高考物理大一轮复习 第八章 第3讲 带电粒子在复合场中的运动课时作业-人教版高三全册物理试题.doc

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1、第八章第3讲 带电粒子在复合场中的运动一、选择题(在题后给的选项中，第14题只有一项符合题目要求，第59题有多项符合题目要求)1(2015年金山中考模拟)如图K831所示，在两个水平放置的平行金属板之间，电场和磁场的方向相互垂直一束带电粒子(不计重力)沿直线穿过两板间的空间而不发生偏转则这些粒子一定具有相同的()图K831A质量 B电荷量C速度 D比荷【答案】C【解析】由带电粒子(不计重力)沿直线穿过两板间的空间而不发生偏转，得BqvqE，则v.因B、E恒定，故速度相同， C正确2(2015年珠海摸底)如图K832所示，一束质量、速度和电量不同的正离子垂直地射入匀强磁场和匀强电场正交的区域里，

2、结果发现有些离子保持原来的运动方向，未发生任何偏转如果让这些不发生偏转的离子进入另一匀强磁场中，发现这些离子又分裂成几束，对这些进入后一磁场的离子，可得出结论()图K832A它们的动能一定各不相同B它们的电量一定各不相同C它们的质量一定各不相同D它们的电量与质量之比一定各不相同【答案】D3(2015年山东模拟)如图K833所示，在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，电荷量为q的液滴在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动已知电场强度为E，磁感应强度为B，则液滴的质量和环绕速度分别为()图K833A.， B.，CB， D.，【答案】D【解析】液滴做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，重力和电场力等大、反向，

3、根据qvB，qEmg，解得m，v，故选项D正确4如图K834所示，在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带电荷量为q、质量为m的带电球体，管道半径略大于球体半径整个管道处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，磁感应强度方向与管道垂直现给带电球体一个水平速度v0，则在整个运动过程中，带电球体克服摩擦力所做的功不可能为()图K834A0 B.m2C.mv D.m【答案】B【解析】若带电球体所受的洛伦兹力qv0Bmg，带电球体与管道间没有弹力，也不存在摩擦力，故带电球体克服摩擦力做的功为0，选项A正确；若qv0Bmg，则带电球体开始时受摩擦力的作用而减速，当速度达到v时，带电球体不再受摩擦力的作用，所以

4、克服摩擦力做的功为m，选项D正确5如图K835所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中质量为m、带电量为Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑，在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是()图K835A滑块受到的摩擦力增大B滑块到达地面时的动能与B的大小无关C滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下DB很大时，滑块可能静止于斜面上【答案】AC【解析】滑动受重力、支持力、垂直于斜面向下的洛伦兹力和沿斜面向上的摩擦力4个力的作用初始时刻洛伦兹力为0，滑块在重力和摩擦力的作用下沿斜面向下运动，随着速度v的增大，洛伦兹力qvB增大，滑块受到的弹力增大，引起摩擦力增大，故选项A正

5、确，B错误；当mgsin (mgcos qvB)时，滑块开始做匀速运动，选项D错误综上所述，选项C正确6. (2015年阳西模拟)如图K836所示，从S处发出的电子经加速电压U加速后垂直进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，发现电子流向上极板偏转不考虑电子本身的重力，设两极板间电场强度为E，磁感应强度为B.欲使电子沿直线从电场和磁场区域中通过，只采取下列措施，其中可行的是()图K836A适当减小电场强度EB适当减小磁感应强度BC适当增大加速电场的宽度D适当增大加速电压U【答案】AD【解析】要想使电子沿直线通过，则必须有qvBqE，而电子经过加速电场加速时，qUmv2，现在发现电子向上极板偏转，说

6、明电场力大于洛伦兹力，因此须减小电场力或增大洛伦兹力，选项A、D正确7(2015年江苏模拟)利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域如图K837是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧面会形成电势差UCD，下列说法中正确的是()图K837A电势差UCD仅与材料有关B若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势差UCD0C仅增大磁感应强度时，电势差UCD变大D在测量地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平【答案】BC【解析】电势差UCD恒定时，qvBq，故UCDvBd，即UCD与载流子的运动速度v、磁感应强度B和C、

7、D间距离d有关，A错，C对根据左手定则，自由电子向C侧面偏转，使C侧面带负电，即C侧面电势低，UCD0，B对霍尔元件工作时应使磁感应强度垂直其工作面，故用霍尔元件测赤道上方的磁感应强度时，应将元件的工作面保持竖直，且垂直南北方向，D错8(2015年从化质检)环型对撞机是研究高能粒子的重要装置，带电粒子在电压为U的电场中加速后注入对撞机的高真空圆形的空腔内，在匀强磁场中做半径恒定的圆周运动且局限在圆环空腔内运动，粒子碰撞时发生核反应，关于带电粒子的比荷，加速电压U和磁感应强度B以及粒子运动的周期T的关系，下列说法正确的是()A对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度B越大B对于给定的加

