2022年高考物理专题冲刺专题带电粒子在复组合场中的运动含解析.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载专题 18 带电粒子在复（组）合场中的运动第 I 卷一、挑选题（此题共 8 小题,在每道题给出的四个选项中,至少有一项符合题目要求）1. 如下列图,两平行、正对金属板水平放置,使上面金属板带上肯定量正电荷,下面金属板 带上等量的负电荷,再在它们之间加上垂直纸面对里的匀强磁场,一个带电粒子以初速度 v0 沿垂直于电场和磁场的方向从两金属板左端中心射入后向上偏转；如带电粒子所受重力可忽略不计,仍按上述方式将带电粒子射入两板间,为使其向下偏转,以下措施中可能可行的是 A. 仅增大带电粒子射入时的速度 B. 仅增大两金属板所带的电荷

2、量 C.仅减小粒子所带电荷量D.仅转变粒子的电性【答案】 ABD 【题型】多项题【难度】较易2. 光滑绝缘水平面上有一个带电质点正在以速度v 向右运动；假如加一个竖直向下的匀强磁场,经过一段时间后,该质点的速度第一次变为与初始时刻的速度大小相等、方向相反；如 果不加匀强磁场而改为加一个沿水平方向的匀强电场,经过相同的一段时间后,该质点的速名师归纳总结 度也第一次变为与初始时刻的速度大小相等、方向相反,就所加的匀强磁场的磁感应强度B第 1 页,共 13 页和所加的匀强电场的电场强度E 的比值B E为 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - A. 2v B.学习

3、好资料欢迎下载 C.2 v D.2 vv【答案】 A 【题型】挑选题【难度】一般3. 如下列图为一种获得高能粒子的装置,环形区域内存在垂直纸面、磁感应强度大小可调的匀称磁场,带电粒子可在环中做圆周运动；A、B 为两块中心开有小孔的距离很近的极板,原来电势均为零,每当带电粒子经过A 板预备进入A、B 之间时, A 板电势上升为 +U,B 板电势仍保持为零,粒子在两板间的电场中得到加速；每当粒子离开B板时, A板电势又降为零,粒子在电场的加速下动能不断增大,而在环形磁场中绕行半径不变；如粒子通过 A、B 板的时间不行忽视,就能定性反映 A 板电势 U和环形区域内的磁感应强度 B 随时间 t 变化的

4、关系的是 【答案】 BC 【解析】由题意可知,粒子在加速电场中运动时,两板电势差不变,故场强不变,带电粒子名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载所受电场力不变,加速度不变,而粒子进入电场时的初速度不断变大,就在两板间运动的时2间不断变短；粒子进入磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力充当向心力,即 qvB= mv,解得 rB=mv,随着粒子速度不断增大,且其轨迹半径保持不变,故磁感应强度应不断增大,又由圆 qr周运动规律 T=2R 可知,带电粒子在磁场中运动的周期不断减小,综上知 B、 C 正确, A、D

5、v错误；【题型】多项题【难度】较易4. 现代质谱仪可用来分析比质子重许多倍的离子,其示意图如下列图,其中加速电压恒定质子在入口处从静止开头被加速电场加速,经匀强磁场偏转后从出口离开磁场如某种一价正离子在入口处从静止开头被同一加速电场加速,为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场,需将磁感应强度增加到原先的12 倍此离子和质子的质量比约为 A11 B12 C121 D144 【答案】 D【题型】挑选题【难度】一般名师归纳总结 5. 磁流体发电是一项新兴技术如图表示了它的原理：将一束等离子体 即高温下电离的气体,第 3 页,共 13 页含有大量正、负带电粒子,而从整体来说呈电中性 喷射入磁场,在

6、场中有两块金属板A、B,这时金属板上就会集合电荷,产生电压假如射入的等离子体速度均为v,板间距离为d,板平面的面积为S,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于速度方向,负载电阻为R,电离气- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载体布满两板间的空间,其电阻率为 ,当发电机稳固发电时,A、B 就是一个直流电源的两个电极以下说法正确选项 A图中 A 板是电源的负极 BA、B 间的电压即为该发电机的电动势 C正对面积 S 越大,该发电机电动势越大 D电阻 R越大,该发电机输出效率越高【答案】 AD 【题型】多项题【难度】一般6. 粒子回旋加速器的工

7、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,高频沟通电的频率为 f ,加速器的电压为 U,如中心粒子源处产生的质子质量为对论效应,就以下说法正确是 m,电荷量为 +e,在加速器中被加速；不考虑相A. 质子被加速后的最大速度不能超过 2 RfB. 加速的质子获得的最大动能随加速电压 U增大而增大C.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 D.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【答案】 AC 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 13 页精选学习资料

