2022年备考高考物理一轮复习文档第九章-第3讲-带电粒子在复合场中的运动-练习-Word版含解析.docx

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1、板块三限时标准特训时间： 45 分钟总分值： 100 分一、挑选题 此题共 9 小题,每题 6 分,共 54 分；其中 15 为单项挑选,6 9 为多项挑选 1、2021 冀州月考 如图是磁流体发电机的示意图,在间距为 d 的平行金属板 A、C 间,存在磁感应强度为 B、方向垂直纸面对外的匀强磁场 , 两金属板通过导线与变阻器 R 相连,等离子体以速度 v 平行于两金属板垂直射入磁场；假设要减小该发电机的电动势,可实行的方法是 A、增大 dB、增大 BC、增大 RD、减小 v答案 D解析：发电机的电动势 EBdv,要想减小电动势 ,就可以通过减小B、d 或 v 实现,D 正确；2、2021 绵

2、阳二诊 如下图,一个不计重力的带电粒子以 v0 沿各图的虚线射入场中；A 中 I 是两条垂直纸平面的长直导线中等大反向的电流, 虚线是两条导线连线的中垂线； B 中 Q 是两个位置固定的等量同种点电荷的电荷量 ,虚线是两位置连线的中垂线； C 中 I 是圆环线圈中的电流,虚线过圆心且垂直圆环平面； D 中是正交的匀强电场和匀强磁场,虚线垂直于电场和磁场方向 ,磁场方向垂直纸面对外； 其中,带电粒子不行能做匀速直线运动的是 学习文档 仅供参考答案 BB解析：图 A 中两条垂直纸平面的长直导线中通有等大反向的电流, 在中垂线上产生的合磁场方向水平向右,带电粒子将沿中垂线做匀速 直线运动；图 B 中

3、等量同种正点电荷在中垂线上的合场强在连线中点左侧水平向左 ,在连线中点右侧水平向右 ,带电粒子受力不为零 ,不行能做匀速直线运动；图 C 中粒子运动方向与所处位置磁感线平行, 粒子做匀速直线运动；图 D 是速度挑选器的原理图 ,只要 v0E,粒子做匀速直线运动 ,应选 B；3. 2021 长春质监 如下图,宽度为 d、厚度为 h 的导体放在垂直于它的d磁感应强度为 B 的匀强磁场中 ,当电流通过该导体时 ,在导体的上、下外表之间会产生电势差 ,这种现象称为霍尔效应；试验说明：当磁场不太强时 ,电势差 U、电流 I 和磁感应强度 B 的关系为： UKIB ,式中的比例系数 K 称为霍尔系数；设载

4、流子的电荷量为q,以下说法正确的选项是 dA、载流子所受静电力的大小 FqUB、导体上外表的电势肯定大于下外表的电势nqC、霍尔系数为 K 1,其中 n 为导体单位长度上的电荷数BID、载流子所受洛伦兹力的大小F 洛 nhd,其中 n 为导体单位体积内的电荷数答案 Dh解析：导体中的电场强度 EU,载流子所受电场力 FEqUqh,A项错误；由左手定就可知 ,载流子受到的洛伦兹力向上 ,由于载流子的电性不确定 ,B 项错误；稳固时,电场力与洛伦兹力相等 ,即 qv BUqh .U Bhv,又电流的微观表达式： I nqSv nqhdv ,解两式得： U IB ,nqd洛nhd式中 n 为单位体积

5、内的电荷数 ,C 项错误；由 FBqv BI ,D 项正确；4、2021 浙江模拟 电磁泵在目前的生产、科技中得到了广泛应用；如下图,泵体是一个长方体 ,ab 边长为 L 1,两侧端面是边长为 L 2 的正方形；流经泵体内的液体密度为 ,在泵头通入导电剂后液体的电导率为电阻率的倒数 ,泵体所在处有方向垂直向外的磁场B,把泵体的上下两外表接在电压为 U内阻不计 的电源上 ,就A、泵体上外表应接电源负极B、通过泵体的电流 I UL 1C、增大磁感应强度可获得更大的抽液高度 D、增大液体的电阻率可获得更大的抽液高度答案 C解析：当泵体上外表接电源的正极时 ,电流从上向下流过泵体 ,这时受到的磁场力水

