《廣東2011高考物理一輪復習 第八章第三講帶電粒子在復合場中的運動試題》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《廣東2011高考物理一輪復習 第八章第三講帶電粒子在復合場中的運動試題（8頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第八章 第三講 帶電粒子在復合場中的運動 一、單項選擇題(本題共5小題，每小題7分，共35分) 1. 如圖1所示，在勻強電場和勻強磁場共存的區(qū)域內(nèi)，電場的場強為E， 方向豎直向下，磁場的磁感應強度為B，方向垂直于紙面向里，一質(zhì)量 為m的帶電粒子，在場區(qū)內(nèi)的一豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，則可判 斷該帶電質(zhì)點 (　　) 圖1 的正電荷 解析：帶電粒子在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，有m

2、g＝qE，求得電荷量q＝qvB＝mvω得ω＝＝＝v＝，故D錯. 答案：C 2. 目前，世界上正在研究一種新型發(fā)電機叫磁流體發(fā)電機.如圖2所示表示了它的發(fā)電原理：將一束等離子體噴射入磁場，磁場中有兩塊金屬板A、Bv，兩金屬板的板長(沿初速度方向)為L，板間距離為d，金屬板的正對面積為S，勻強磁場的磁感應強度為B，方向垂直于離子初速度方向，負載電阻為R，電離氣體充滿兩板間的空間.當發(fā)電機穩(wěn)定發(fā)電時，電流表的示數(shù)為I.那么板間電離氣體的電阻率為 (　　) 圖2 A.(－R) B.(－R) C.(－

3、R) D.(－R) 解析：當發(fā)電機穩(wěn)定時，等離子體做勻速直線運動，所以qvB＝qE＝q，即U＝Bdv，由I＝和r＝ρ得ρ＝(－R)，故A正確. 答案：A 3. 如圖3所示，有一混合正離子束先后通過正交電場、磁 場區(qū)域Ⅰ和勻強磁場區(qū)域Ⅱ，如果這束正離子束在區(qū)域 Ⅰ中不偏轉，進入?yún)^(qū)域Ⅱ后偏轉半徑又相同，則說明這 些正子具有相同的 (　　) 圖3 A.動能 C.電荷量 解析：設電場的場強

4、為E，由于正離子在區(qū)域Ⅰ里不發(fā)生偏轉，則Eq＝B1qv，得v＝；當正離子進入?yún)^(qū)域Ⅱ時，偏轉半徑又相同，所以R＝＝＝，故選項D正確. 答案：D 4. 一重力不計的帶電粒子以水平初速度v0(v0W2 W1W2，也可能是W1

5、加場時洛倫茲力小于電場力，二力方向相反，所以沿電場方向偏移的距離比第一次僅受電場力時偏移的距離小，且洛倫茲力不做功，故W1>W2.B項正確. 答案：B 5. 如圖5所示，粗糙的足夠長的豎直木桿上套有一個帶電的小球，整個裝 置處在由水平勻強電場和垂直于紙面向外的勻強磁場組成的足夠大的 復合場中，小球由靜止開始下滑，在整個運動過程中小球的v－t圖象如 圖6所示，其中正確的是 (　　) 圖5 圖6 解析：小球下滑過程中，qE與qvB反向，開始下落時qE>qvB，所以a＝， 隨下落速度v的增大a逐漸增大

6、；當qE

7、和增大v，其他條件不變，則粒子可能直線穿過 C.若粒子向下偏，能夠飛出極板間，則粒子動能一定減小 D.若粒子向下偏，能夠飛出極板間，則粒子的動能有可能不變 解析：粒子能夠直線穿過，則有q＝qvB，即v＝，若U、B增大的倍數(shù)不同，粒子 不能沿直線穿過，A項錯，同理B項正確；粒子向下偏，電場力做負功，又W洛＝0， 所以ΔEk<0，C項正確，D項錯. 答案：BC 7. 利用如圖8所示的方法可以測得金屬導體中單位體積內(nèi)的自由電子 數(shù)n，現(xiàn)測得一塊橫截面為矩形的金屬導體的寬為b，厚為d，并加 有與側面垂直的勻強磁場B，當通以圖示方向電流I時，在導體上、 下表面間用電壓表可測得電壓

8、為U.已知自由電子的電荷量為e，則 下列判斷正確的是 (　　) 圖8 解析：畫出平面圖如圖所示，由左手定則可知，自由電子向上表面偏 e＝evB，I＝neSv＝ nebdv得n＝，故D正確，C錯誤. 答案：BD 8. 如圖9所示，一個帶正電的滑環(huán)套在水平且足夠長的粗糙的絕緣 桿上，整個裝置處于方向如圖所示的勻強磁場中，現(xiàn)給滑環(huán)一個 水平向右的瞬時作用力，使其開始運動，則滑環(huán)在桿上的運動情 況可能的是

9、 (　　) 圖9 B.始終做減速運動，最后靜止于桿上 C.先做加速運動，最后做勻速運動 D.先做加速運動，后做減速運動 解析：給滑環(huán)一個瞬時作用力，滑環(huán)獲得一定的速度v，當qvB＝mg時，滑環(huán)將以vqvBmg時，滑環(huán)先做減速運動，當減速到qvB＝mg后，以速度v＝做勻速直線運動，由于摩擦阻力作用，環(huán)不可能做加速運動，故C、D錯. 答案：AB 9. 真空中存在豎直向上的勻強電場和水平方向的勻強磁場，如圖10 所示，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的物體以速度v在豎直平面內(nèi)做半 徑為R的勻速圓周運動，假設t＝0時刻物體在軌跡最低點且重力勢 能為零，電勢

