教科版物理高考第二輪復(fù)習(xí)——帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題專題 （同步練習(xí)）

1、.【模擬試題】答題時(shí)間：45分鐘*1. 地面附近空間中存在著程度方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里. 一個(gè)帶電油滴沿著一條與豎直方向成角的直線MN運(yùn)動(dòng)，如下圖。由此可以判斷 A. 假如油滴帶正電，它是從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)B. 假如油滴帶正電，它是從N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)C. 假如程度電場(chǎng)方向向左，油滴是從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)D. 假如程度電場(chǎng)方向向右，油滴是從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)*2. 如下圖，寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；MM和NN是它的兩條邊界限，現(xiàn)有質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子沿圖示方向垂直磁場(chǎng)射入，要使粒子不能從邊界NN射出，粒子最大的入射速度v可能是 A. B. C. D. *3.

2、 如下圖，在粗糙程度面上固定一點(diǎn)電荷Q，在M點(diǎn)無初速度釋放一帶有恒定電荷量的小物塊，小物塊在Q的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)靜止，那么從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程中 A. 小物塊所受電場(chǎng)力逐漸減小B. 小物塊具有的電勢(shì)能逐漸減小C. M點(diǎn)的電勢(shì)一定高于N點(diǎn)的電勢(shì)D. 小物塊電勢(shì)能變化量的大小一定等于抑制摩擦力做的功*4. 等量異種點(diǎn)電荷的連線和中垂線如下圖，現(xiàn)將一個(gè)帶負(fù)電的檢驗(yàn)電荷先從圖中的a點(diǎn)沿直線挪動(dòng)到b點(diǎn)，再從b點(diǎn)沿直線挪動(dòng)到c點(diǎn)，那么檢驗(yàn)電荷在此過程中 A. 所受電場(chǎng)力的方向不變B. 所受電場(chǎng)力的大小一直增大C. 電勢(shì)能一定減小D. 電勢(shì)能先不變后減小*5. 如下圖，虛線空間存在由勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B

3、組成的正交或平行的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，有一個(gè)帶正電小球電荷量為+q，質(zhì)量為m從正交或平行的電磁復(fù)合場(chǎng)上方的某一高度自由落下，那么，帶電小球可能沿直線通過以下的哪個(gè)電磁復(fù)合場(chǎng) *6. 位于同一程度面上的兩根平行導(dǎo)電導(dǎo)軌，放置在斜向左上方、與程度面成60°角足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，現(xiàn)給出這一裝置的側(cè)視圖如圖所示，一根通有恒定電流的金屬棒正在導(dǎo)軌上向右做勻速運(yùn)動(dòng)，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)沿順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)過30°角的過程中，金屬棒始終保持勻速運(yùn)動(dòng)，那么磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小變化可能是 A. 始終變大B. 始終變小C. 先變大后變小D. 先變小后變大*7. 如下圖，在足夠大的粗糙程度絕緣面上固定著一個(gè)帶負(fù)電的點(diǎn)電荷

4、Q，整個(gè)區(qū)域有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。將一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小金屬塊金屬塊可視為質(zhì)點(diǎn)在程度面上由靜止釋放，金屬塊將在程度面上沿遠(yuǎn)離Q的方向開場(chǎng)運(yùn)動(dòng)。那么在金屬塊從開場(chǎng)運(yùn)動(dòng)到停下的整個(gè)過程中 A. 金屬塊的加速度的大小在一直減小B. 金屬塊的電勢(shì)能先減小后增大C. 電場(chǎng)力對(duì)金屬塊所做的功的值等于金屬塊增加的機(jī)械能D. 電場(chǎng)力對(duì)金屬塊所做的功的數(shù)值一定等于摩擦產(chǎn)生的熱*8. 如下圖，M、N兩平行金屬板間存在著正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一帶電粒子重力不計(jì)從O點(diǎn)以速度v沿著兩板平行的方向射入場(chǎng)區(qū)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t1飛出場(chǎng)區(qū)；假如兩板間只有電場(chǎng)，粒子仍以原點(diǎn)的速度在O點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)，經(jīng)過

