，由于兩極板間的電壓沒有變化，所以電子進入磁場的速率沒有變化，因此沒有改變電場力和洛倫茲力的大小，選項C錯誤；同理，適當減小加速電壓U，可以減小電子進入復合場中的速度v，從而減小洛倫茲力，選項D錯誤答案：A4在空間中有水平方向的勻強電場和垂直紙面方向的勻強磁場，一質量為m(重力不可忽略)的帶電微粒沿與水平方向成45角的直線斜向右上方以速度v運動，由此可知()A帶電微粒一定帶正電荷B勻強磁場方向一定垂直紙面向里C帶電微?？赡茏鲎兯僦本€運動D帶電微粒所受的洛倫茲力大小一定為mg解析：帶電微粒沿與水平方向成45角的直線斜向右上方以速度v運動，分析可知微粒受到豎直向下的重力、水平向右的電場力和垂直運動方向的斜向左上方的洛倫茲力若微粒帶正電荷，則電場方向水平向右，磁場方向垂直紙面向里；若微粒帶負電荷，則電場方向水平向左，磁場方向垂直紙面向外，選項A、B錯誤由于洛倫茲力與速度大小有關，且與速度方向垂直，若速度大小變化，洛倫茲力大小將隨之變化，帶電微粒所受的合外力將不為零且方向不沿運動方向，因此只要微粒做直線運動，就一定做勻速直線運動，選項C錯誤根據(jù)平衡條件可知，帶電微粒所受的洛倫茲力大小一定為mg，選項D正確答案：D二、多項選擇題5.如圖是磁流體發(fā)電機的裝置，a、b組成一對平行電極，兩板間距為d，板平面的面積為S，內有磁感應強度為B的勻強磁場現(xiàn)持續(xù)將一束等離子體(即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和負電的微粒，而整體呈中性)，垂直磁場噴入，每個離子的速度為v，負載電阻阻值為R，當發(fā)電機穩(wěn)定發(fā)電時，負載中電流為I，則()Aa板電勢比b板電勢低B磁流體發(fā)電機的電動勢EBdvC負載電阻兩端的電壓大小為BdvD兩板間等離子體的電阻率解析：參看磁流體發(fā)電機的裝置圖，利用左手定則可知，正、負微粒通過發(fā)電機內部時，帶正電微粒向上偏，帶負電微粒向下偏，則知a板電勢比b板電勢高，所以A錯誤；當發(fā)電機穩(wěn)定發(fā)電時，對微粒有F洛F電，即Bqvq，得電動勢EBdv，所以B正確；由閉合電路歐姆定律有URUrE，又EBdv，則負載電阻兩端的電壓URr0，則剛進入區(qū)域的粒子仍將沿直線通過D若納米粒子的半徑rr0，仍沿直線通過，則區(qū)域的電場與原電場強度之比為 解析：設半徑為r0的粒子加速后的速度為v，則有q0Um0v2，設區(qū)域內電場強度為E，由題意可知，洛倫茲力的大小等于電場力，即q0vBq0E，聯(lián)立解得EB，區(qū)域左右兩極板間的電勢差大小U1Bd，則區(qū)域的電場與磁場的強度比值為，選項A正確，B錯誤；若納米粒子的半徑rr0，設半徑為r的粒子的質量為m、帶電荷量為q、被加速后的速度為v，則m()3m0，而q()2q0，由mv2qU，解得vvv，故洛倫茲力變小，粒子帶正電，粒子向左偏轉，選項C錯誤；由于vv，故洛倫茲力與原來的洛倫茲力之比為 ，而電場力與洛倫茲力平衡，根據(jù)FqE，區(qū)域的電場與原電場的電場強度之比為，選項D錯誤答案：A10.(多選)(2018湖南衡陽一中月考)如圖所示為一種質譜儀示意圖，由加速電場、靜電分析器和磁分析器組成若靜電分析器通道中心線的半徑為R，通道內均勻輻射電場在中心線處的電場強度大小為E，磁分析器有范圍足夠大的有界勻強磁場，磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向外一質量為m、帶電荷量為q的粒子從靜止開始經加速電場加速后沿中心線通過靜電分析器，由P點垂直邊界進入磁分析器，最終打到膠片上的Q點不計粒子重力，下列說法正確的是()A粒子一定帶正電B加速電場的電壓UC直徑PQ D若一群粒子從靜止開始經過上述過程都落在膠片上同一點，則該群粒子具有相同的比荷解析：粒子在磁場中由P點運動到Q點，由左手定則可判斷粒子帶正電，A正確由Eqm和qUmv2，可得UER，B正確由Eqm和Bqvm，可得PQ2r ，C錯誤若一群粒子從靜止開始落在膠片上的同一點，即E、U、B、R及PQ間的距離都相同，由以上式子可得相同，即比荷相同，D正確答案：ABD二、非選擇題11.(2018四川成都經濟技術開發(fā)區(qū)高三一診)如圖所示，直角坐標中的第一象限中存在沿y軸負方向的勻強電場，在第二象限中存在垂直紙面向外的勻強磁場一電荷量為q、質量為m的帶正電的粒子，在x軸上的a點以與x軸成60角的速度v0射入磁場，從yL處的b點垂直于y軸方向進入電場，并經過x軸上x2L處的c點不計粒子重力求：(1)磁感應強度B的大?。?2)電場強度E的大??；(3)粒子在磁場和電場中的運動時間之比解析：(1)粒子的運動軌跡如圖所示由幾何知識可得rrsin 30L解得粒子在磁場中做圓周運動的軌道半徑rL粒子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得qv0Bm，解得B(2)粒子在電場中做類平拋運動，水平方向：2Lv0t豎直方向：Lat2，解得E(3)粒子在磁場中做圓周運動的周期T由幾何知識可知，粒子在磁場中轉過的圓心角18060120粒子在磁場中做圓周運動的時間：t1T粒子在電場中的運動時間t2粒子在磁場和電場中的運動時間之比答案：(1)(2)(3)12.如圖所示，空間中存在著水平向右的勻強電場，電場強度大小E5 N/C，同時存在著水平方向的勻強磁場，其方向與電場方向垂直，磁感應強度大小B0.5 T有一帶正電的小球，質量m1.0106 kg，電荷量q2106 C，正以速度v在圖示的豎直面內做勻速直線運動，當經過P點時撤掉磁場(不考慮磁場消失引起的電磁感應現(xiàn)象)，取g10 m/s2.求：(1)小球做勻速直線運動的速度v的大小和方向；(2)從撤掉磁場到小球再次穿過P點所在的這條電場線經歷的時間t.解析：(1)小球勻速直線運動時受力如圖，其所受的三個力在同一平面內，合力為零，有qvB代入數(shù)據(jù)解得v20 m/s速度v的方向與電場E的方向之間的夾角滿足tan 代入數(shù)據(jù)解得tan ，則60.(2)撤去磁場，小球在重力與電場力的合力作用下做類平拋運動，設其加速度為a，有a設撤去磁場后小球在初速度方向上的分位移為x，有xvt設小球在重力與電場力的合力方向上分位移為y，有yat2a與mg的夾角和v與E的夾角相同，均為，又tan 聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)解得t2 s3.5 s答案：(1)20 m/s與電場E的方向之間的夾角為60斜向上(2)3.5 s