高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題15 帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)強(qiáng)化練.doc

考點(diǎn)強(qiáng)化練15帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一、選擇題(13題為單選題，45題為多選題)1(2015遼寧實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬)有一個(gè)帶電荷量為q、重力為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，方向如圖所示，則帶電小球通過(guò)有電場(chǎng)和磁場(chǎng)的空間時(shí)，下列說(shuō)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有可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)d有可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)答案：a解析：帶電小球在沒(méi)有進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)前做自由落體運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)后，受豎直向下的重力gmg，水平向左的電場(chǎng)力f電場(chǎng)力qe與洛倫磁力f洛qbv，重力與電場(chǎng)力大小和方向保持恒定，但因?yàn)樗俣却笮?huì)發(fā)生變化，所以洛倫茲力大小和方向會(huì)發(fā)生變化，所以一定會(huì)做曲線運(yùn)動(dòng)，a正確，bcd錯(cuò)。2.(2015河北石家莊3月模擬)如圖所示，一帶電塑料小球質(zhì)量為m，用絲線懸掛于o點(diǎn)，并在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)，最大擺角為60，水平磁場(chǎng)垂直于小球擺動(dòng)的平面。當(dāng)小球自左方擺到最低點(diǎn)時(shí)，懸線上的張力恰為零，則小球自右方最大擺角處擺到最低點(diǎn)時(shí)懸線上的張力為()a0b2mgc4mgd6mg答案：c解析：設(shè)小球自左方最大擺角處擺到最低點(diǎn)時(shí)速度為v，則mv2mgl(1cos60)，此時(shí)qvbmgm，當(dāng)小球自右方最大擺角處擺到最低點(diǎn)時(shí)，v大小不變，洛倫茲力方向發(fā)生變化，此時(shí)有tmgqvbm，解得t4mg，故c正確。3.(2015福建廈門質(zhì)檢)如圖所示，空間的某個(gè)復(fù)合場(chǎng)區(qū)域內(nèi)存在著豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)子由靜止開(kāi)始經(jīng)一加速電場(chǎng)加速后，垂直于復(fù)合場(chǎng)的界面進(jìn)入并沿直線穿過(guò)場(chǎng)區(qū)，質(zhì)子(不計(jì)重力)穿過(guò)復(fù)合場(chǎng)區(qū)所用時(shí)間為t，從復(fù)合場(chǎng)區(qū)穿出時(shí)的動(dòng)能為ek，則()a若撤去磁場(chǎng)b，質(zhì)子穿過(guò)場(chǎng)區(qū)時(shí)間大于tb若撤去電場(chǎng)e，質(zhì)子穿過(guò)場(chǎng)區(qū)時(shí)間大于tc若撤去磁場(chǎng)b，質(zhì)子穿出場(chǎng)區(qū)時(shí)動(dòng)能大于ekd若撤去電場(chǎng)e，質(zhì)子穿出場(chǎng)區(qū)時(shí)動(dòng)能大于ek答案：c解析：質(zhì)子進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)沿直線運(yùn)動(dòng)，則質(zhì)子受到的電場(chǎng)力和洛倫茲力大小相等、方向相反，即eebev0，若撤去磁場(chǎng)b，質(zhì)子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，由類平拋運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)可知，穿過(guò)電場(chǎng)的時(shí)間t，因場(chǎng)區(qū)寬度x不變，則時(shí)間不變，質(zhì)子豎直方向做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，出電場(chǎng)時(shí)的速度必大于v0，動(dòng)能大于ek，則a錯(cuò)誤，c正確。若撤去電場(chǎng)e，則質(zhì)子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則b、d錯(cuò)誤。4.如圖所示，帶等量異種電荷的平行金屬板a、b處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。不計(jì)重力的帶電粒子沿oo方向從左側(cè)垂直于電磁場(chǎng)入射，從右側(cè)射出a、b板間區(qū)域時(shí)動(dòng)能比入射時(shí)??；要使粒子射出a、b板間區(qū)域時(shí)的動(dòng)能比入射時(shí)大，可采用的措施是()a適當(dāng)減小兩金屬板的正對(duì)面積b適當(dāng)增大兩金屬板間的距離c適當(dāng)減小勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度d使帶電粒子的電性相反答案：ac解析：在這個(gè)復(fù)合場(chǎng)中，動(dòng)能逐漸減小，說(shuō)明電場(chǎng)力做負(fù)功，因洛倫茲力不做功，則電場(chǎng)力小于洛倫茲力。當(dāng)減小正對(duì)面積，場(chǎng)強(qiáng)e，s，q不變，e，電場(chǎng)力變大，當(dāng)電場(chǎng)力大于洛倫茲力時(shí)，粒子向電場(chǎng)力方向偏轉(zhuǎn)，電場(chǎng)力做正功，射出時(shí)動(dòng)能變大，a項(xiàng)正確。當(dāng)增大兩板間距離時(shí)，場(chǎng)強(qiáng)不變，所以b項(xiàng)錯(cuò)誤。當(dāng)減小磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí)洛倫茲力減小，可能小于電場(chǎng)力，所以c項(xiàng)正確。