5、時(shí)間t2飛出電場(chǎng)；假如兩板間只有磁場(chǎng)，粒子仍以原來的速度在O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，經(jīng)過時(shí)間t3飛出磁場(chǎng)，那么t1、t2、t3之間的大小關(guān)系為 A. t1= t2< t3B. t2> t1> t3 C. t1= t2= t3D. t1> t2= t3*9. 如下圖，質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子，以初速度v0從A點(diǎn)豎直向上射入真空中的沿程度方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，粒子通過電場(chǎng)中的B點(diǎn)時(shí)，速率vB=2v0，方向與電場(chǎng)的方向一致，那么A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差為 A. B. C. D. *10. 兩帶電平行金屬板之間有互相正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一帶電粒子以某一初速度沿垂直于電場(chǎng)方向射入兩板間如圖，

6、當(dāng)它飛出場(chǎng)區(qū)時(shí)的動(dòng)能比射入時(shí)小，為使帶電粒子飛出場(chǎng)區(qū)時(shí)動(dòng)能比射入時(shí)大，在不計(jì)重力的條件下，可以到達(dá)目的的做法有 A. 增加射入時(shí)速度B. 增大兩板間間隔 C. 增大兩板間電勢(shì)差D. 改變帶電粒子的電性*11. 如下圖，內(nèi)壁光滑的絕緣管做成的圓環(huán)半徑為R，位于豎直平面內(nèi)。管的內(nèi)徑遠(yuǎn)小于R，以環(huán)的圓心為原點(diǎn)建立平面坐標(biāo)系xOy，在第四象限加一豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，其他象限加垂直環(huán)面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一電荷量為+q、質(zhì)量為m的小球在管內(nèi)從b點(diǎn)由靜止釋放，小球直徑略小于管的內(nèi)徑，小球可視為質(zhì)點(diǎn)。要使小球能沿絕緣管做圓周運(yùn)動(dòng)通過最高點(diǎn)a。1電場(chǎng)強(qiáng)度至少為多少？2在1問的情況下，要使小球繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，第二次通過最

7、高點(diǎn)a時(shí)，小球?qū)^緣管恰好無壓力，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度多大？重力加速度為g*12. 如下圖，在程度正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，E=4 v/m，B=2 T。質(zhì)量為m=1 g的帶正電的小物塊A從絕緣粗糙的豎直墻壁的M點(diǎn)無初速下滑，當(dāng)它滑行h=0.8 m到達(dá)N點(diǎn)時(shí)，分開墻壁做曲線運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)恰好處于平衡狀態(tài)，此時(shí)速度方向與程度方向成45°角。假設(shè)P與M的高度差H=1.6 m，g取10 m/s2，求：1A沿墻壁下滑時(shí)摩擦力做的功；2P與M間的程度間隔 ?！驹囶}答案】1. AC 因重力豎直向下而電場(chǎng)力程度，洛倫茲力必須垂直于直線MN斜向上，帶電油滴才能受力平衡，且此時(shí)電場(chǎng)力必須程度向左

8、。假如油滴帶正電，它必須是從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，假如油滴帶負(fù)電，它必須是從N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)。選項(xiàng)A、C正確。2. D 粒子軌跡如下圖，粒子剛好不從NN邊界射出時(shí)其軌跡與NN相切。由幾何關(guān)系和臨界條件知d=r，最大半徑r=，再根據(jù)r=知D正確。3. ABD 小物塊應(yīng)是先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng)，到N點(diǎn)靜止，顯然電場(chǎng)力做正功，摩擦力做負(fù)功，且正功與負(fù)功數(shù)值相等。由點(diǎn)電荷附近某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E=k，可得電場(chǎng)力F=qE逐漸減小，A正確。因?yàn)殡妶?chǎng)力做正功，故電勢(shì)能逐漸減少，B正確。因點(diǎn)電荷Q的電性未知，所以M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)上下不能確定，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。由功能關(guān)系知，選項(xiàng)D正確。4. ABD 由等量異種電荷電場(chǎng)線的分布特點(diǎn)