6、平向左拉动液体 ,故 A 错误；依据电阻定律 ,泵体内液体的电阻 RL1L2 1,因此流过泵体的电流IUUL,SL 1L 2L 1R 1故 B 错误；增大磁感应强度 B,泵体内液体受到的磁场力变大 ,因此可获得更大的抽液高度 ,故 C 正确；假设增大液体的电阻率 ,可以使电流减小,受到的磁场力减小 ,使抽液高度减小 ,故 D 错误；5. 2021 日照三校联考 如下图,匀强磁场垂直于纸面对里 ,匀强电场平行于斜面对下 ,斜面是粗糙的；一带正电物块以某一初速度沿斜面对上滑动,经 a 点后到 b 点时速度减为零 ,接着又滑了下来；设物块带电荷量保持不变 ,就从 a 到 b 和从 b 回到 a 两过

7、程相比较 A、加速度大小相等B、摩擦产生热量不相同C、电势能变化量的肯定值不相同D、动能变化量的肯定值相同答案 B解析：两过程中 ,重力、电场力恒定、支持力方向不变,洛伦兹力、摩擦力方向相反 ,物块所受合外力不同 ,由牛顿其次定律知 ,加速度必定不同,A 项错误； 上滑过程中 ,洛伦兹力垂直斜面对上 ,物块所受滑动摩擦力 Ff mgcos qv B,下滑过程中 ,洛伦兹力垂直斜面对下 ,物块所受滑动摩擦力 Ff mgcos qv B,摩擦产生热量QFf x,两过程位移大小相等 ,摩擦力大小不同 ,故产生热量不同 ,B 项正确； a、b 两点电势确定 ,由 Epq 可知,两过程中电势能变化量的肯

8、定值相等,C 项错误；整个过程中 ,重力做功为零 ,电场力做功为零 ,摩擦力做功不为零,故物块动能肯定变化 ,所以上滑和下滑两过程中动能变化量肯定值肯定不同 ,D 项错误；6、2021 云南邵通二模 磁流体发电机是一种把物体内能直接转化为电能的低碳环保发电机 ,以下图为其原理示意图 ,水平放置的平行金属板 C、D 间有匀强磁场 ,磁感应强度为 B,将一束等离子体 高温下电离的气体 ,含有大量带正电和带负电的微粒水平射入磁场 ,两金属板间就产生电压；定值电阻 R0 的阻值是滑动变阻器最大阻值的一半 ,与开关 S 串联接在 C、D 两端,已知两金属板间距离为 d,射入等离子体的速度为 v,磁流体发

9、电机本身的电阻为 r R0r2R0；不计粒子的重力 , 就滑动变阻器的滑片P 由 a 端向 b 端滑动的过程中 A、电阻 R0 消耗的功率最大值为B2d2v 2R0R0 r 2B2d2v 2B、滑动变阻器消耗的功率最大值为R0rC、金属板 C 为电源负极 ,D 为电源正极D、发电机的输出功领先增大后减小答案 ACD解析：依据左手定就可判定两极板的极性,离子在运动过程中同时受静电力和洛伦兹力 ,到二力平稳时两极板间的电压稳固 ,EBdv；由题图可知 ,当滑片 P 位于 b 端时,电路中电流最大 ,电阻 R0 消耗功率最大,其最大值为 P1I 2R0E2R0R0rB2d2v 2R02 R0r 2

10、,故 A 正确；将定值电阻R0 归为电源内阻 ,由于滑动变阻器的最大阻值2R0rR0,就当滑动变2B2d2v 2R0阻器连入电路的阻值最大时消耗功率最大,最大值为 Pr3R0 2 ,故B 错误；等离子体射入后 ,由左手定就可知正离子向 D 板偏转,负离子向 C 板偏转,所以极板 C 为电源负极 ,极板 D 为电源正板 ,C 正确；等离子体稳固流淌时 ,洛伦兹力与静电力平稳 ,即 BqvEqd,所以电源电动势为 EBdv,又 R0r2R0,所以滑片 P 由 a 端向 b 端滑动时 ,外电路总电阻减小 ,其间某位置有 r R0R,由电源输出功率与外电阻关系 可知,在滑片 P 由 a 端向 b 端滑

11、动的过程中 ,发电机的输出功领先增大后减小,故 D 正确；7. 2021 浙江三校模拟 如下图,空间中存在正交的匀强电场 E 和匀强磁场 B匀强电场水平向右 ,在竖直平面内从 a 点沿 ab、ac 方向抛出两带电小球 不考虑两带电球的相互作用 ,两球电荷量始终不变 ,关于小球的运动 ,以下说法正确的选项是 A、沿 ab、ac 方向抛出的带电小球都可能做直线运动B、只有沿 ab 抛出的带电小球才可能做直线运动C、假设有小球能做直线运动 ,就它肯定是匀速运动D、两小球在运动过程中机械能均守恒答案 AC解析：沿 ab 方向抛出的带正电小球 ,或沿 ac 方向抛出的带负电小球,在重力、电场力、洛伦兹力