8、速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度B越小C对于给定的带电粒子，加速电压U越大，粒子运动的周期T越小D对于给定的带电粒子，不管加速电压U多大，粒子运动的周期T都不变【答案】BD【解析】根据qU，R，联立消去v可知选项B正确；粒子运动的周期T与加速电压无关，选项D正确9(2015年汕头测评)如图K838为磁流体发电机的原理图，等离子体束(含有正、负离子)以某一速度垂直喷射入由一对磁极CD产生的匀强磁场中，A、B是一对平行于磁场放置的金属板，稳定后电流表中的电流从“”极流向“”极由此可知()图K838AD磁极为N极B正离子向B板偏转C负离子向D磁极偏转D离子在磁场中偏转过程洛伦兹力对其不做功【答

9、案】AD【解析】由电流表中电流的方向，可知金属板A聚集了正离子，金属板B聚集了负离子，说明等离子体束中的正离子受到的洛伦兹力向上，根据左手定则，可知磁场方向由D指向C，D磁极为N极，故A选项正确；因洛伦兹力不做功，故D正确二、非选择题10(2015年广州模拟)如图K839，匀强电场场强E4 V/m，方向水平向左，匀强磁场的磁感应强度B2 T，方向垂直纸面向里，质量m1 kg的带正电物体A，从M点沿绝缘粗糙的竖直墙壁无初速度下滑，它滑行h0.8 m到N点时脱离墙壁做曲线运动，在通过P点瞬间A受力平衡，此时其速度与水平方向成45角，且P点与M点的高度差为H1.6 m，g取10 m/s2.试求：图K

10、839(1)物体A从M到N克服摩擦所做的功；(2)P点到竖直墙壁的距离【答案】(1)6 J(2)0.6 m【解析】(1)物体A，在N点有FN0，qvNBqE，得vN.对物体A从M到N的运动应用动能定理得mghWfmv0，则Wfmghmv6 J.(2)对物体A通过P点的瞬间进行受力分析，45，qEmg，即q2.5 C，cos ，得vP2 m/s，对小物体A从N到P的运动应用动能定理得mg(Hh)qEsmvmv，所以s0.6 m.11如图K8310所示，相距为d、板间电压为U的平行金属板M、N间有垂直纸面向里、磁感应强度为B0的匀强磁场；在pOy区域内有垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场；xO

11、p区域为无场区一正离子沿平行于金属板、垂直于磁场方向射入两板间并做匀速直线运动，从H(0，a)点垂直于y轴进入第象限，经Op上某点离开磁场，最后垂直于x轴离开第象限求：(1)离子在金属板M、N间的运动速度；(2)离子的荷质比；(3)离子在第象限的磁场区域和无场区域内运动的时间之比图K8310【答案】(1)(2)(3)【解析】(1)设带电粒子的质量为m、电量为q，在平行金属板间的运动速度为v，平行金属板间的电场强度为E0.依题意，有qvB0qE0，由匀强电场，有E0，联立解得v.(2)带电粒子进入pOy区域，做匀速圆周运动，设轨道半径为r，有qvBm，依题意，带电粒子进入第象限转过圈后从Op上离

12、开磁场，如图所示，由几何关系有 arrtan 45.联立得.(3)匀速圆周运动的周期T，带电粒子在磁场中的运动时间t1.离子从C出来后做匀速直线运动，设经过x轴上的D点，如图K57所示，由几何关系，有|ar.从C到D的时间t2.联立得.12(2015年惠阳段考)如图K8311所示，有小孔O和O的两金属板正对并水平放置，分别与平行金属导轨连接，、区域有垂直导轨所在平面的匀强磁场金属杆ab与导轨垂直且接触良好，并一直向右匀速运动某时刻ab进入I区域，同时一带正电小球从O孔竖直进入两板间ab在I区域运动时，小球匀速下落；ab从区域右边离开磁场时，小球恰好从O孔离开已知板间距为3d，导轨间距为L，、区

13、域的磁感应强度大小相等、宽度均为d.带电小球质量为m、电量为q，ab运动的速度为v0，重力加速度为g，不计空气阻力求：图K8311(1)磁感应强度的大小；(2)ab在区域运动时，小球的加速度大小；(3)小球进入O孔时的速度v.【答案】(1)(2)2g(3)v0【解析】(1)ab在磁场区域运动时，产生的感应电动势大小为BLv0.金属板间产生的场强大小E.ab在磁场区域运动时，带电小球匀速下落，有mgqE.联立得B.(2)ab在 磁场区域运动时，设小球的加速度为a，依题意，有qEmgma.联立得a2g.(3)依题意，ab分别在、磁场区域运动时，小球在电场中分别做匀速、匀加速和匀速运动，设发生的位移分别为s、s、s；ab进入磁场区域时，小球的运动速度为v.则sv，sv2g2，sv，vv2g，又sss3d.联立可得vv0.