10、能也為零，那么，下列說法正確的是 (　　) 圖10 B.物體運動的過程中，機械能守恒，且機械能為E＝mv2 C.物體運動的過程中，重力勢能隨時間的變化關系為Ep＝mgR(1－cost) D.物體運動的過程中，電勢能隨時間的變化關系為Ep′＝mgR(1－cost) θ角，θ＝，則Ep＝mg(R－Rcosθ)＝mgR(1－cost)，C正確.由于電勢能與重力勢能大小相等且電勢能是負值，故D錯誤. 答案：AC 10. (2009·青島模擬)環(huán)形對撞機是研究高能離子的重要裝置，如圖11所示，正、負

11、離子由靜止經(jīng)過電壓為U的直線加速器加速后，沿圓環(huán)切線方向注入對撞機的真空環(huán)狀空腔內(nèi)，空腔內(nèi)存在著與圓環(huán)平面垂直的勻強磁場，磁感應強度大小為B.兩種帶電粒子將被局限在環(huán)狀空腔內(nèi)，沿相反方向做半徑相等的勻速圓周運動，從而在碰撞區(qū)迎面相撞.為維持帶電粒子在環(huán)狀空腔中的勻速圓周運動，下列說法正確的是 (　　) 圖11 A.對于給定的加速電壓，帶電粒子的比荷越大，磁感應強度B越大 B.對于給定的加速電壓，帶電粒子的比荷越大，磁感應強度B越小 C.對于給定的帶電粒子，加速電壓U越大，粒子運動的周期越小 D.對于給定的帶電粒子，不管加速電壓U多大，粒子運動的周期都不變

12、 解析：在加速器中qU＝mv2，在環(huán)狀空腔內(nèi)做勻速圓周運動的半徑r＝，即r＝ ，所以在半徑不變的條件下越大，B越小，選項B正確；粒子在空腔內(nèi)的周期T ＝，故加速電壓越大，粒子的速率v越大，其周期越小，選項C正確. 答案：BC 三、非選擇題(本題共2小題，共30分) 11. (15分)(2009·天津高考)如圖12所示，直角坐標系xOy位于豎直 平面內(nèi)，在水平的x軸下方存在勻強磁場和勻強電場，磁場的磁 感應強度為B，方向垂直xOy平面向里，電場線平行于y 質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球，從y軸上的A點水平向 圖12 右拋出，經(jīng)x軸上的M點進入電場和磁場，恰能做勻

13、速圓周運動， 從x軸上的N點第一次離開電場和磁場，MN之間的距離為L，小球過M點時的速度方向與x軸正方向夾角為θ.不計空氣阻力，重力加速度為g，求： (1)電場強度E的大小和方向； (2)小球從A點拋出時初速度v0的大??； (3)A點到x軸的高度h. 解析：(1)小球在電場、磁場中恰能做勻速圓周運動，其所受電場力必須與重力平衡，有 qE＝mg ① E＝

14、 ② 重力的方向是豎直向下的，電場力的方向則應為豎直向上，由于小球帶正電，所以電場強度方向豎直向上. (2)小球做勻速圓周運動，O′為圓心，MN為弦長，∠MO′P＝θ， r，由幾何關系知 ＝sinθ ③ 小球做勻速圓周運動的向心力由洛倫茲力提供，設小球做圓周運動的速率為v，有 qvB＝ ④ 由速度的合成與分解知 ＝co

15、sθ ⑤ 由③④⑤式得 v0＝cotθ. ⑥ (3)設小球到M點時的豎直分速度為vy，它與水平分速度的關系為 vy＝v0tanθ ⑦ 由勻變速直線運動規(guī)律知 v＝2gh

16、 ⑧ 由⑥⑦⑧式得h＝. 答案：(1)　方向豎直向上　(2)cotθ (3) 12. (15分)(2010·濟南模擬)某塑料球成型機工作時，可以噴出速 度v0＝10 m/s的塑料小球，已知噴出小球的質(zhì)量m＝1.0×10－4 kg，并且在噴出時已帶了q＝1.0×10－4 C的負電荷，如圖13所示，小球從噴口飛出后，先滑過長d＝1.5 m的水平光滑的絕緣軌道，而后又過半徑R＝0.4 mE的勻強電場， 小球將恰好從圓弧軌道的最高點M處水平飛出；若再在圓形軌道區(qū)域加上垂直于紙面向里的勻強磁場后，小球將恰好從圓形軌道上與圓心等高的N點脫離軌道落入放在地面上接地良好的金屬容器內(nèi)，g＝10 m/s2，求： (1)所加電場的電場強度E； (2)所加磁場的磁感應強度B. 解析：(1)設小球在M點的速率為v1，只加電場時對小球在M點由牛頓第二定律得：mg＝m 在水平軌道上，對小球由動能定理得： qEd＝mv－mv 由以上兩式解之得：E＝32 V/m (2)設小球在N點速率為v2，在N點由牛頓第二定律得：qv2B＝m 從M到N點，由機械能守恒定律得： mgR＋mv＝mv 解得：B＝5 T. 答案：(1)32 V/m　(2)5 T