8、- - - - - - - - - 【解析】 由半径公式R=mv qB学习好资料欢迎下载T=mv qB=1 f,得最大速可知质子的最大速度v=qBR m,且满意周期度 v=2 fR,可知质子被加速后的最大速度与加速电压U无关, 就其获得的最大动能也与加速电压 U无关,故 A 正确、 B 错误；质子在电场中加速,依据动能定理,第一次通过狭缝时,有qU=1 m 1v,其次次通过狭缝时,2 有 qU=1 m v -1 m 1v,由两式可得 2v2v1= 2 1,故 C正确；2 2 2质子的电荷数和质量数都是 1, 粒子 氦核42He的电荷数为 2,质量数为 4,两种粒子的比荷并不相等,由周期公式 T

9、=2m 可知两种粒qB子的周期也不相等,不转变磁感应强度 B和沟通电的频率 f ,就不满意 粒子做圆周运动的周期与沟通电的周期相等,该加速器就不能加速 粒子,故 D错误；【题型】多项题【难度】一般7. 如下列图,导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间,线圈中电流为 I ,线圈间产生匀强磁场,磁感应强度大小B 与 I 成正比,方向垂直于霍尔元件的两侧面,此时通过霍尔元件的电流为IH,与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压UH满意： UH=kHI B,式中 k 为霍d尔系数, d 为霍尔元件两侧面间的距离；电阻R 远大于RL,霍尔元件的电阻可以忽视,就 A. 霍尔元件前表面的电势低于后表面B.

10、 如电源的正负极对调,电压表将反偏C.IH与 I 成正比名师归纳总结 D.电压表的示数与RL消耗的电功率成正比第 5 页,共 13 页【答案】CD - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载【题型】多项题【难度】较难8. 如下列图,空间中存在一水平方向匀强电场和一水平方向匀强磁场,且电场方向和磁场方向相互垂直；在电磁场正交的空间中有一足够长的固定粗糙绝缘杆,与电场正方向成 60 夹角且处于竖直平面内；一质量为m,带电量为 +q 的小球套在绝缘杆上；初始,给小球一沿杆向下的初速度v0,小球恰好做匀速运动,电量保持不变；已知,磁感应强度大小为B

11、,电场强度大小为 E=3mg,就以下说法正确选项 qA. 小球的初速度为v0=2mg qBB. 如小球的初速度为C.如小球的初速度为D.如小球的初速度为3mg qB,小球将做加速度不断增大的减速运动,最终停止mg qB,小球将做加速度不断增大的减速运动,最终停止mg,就运动中克服摩擦力做功为3 3 m g22 2 q B2qB【答案】 AC 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载得 小 球 的初速度为 v0=2mg,选项 A 正确；如小球的初速度为 3mg,此时 F 洛2mg,小球会受到摩擦qB q

12、B力的作用,该力阻碍小球的运动,故小球的速度会减小,但当小球的速度减小到 v=2mg 时,qB小球受力平稳, 以后小球做匀速运动, 所以选项 B 错误；如小球的初速度为 mg,此时 F 洛0 的区域有垂直于坐标平面对第 11 页,共 13 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载外的匀强磁场,磁感应强度大小为B1；第三象限同时存在着垂直于坐标平面对外的匀强磁场和竖直向上的匀强电场,磁感应强度大小为 B2,电场强度大小为 E；x0 的区域固定一与 x 轴成 30 角的绝缘细杆；一穿在细杆上的带电小球 a 沿细杆匀速滑下,从 N 点恰能沿圆

13、周轨道运动到 x 轴上的 Q点,且速度方向垂直于 x 轴；已知 Q点到坐标原点 O的距离为3 l ,重2力加速度为 g, B17E 1, B2E 5 . 空气阻力忽视不计；10gl 6gl 1 求带电小球 a 的电性及其比荷 q；m2 求带电小球 a与绝缘细杆的动摩擦因数 ；3 当带电小球 a刚离开 N点时,从 y 轴正半轴距原点 O为 h20 l 的 P点 图中未画出 以某3一初速度平抛一个不带电的绝缘小球 b,b 球刚好运动到 x 轴时与向上运动的 a 球相碰,就 b球的初速度为多大？【答案】1g E233 147gl41602 带电小球 a 从 N点运动到 Q点的过程中,设运动半径为R,有： qvB2mv2R名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 由几何关系有学习好资料欢迎下载RRsin 3 2l联立解得 v5gl6带电小球 a 在杆上匀速运动时,由平稳条件有解得： 3 4【题型】运算题【难度】困难mgsin qvB1 mgcos 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 13 页