9、可知，在兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上，其連線的中點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)最大，向兩邊依次減小，而在兩個(gè)點(diǎn)電荷的連線上，中心處的場(chǎng)強(qiáng)最小，離正電荷或負(fù)電荷越近，場(chǎng)強(qiáng)越大，且對(duì)稱分布，故負(fù)電荷所受電場(chǎng)力一直在增大，且方向一直向上，A對(duì)，B正確；a、b為同一等勢(shì)面，電場(chǎng)力不做功，負(fù)電荷的電勢(shì)能不變，b到c電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少，C錯(cuò)，D對(duì)。5. CD 帶電小球在各復(fù)合場(chǎng)中受力情況如下圖；A圖中由于小球所受合力不為零，所以洛倫茲力不恒定，因此程度方向合力不可能保持為零，所以A圖不正確；B圖中垂直紙面向外的方向上只有一個(gè)洛倫茲力，所以這種情況下小球也不能沿豎直方向運(yùn)動(dòng)；C圖中假如f洛與F電在程度方向上合力為零，小球就可以沿

10、豎直方向做直線運(yùn)動(dòng)；D圖中小球只受豎直方向的兩個(gè)力作用，一定沿豎直方向做直線運(yùn)動(dòng)。6. AD 因通有恒定電流的金屬棒在導(dǎo)軌上向右做勻速運(yùn)動(dòng)，對(duì)金屬棒受力分析如下圖。在程度方向上F安=cos=Ff即F安·cos=mg-F安·sin=cos+sin，令tan=那么=sin·cos+cos·sin= sin+F安=，由題知，由30°減小至0°，那么假設(shè)0°<60°，那么F安逐漸變大，因I不變，那么B始終變大，假設(shè)60°<90°，那么B先變小后變大，即A、D正確。7. D 開場(chǎng)電場(chǎng)力大于摩擦

11、力，金屬塊做加速運(yùn)動(dòng)；隨著間隔 的增加，電場(chǎng)力減小，直到等于摩擦力，合外力減小為零，加速度減小為零；當(dāng)間隔 再增加時(shí)，電場(chǎng)力更小，將小于摩擦力，此時(shí)合外力開場(chǎng)增加，所以加速度又增加，即金屬塊的加速度先變小后變大，所以A錯(cuò)。因?yàn)殡妶?chǎng)力做正功，金屬塊的電勢(shì)能一直減少，所以B錯(cuò)誤。由能量守恒可知，電場(chǎng)力與摩擦力對(duì)金屬塊所做的功的和等于金屬塊增加的機(jī)械能，洛倫茲力不做功，所以C錯(cuò)誤。由于金屬塊的初、末狀態(tài)都是靜止的，即動(dòng)能為零，金屬塊的動(dòng)能沒有增加，合外力做功為零，所以電場(chǎng)力對(duì)金屬塊所做的功完全轉(zhuǎn)化為摩擦產(chǎn)生的熱，故D正確。8. A 電場(chǎng)和磁場(chǎng)同時(shí)存在時(shí)，粒子做勻速運(yùn)動(dòng)；只存在電場(chǎng)時(shí)，粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)

12、，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的分解知，實(shí)際運(yùn)動(dòng)時(shí)間和程度分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一樣，所以t1=t2；只存在磁場(chǎng)時(shí)，因運(yùn)動(dòng)軌跡是圓弧，比程度直線要長(zhǎng)，而速度大小不變，那么時(shí)間比前兩種情況長(zhǎng)。9. C 粒子在豎直方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)2gH=v02，電場(chǎng)力做正功、重力做負(fù)功，使粒子的動(dòng)能由mv02變?yōu)?mv02，那么根據(jù)動(dòng)能定理Uq-mgh=2mv02-mv02解方程得A、B兩點(diǎn)電勢(shì)差應(yīng)為，選C。10. C 動(dòng)能變小，說明洛倫茲力大于電場(chǎng)力，要使動(dòng)能增大，需減小洛倫茲力，減小速度，A錯(cuò)；增大兩板間隔 ，場(chǎng)強(qiáng)不變，B錯(cuò)；增大電勢(shì)差可增大電場(chǎng)力，使電場(chǎng)力大于洛倫茲力而做正功，C對(duì) ，D錯(cuò)。11. 答案：1 2解析：1小球恰能通過a點(diǎn)，小球第一次到達(dá)a點(diǎn)的速度為0，由動(dòng)能定理有qER-mgR=0故E=2設(shè)第二次到達(dá)a點(diǎn)的速度為va，由動(dòng)能定理有qER=mva2到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)小球?qū)壍?/p>