高二年物理复合场练习-最后含答案-文档

PAGEPAGE1高二物理电磁场综合练习一．选择题（本题共12小题；每小题给出的四个选项中,只有一个正确选项）1．如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有强度为B0的匀强磁场．下列表述错误的是()A．质谱仪是分析同位素的重要工具B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于eq\f(E,B)D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小2．如图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场．一带电粒子a(不计重力)以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O′点(图中未标出)穿出．若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b(不计重力)仍以相同初速度由O点射入，从区域右边界穿出，则粒子b()A．穿出位置一定在O′点下方B．穿出位置一定在O′点上方C．运动时，在电场中的电势能一定减小D．在电场中运动时，动能一定减小3．如图所示，空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场．一带电粒子在电场力和洛伦兹力共同作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C为运动的最低点，不计重力，则下列说法错误的是()A．该粒子必带正电荷B．A、B两点位于同一高度C．粒子到达C时的速度最大D．粒子到达B点后，将沿原曲线返回A点4．如图所示，一带正电小球穿在一根绝缘的粗糙直杆上，杆与水平方向成θ角，整个空间存在竖直向上的匀强电场和垂直于杆方向斜向上的匀强磁场，小球沿杆向下运动，在A点时的动能为100J，在C点时动能减为零，D为AC的中点，在运动过程中()A．小球在D点时的动能为50JB．小球电势能的增加量等于重力势能的减少量C．小球在AD段克服摩擦力做的功与在DC段克服摩擦力做的功相等D．到达C点后小球可能沿杆向上运动5．如图所示，某一真空室内充满竖直向下的匀强电场E，在竖直平面内建立坐标系xoy，在y<0的空间里有与场强E垂直的匀强磁场B，在y＞0的空间内，将一质量为m的带电液滴（可视为质点）自由释放，此液滴则沿y轴的负方向，以加速度a=2g（g为重力加速度）作匀加速直线运动，当液滴运动到坐标原点时，瞬间被安置在原点的一个装置改变了带电性质（液滴所带电荷量和质量均不变），随后液滴进入y<0的空间内运动．液滴在y<0的空间内运动过程中（）A．重力势能一定是不断减小B．电势能一定是先减小后增大C．动能不断增大D．动能保持不变6.如图所示，有一带电小球，从两竖直的带电平行板上方某高度处自由落下，两板间匀强磁场方向垂直纸面向外，则小球通过电场、磁场空间时（）A．可能做匀加速直线运动B．一定做曲线运动C．只有重力做功D．电场力对小球一定做正功7．如图所示，一个带正电荷的物块m，由静止开始从斜面上A点下滑，滑到水平面BC上的D点停下来．已知物块与斜面及水平面间的动摩擦因数相同，且不计物块经过B处时的机械能损失．先在ABC所在空间加竖直向下的匀强电场，第二次让物块m从A点由静止开始下滑，结果物块在水平面上的D′点停下来．后又撤去电场，在ABC所在空间加水平向里的匀强磁场，再次让物块m从A点由静止开始下滑，结果物块沿斜面滑下并在水平面上的D″点停下来．则以下说法中正确的是() A．D′点一定在D点左侧B．D′点一定与D点重合 C．D″点一定在D点左侧D．D″点一定与D点重合hBCDEF8．如图所示，虚线EF的下方存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B.一带电微粒自离EF为h的高处由静止下落，从BhBCDEFA．微粒受到的电场力的方向一定竖直向上B．微粒做圆周运动的半径为C．从B点运动到D点的过程中微粒的电势能先增大后减小D．从B点运动到D点的过程中微粒的电势能和重力势能之和在最低点C最小9．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，滑动变阻器电阻为R，开关K闭合．两平行极板间有匀强磁场，一带电粒子(不计重力)正好以速度v匀速穿过两板．以下说法正确的是() A．保持开关闭合，将滑片P向上滑动一点，粒子将一定向上偏转 B．保持开关闭合，将滑片P向下滑动一点，粒子将可能从下极板边缘射出 C．保持开关闭合，将a极板向下移动一点，粒子将一定向下偏转 D．