12、的作用下 ,都可能做匀速直线运动 ,A 正确,B 错误；在重力、电场力、洛伦兹力三力都存在时的直线运动一定是匀速直线运动 ,C 正确；两小球在运动过程中除重力做功外仍有电场力做功 ,故机械能不守恒 ,D 错误；8. 2021 江西新余二模 如下图 ,S 为一离子源 ,MN为长荧光屏 ,S 到MN 的距离为 L,整个装置处在范畴足够大的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面对里 ,磁感应强度大小为 B；某时刻离子源 S 一次性沿平行纸面的各个方向匀称地射出大量的正离子,离子的质量 m、电荷量 q、速率 v 均相同,不计离子的重力及离子间的相互作用力,就m2mA、当 vqBL时全部离子都打不到荧光屏上B、当

13、 vqBL时全部离子都打不到荧光屏上mC、当 vqBL 时,打到荧光屏 MN 的离子数与发射的离子总数比值为12mD、当 vqBL 时,打到荧光屏 MN 的离子数与发射的离子总数比值为512答案 ACmv2mvqBLL解析：依据牛顿其次定律 qvBR ,得 R qB ,当 v2m 时,R2,m直径 2RL,全部离子都打不到荧光屏上 ,故 A 正确；当 vqBL 时,对于qBL vqBL 的离子LRR 的区域存在沿 y 方向的匀强电场 ,电场强度为 E105 V/m ；在 M 点有一正粒子以速率 v 106 m/s 沿 x 方向射入磁场 ,粒子穿出磁场进入电场 , 速度减小至 0 后又返回磁场

14、,最终又从磁场离开； 已知粒子的比荷为 q 107 C/kg, 粒子重力不计；(1) 求圆形磁场区域磁感应强度的大小；(2) 求沿 x 方向射入磁场的粒子 ,从进入磁场到再次穿出磁场所走过的路程；答案 10.2 T20.5 1 m解析： 1沿 x 方向射入磁场的粒子在进入电场后 ,速度减小到 0, 粒子肯定是从如下图的 P 点竖直向上射出磁场 ,逆着电场线运动 ,所以可得粒子在磁场中做圆周运动的半径 rR 0.5 mmv 2mv依据 Bqvr,得 B qR ,代入数据得 B 0.2 T；2粒子返回磁场后 ,经磁场偏转后从 N 点射出磁场 ,MN 为直径,粒子在磁场中的路程为二分之一圆周长 ,即

15、 s1 R设粒子在电场中运动的路程为s2,2 2依据动能定理得 Eqs212mv2mv 2mv ,s 2Eq就总路程 s REq ,代入数据得 s 0.5 1 m；12. 2021 嘉兴市一中期末 16 分如下图,宽度为3L 的区域被平均分为区域、 ,其中、有匀强磁场 ,它们的磁感应强度大小相等,方向垂直纸面且相反；长为3L、宽为L的矩形abcd 紧邻磁场下2方,与磁场边界对齐 ,O 为 dc 边中点,P 为 dc 中垂线上一点 ,OP3L；矩形内有匀强电场 ,电场强度大小为 E,方向由 a 指向 O；电荷量为 q、质量为 m、重力不计的带电粒子由 a 点静止释放 ,经电场加速后进入磁场,运动

16、轨迹刚好与区域的右边界相切；(1) 求该粒子经过 O 点时的速度大小 v 0；(2) 求匀强磁场的磁感应强度大小B；(3) 假设在 aO 之间距 O 点 x 处静止释放该粒子 ,粒子在磁场区域中共偏转 n 次到达 P 点,求 x 满意的条件及 n 的可能取值；m答案 12qEL23mE 2qL313x2L,n 2、3、4、5、6、7、82n6解析： 1由题意中长宽几何关系可知 aO L,粒子在从 a 到 O 加速,由动能定理： qEL 1mv2202EqL得粒子经过 O 点时速度大小： v0m(2) 粒子在磁场区域中的运动轨迹如图,设粒子轨迹圆半径为 R0,由几何关系可得：3 LR0R0cos60 3 0mv2由洛伦兹力公式和牛顿其次定律得： qv0B3mER0 联立式 ,得： B2qL (3) 假设粒子在磁场中一共经过n 次偏转到达 P,设粒子轨迹圆半径为R,6由几何关系有： 2n3Ltan30 Rcos30 3L依题意有 0RR09联立得 7n9,且 n 取正整数设粒子在磁场中的运动速率为v,mv2有： qv B R 2在电场中的加速过程 ,由动能定理： qEx 1mv 2联立式 ,36得： x 2n1 2L,其中 n2、3、4、5、6、7、8；