2022年广东省高考物理二轮复习专题升级训练六带电粒子在电磁场中的运动专题升级训练卷.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载专题升级训练六带电粒子在电磁场中的运动（时间： 60 分钟 满分： 100 分）一、单项题（此题共 4 小题,每道题 4 分,共 16 分）1（2022· 广东理综,15）质量和电荷量都相等的带电粒子 M和 N,以不同的速率经小孔 S 垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹如图中虚线所示；以下表述正确选项（）AM带负电, N带正电BM的速率小于 N的速率C洛伦兹力对 MN做正功DM的运行时间大于 N的运行时间2（2022· 安徽理综,19）如下列图,圆形区域内有垂直于纸面对里的匀强磁场,一个带电粒子以速度 v 从 A 点沿直径 AOB方向射入磁场,经过 t 时间从 C点射出磁场, OC与vOB成 60° 角；现将带电粒子的速度变为 3,仍从 A 点沿原方向射入磁场,不计重力, 就粒子在磁场中的运动时间变为（）1A2 t B2 t1C3 t D3 t3如下列图,正方形区域 abcd 中布满匀强磁场,磁场方向垂直纸面对里；一个氢核从ad 边的中点 m沿着既垂直于 ad 边又垂直于磁场的方向以肯定速度射入磁场,正好从 ab 边中点 n 射出磁场； 如将磁场的磁感应强度变为原先的 2 倍,其他条件不变, 就这个氢核射出磁场的位置是（）A在 b、n 之间某点 B在 n、 a 之间某点C就从 a 点射出 D在 a、 m之间某点4（2022· 襄樊四中高三 11 月月考）设图中为 m、电荷量为 q 带正电荷的微粒,恰能以水平速度M、N两板相距为 d,电势差为 U,一质量v 做匀速直线运动通过两板,如把两板名师归纳总结 距离减半,电势差不变,要使微粒仍能沿水平直线通过电场,可实行的措施为（）第 1 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载A把微粒的入射速度增大一倍B把微粒的入射速度减半 C加一个 BU dv、垂直纸面对外的匀强磁场D加一个 BU dv、垂直纸面对里的匀强磁场（E二、双选题（此题共5 小题,每道题6 分,共 30 分；在每道题给出的四个选项中只有两个选项符合题目要求,选对但不全的得3 分,有选错或不答的得0 分）5如下列图,从离子源发射出的正离子,经加速电压U加速后进入相互垂直的电场方向竖直向上）和磁场（B方向垂直纸面对外）中,发觉离子向上偏转；要使此离子沿直线通过电磁场,需要（）A增加 E,减小 B B增加 E,减小 UC适当增加U D适当减小E6（2022· 湖北黄冈黄州一中高三物理月考）粒子回旋加速器的工作原理如下列图,置于真空中的 D形金属盒的半径为 R,两金属盒间的狭缝很小,磁感应强度为 B的匀强磁场与金属盒盒面垂直,高频率沟通电的频率为 f ,加速电压的电压为 U,如中心粒子源处产生的质子质量为 m,电荷量为 e,初速近似为零,在加速器中被加速；不考虑相对论效应,就以下说法正确是（）A不转变磁感应强度 B和沟通电的频率 f ,该加速器也可加速 粒子名师归纳总结 B加速的粒子获得的最大动能随加速电压U增大而增大第 2 页,共 7 页C质子被加速后的最大速度不能超过2 RfD质子其次次和第一次经过D形盒间狭缝后轨道半径之比为2 1 7场强为E 的匀强电场与磁感应强度为B 的匀强磁场正交,复合场的水平宽度为d,竖直方向足够长,如下列图；现有一束带电荷量为q、质量为m的 粒子以各不相同的初速度 v0 沿电场方向射入场区,就那些能飞出场区的粒子的动能增量 Ek 可能为（）- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - Adq（ EB） BqEd B学习必备欢迎下载CqEd D0 8如下列图,质量为 m、电荷量为 q 的带电液滴从 h 高处自由下落,进入一个相互垂直的匀强电场和匀强磁场区域,磁场方向垂直于纸面,磁感应强度为 B,电场强度为 