當(dāng)改變粒子電性時(shí)，其所受電場(chǎng)力、洛倫茲力大小不變，方向均反向，所以射出時(shí)動(dòng)能仍然減小，故d項(xiàng)錯(cuò)誤。5如圖所示，兩個(gè)半徑相同的半圓形光滑軌道置于豎直平面內(nèi)，左右兩端等高，分別處于沿水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)中。兩個(gè)相同的帶正電小球a、b同時(shí)從兩軌道左端最高點(diǎn)由靜止釋放，m、n為軌道最低點(diǎn)，則下列說(shuō)法中正確的是()a兩個(gè)小球到達(dá)軌道最低點(diǎn)的速度vmfnc磁場(chǎng)中a小球能到達(dá)軌道另一端最高處，電場(chǎng)中b小球不能到達(dá)軌道另一端最高處da小球第一次到達(dá)m點(diǎn)的時(shí)間大于b小球第一次到達(dá)n點(diǎn)的時(shí)間答案：bc解析：根據(jù)動(dòng)能定理，對(duì)a球，mgrmv0，對(duì)b球，mgreqrmv0，可得vmvn，所以a球第一次到達(dá)m點(diǎn)的時(shí)間小于b球第一次到達(dá)n點(diǎn)的時(shí)間，所以a、d兩項(xiàng)均錯(cuò)。由fmgm，可知fmfn，所以b項(xiàng)正確；根據(jù)能量守恒，洛倫茲力不做功，a球的機(jī)械能守恒，故能到達(dá)另一端最高處，電場(chǎng)力做負(fù)功，b小球機(jī)械能減少，故不能到達(dá)軌道另一端最高處，所以c項(xiàng)正確。二、非選擇題6一束硼離子以不同的初速度，沿水平方向經(jīng)過(guò)速度選擇器，從o點(diǎn)進(jìn)入方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)區(qū)域，分兩束垂直打在o點(diǎn)正下方的硼離子探測(cè)板上p1和p2點(diǎn)，測(cè)得op1op223，如圖甲所示速度選擇器中勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為e，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為b1，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為b2。若撤去探測(cè)板，在o點(diǎn)右側(cè)的磁場(chǎng)區(qū)域中放置云霧室，硼離子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖乙所示設(shè)硼離子在云霧室中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力ffkq，式中k為常數(shù)，q為硼離子的電荷量不計(jì)硼離子重力。求：(1)硼離子從o點(diǎn)射出時(shí)的速度大??；(2)兩束硼離子的電荷量之比；(3)兩種硼離子在云霧室里運(yùn)動(dòng)的路程之比。答案：(1)(2)(3)解析：(1)只有豎直方向受力平衡的離子，才能沿水平方向運(yùn)動(dòng)離開(kāi)速度選擇器故有qeqvb1解得：v(2)設(shè)到達(dá)p1點(diǎn)的硼離子的電荷量為q1，到達(dá)p2點(diǎn)的硼離子的電荷量為q2進(jìn)入磁場(chǎng)后有：qvb2m解得：r根據(jù)題意有：進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的硼離子的質(zhì)量相同、速度相同，可得：。(3)設(shè)電荷量為q1的硼離子運(yùn)動(dòng)路程為s1，電荷量為q2的硼離子運(yùn)動(dòng)路程為s2，在云霧室內(nèi)硼離子受到的阻力始終與速度方向相反，阻力一直做負(fù)功，洛倫茲力不做功則有：wffsek，ffkq可得：。7.空間存在正交的電、磁場(chǎng)(電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向左、大小為e，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向內(nèi)、大小為b)，場(chǎng)中豎直固定一根絕緣直棒，一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球套在棒上沿棒滑動(dòng)，小球與棒間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，且qemg?，F(xiàn)將小球由靜止釋放。(1)試分析小球的運(yùn)動(dòng)情況；(2)求小球的最大加速度am；(3)求當(dāng)小球的加速度大小為am時(shí)小球的速度大小。答案：(1)見(jiàn)解析(2)g(3)解析：(1)小球由靜止釋放后，隨著速度的增加，洛倫茲力增大，桿對(duì)小球的彈力先減小再增大，桿對(duì)小球的摩擦力先減小后增大，小球的加速度先增大后減小，速度先增大，當(dāng)加速度減小到零時(shí)，小球速度不變。即小球先做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng)，再做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)。(2)當(dāng)彈力等于零，摩擦力等于零時(shí)，小球的加速度最大，此時(shí)amg(3)在加速度達(dá)到最大值之前，彈力大小為fnqeqv1b，fffn，則由牛頓第二定律有mgffm，得v1在加速度達(dá)到最大值之后，彈力fnqv2bqe，fffn，則由牛頓第二定律有mgffm，得v28.如圖所示，mn是一段在豎直平面內(nèi)半徑為1 m的光滑的1/4圓弧軌道，軌道上存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)。軌道的右側(cè)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b10.1t?，F(xiàn)有一帶電荷量為1c、質(zhì)量為100g的帶正電小球從m點(diǎn)由靜止開(kāi)始自由下滑，恰能沿np方向做直線運(yùn)動(dòng)，并進(jìn)入右側(cè)的復(fù)合場(chǎng)(np沿復(fù)合場(chǎng)的中心線)。已知ab板間的電壓為uba2v，板間距離d2m，板的長(zhǎng)度l3m，若小球恰能從板的右邊沿飛出，g取10m/s2。求：(1)小球運(yùn)動(dòng)到n點(diǎn)時(shí)的速度v的大小。(2)水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度e的大小。(3)復(fù)合場(chǎng)中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度b2的大小。答案：(1)10m/s(2)4n/c(3)0.2t解析：(1)小球沿np做直線運(yùn)動(dòng)，由