E；已知液滴在此区域中做匀速圆周运动,就圆周运动的半径 r 为（）AEB 2hg BBE 2hgm qBCqB2gh Dm 2gh9利用如下列图的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数 n,现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为 b,厚为 d,并加有与侧面垂直的匀强磁场 B,当通以图示方向电流 I 时,在导体上、 下表面间用电压表可测得电压为 U；已知自由电子的电荷量为 e,就以下判定正确选项（）A上表面电势高B下表面电势高C该导体单位体积内的自由电子数为 D该导体单位体积内的自由电子数为I edb BI eUb三、试验题（ 18 分）10（2022· 广东潮州期末）某同学用如图甲所示电路来测定电池的电动势和内阻；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载（1）试验开头时,滑片 P 应位于 _端；（填“A” 或“B” ）（2）该同学测得如下表的五组数据；依据数据在图乙中作出 UI 图线, 从图象可得电池的电动势 E_V,内阻 r _ ；（结果均保留两位小数）四、运算题（此题共 2 小题,共 36 分；解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最终答案的不能得分；有数值运算的题,答案中必需明确写出数值和单位）11（18 分）如下列图,空间存在匀强电场和匀强磁场,电场方向为 y 轴正方向,磁场方向垂直于 xy 平面（纸面）向外（未画出） ,电场和磁场都可以依据需要加上或撤除,重新加上的电场或磁场与撤除前的一样；一带正电荷的粒子从 P（0,h）点以肯定的速度平行于x 轴正向入射；这时如只有磁场,粒子将做半径为 R0 的圆周运动；如同时存在电场和磁场,粒子恰好做直线运动；现在只加电场, 当粒子从 P 点运动到 xR0 平面（图中虚线所示） 时,立刻撤除电场同时加上磁场,粒子连续运动,其轨迹与 x 轴交于 M点,不计重力,求：（1）粒子到达 xR0平面时的速度方向与 x 轴的夹角以及粒子到 x 轴的距离；（2）M点的横坐标 xM；12（18 分）（2022· 潮州金中下学期高三月考理综物理试卷）如下列图,一质量为 m、电荷量为 q、重力不计的带电粒子,从 A 板的 S 点由静止开头释放,经 A、B加速电场加速后,穿过中间偏转电场,再进入右侧匀强磁场区域；已知 AB间的电压为 U,MN极板间的电压为 2U,MN两板间的距离和板长均为 L,磁场垂直纸面对里、磁感应强度为 B、有抱负边界；求：（1）带电粒子离开 B 板时速度 v0的大小；名师归纳总结 （2）带电粒子离开偏转电场时速度v 的大小与方向；d 多大？第 4 页,共 7 页（3）要使带电粒子最终垂直磁场右边界射出磁场,磁场的宽度- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载参考答案1A 解析： 由左手定就判定知,A正确；粒子在磁场中运动,洛伦兹力供应向心力,2qvBm r,半径为 r mv qB,在质量与电荷量相同的情形下,半径大说明速率大,即 M的速率 v大于 N的速率, B 错；洛伦兹力不做功,C错；粒子在磁场中运动半周,即时间为周期的一2 m半,而周期为 TqB, M的运行时间等于 N的运行时间,故 D错；2B 解析： 此带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,且出射方向的反向延长线必过圆心O；设圆形磁场区域半径为 R,粒子以速度 v 在磁场中运动的轨迹圆的半径为 r 1,通过作图可知轨迹对应的圆心角为 60° ,再作其角平分线, 就 tan 30° R r 1,且 T2 mBq, t 16×2 mqB m3qB；粒子以速度 13v 在磁场中运动的轨迹圆的半径为 r2,设对应的圆心角为 2 ,又由 r mv Bq,r 23× mv qB3r 1,就 tan R r23Rr13tan 30 ° 3,可得 60° ,故 1 2 m 2 m120° ,粒子在磁场中的运动时间 t 3×qB3qB2 t ,B 正确；3C 解析： 设正方形的边长为 L,原先粒子做匀速圆周运动的半径为 RL 2mv qB,当 B变为 2B 时,可知粒子做匀速圆周运动的半径变为L 4,所以从 a 点射出；名师归纳总结 4C 解析： 原先： mgqU dm,把两板距离减半,电势差不变,电场力是原先的两倍,加第 5 页,共 7 页上磁场后,洛伦兹力须方向向下,mgqvB2qU dm,解两式得BU dv,由左手定就知磁场方向须垂直纸面对外,选项C正确；5CD 解析： 离子所受的电场力FqE,洛伦兹力f qvB,qU1 2mv 2,离子向上偏转,电场力大于洛伦兹力,故要使离子沿直线运动,可以适当增加U,增大速度, 洛伦兹力增大,C正确；也可适当减小E,电场力减小,D正确；6CD 解析：质子被加速获得的最大速度受到D形盒最大半径制约, vm2 R/ T2 Rf,C正确；粒子旋转频率为f Bq/2 m,与被加速粒子的比荷有关,所以A 错误；粒子被加速的最大动能Ekm2 mv m/22m2R 2f2,与电压 U无关, B 错误； 由于运动半径Rmv/ Bq,nUqmv 2/2 ,知半径比为21, D正确；7CD 解析： 带电粒子可从左侧飞出或从右侧飞出场区,由于洛伦兹力不做功,电场力做功与路径无关,所以从左侧飞出时 Ek0,从右侧飞出时 EkEqd,选项 C、D正确；8AC 解析： 液滴进入电磁场的速度 v2gh,液滴在重力、电场力、洛伦兹力作用2下做匀速圆周运动,满意 mgqE,qvB mv r,可得 A、 C选项正确；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载9BD 解析： 画出平面图如图,由左手定就,自由电子向上表面偏转,故下表面电势高,故 B 正确, A 错误；再依据 eU d evB,I neSv ne·b· d·v 得 nBI eUb,故 D正确, C错误；10答案：（1）A （ 2）如解析图所示 解析：（ 1）要使变阻器的电阻值最大；1.43 1.48 0.64 0.78 （2）纵轴截距表示电动势 E1.45 V,斜率肯定值表示电源内阻r 0.71 ；电路图如下列图：2R h 02 h11答案：（1）hR0（2）2 R 07R 0424解析：（ 1）粒子做直线运动时,有：qEqBv0做圆周运动时,有：qBv 0mv 02R 0只有电场时,粒子做类平抛运动,就有：qEma R0 v0t vy at 解得： vyv0名师归纳总结 粒子的速度大小为：vv 02v y22 v 0v 方向垂直的直线上,该直线与x第 6 页,共 7 页速度方向与x 轴的夹角为： 4粒子与 x 轴的距离为： Hh1 2at2hR0 2；（2）撤去电场加上磁场后,有：2 v qBvm R得： R2R0此时粒子的运动轨迹如下列图；圆心C 位于与速度轴和 y 轴的夹角均为 4；由几何关系可得C点的坐标为：- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - xC 2R0学习必备欢迎下载yC HR0hR0 2过 C点作 x 轴的垂线,在CDM中,有： lCMR2R0, lCDyChR0 22mqU qB解得：lDMlCM2l CD27R 02R h 0h 24M点的横坐标为：x M2 R 07R 02R h 0h 2；412答案：（1）2qU（2）2qU m,方向与水平方向成45° 角（3）m解析：（ 1）带电粒子在加速电场中,由动能定理得：qU1mv022名师归纳总结 得带电粒子离开B 板的速度：v 02qUBqvm2 v第 7 页,共 7 页m（2）粒子进入偏转电场后,有：tLE2UF=qEaFv 0Lmy1at2vy=at解得： vy=v0yL22就粒子刚好能离开偏转电场,且速度大小：vv 02vy22 v 02qU,m方向与水平方向成45° 角；（3）粒子进入磁场后,据牛顿其次定律得：R由几何关系得：d=Rcos 45 °解得：d2mqUqB- - - - - - -