如果将开关断开，粒子将继续沿直线穿出等离子体目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机。如图所示表示了它的发电原理：将一束等离子体垂直于磁场方向喷入磁场，在磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压。如果射入的等离子体速度均为v，两金属板的板长为L，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，等离子体充满两板间的空间。当发电机稳定发电时，电流表示数为I，那么板间等离子体的电阻率为()等离子体A. B. C. D.van上表面下表面11.如图所示，一质量为m，电荷量为q的带正电绝缘体物块位于高度略大于物块高的水平宽敞绝缘隧道中。物块上、下表面与隧道上、下表面的动摩擦因数均为μ，整个空间中存在垂直纸面向里，磁感应强度为B的水平匀强磁场，现给物块水平向右的初速度v0，空气阻力忽略不计，物块电荷量不变，隧道足够长，则整运动过程中，物块克服阻力做功不可能是(van上表面下表面A．0B.C.D.12．如图所示，在x轴上方的空间存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B.许多相同的离子，以相同的速率v，由O点沿纸面向各个方向(y>0)射入磁场区域．不计离子所受重力，不计离子间的相互影响．图中曲线表示离子运动的区域边界，其中边界与y轴交点为M，边界与x轴交点为N，且OM＝ON＝L.由此可判断() A．这些离子是带负电的B．这些离子运动的轨道半径为L C．这些离子的荷质比为eq\f(q,m)＝eq\f(v,LB)D．当离子沿y轴正方向射入磁场时会经过N点二．计算题（本题共5小题.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13．如图所示，在磁感应强度为B的水平匀强磁场中，有一足够长的绝缘细棒OO′在竖直面内垂直于磁场方向放置，细棒与水平面夹角为α，一质量为m、带电荷量为+q的圆环A套在OO′棒上，圆环与棒间的动摩擦因数为μ，且μ<tanα。现让圆环A由静止开始下滑，试问圆环在下滑过程中：(1)圆环A的最大加速度为多大?获得最大加速度时的速度为多大?(2)圆环A能够达到的最大速度为多大?14.如图所示，某一真空区域内充满匀强电场和匀强磁场，此区域的宽度d=8cm，电场强度为E，方向竖直向下，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，一电子以一定的速度沿水平方向射入此区域．若电场与磁场共存，电子穿越此区域时恰好不发生偏转；若射入时撤去磁场，电子穿越电场区域时，沿电场方向偏移量y=3.2（1）电子射入时的初速度的表达式；（2）电子比荷的表达式；（3）电子穿越磁场区域后（撤去电场时）的偏转角α。15．如图所示，两块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上。两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面，从喷口连续不断喷出质量均为m、水平速度均为v带相等电荷量的墨滴。调节电源电压至U，墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动；进入电场、磁场共存区域后，最终垂直打在下板的M点。(1)判断墨滴所带电荷的种类，并求其电荷量；(2)求磁感应强度B的值；(3)现保持喷口方向不变，使其竖直下移到两板中间的位置。为了使墨滴仍能到达下板M点，应将磁感应强度调至B’，则B’的大小为多少？16.题目见答题卡。17.题目见答题卡。高二物理电磁场综合答题卡一、选择题题号123456答案题号789101112答案二、计算题13.14.15、16.如图所示，在xOy平面的第一象限有一匀强电场，电场的方向平行于y轴向下，在x轴和第四象限的射线OC之间有一匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直于纸面向外。有一质量为m，带有电荷量+q的质点由电场左侧平行于x轴射入电场。质点到达x轴上A点时，速度方向与x轴的夹角φ，A点与原点O的距离为d。接着，质点进入磁场，并垂直于OC飞离磁场。不计重力影响。若OC与x轴的夹角为φ，求（1）粒子在磁场中运动速度的大小：（2）匀强电场的场强大小。17.如图所示的坐标系，x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向。在x轴上方空间的第一、第二象限内，既无电场也无磁场，第三象限，存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直xy平面（纸面）向里的匀强磁场，在第四象限，存在沿y轴负方向、场强大小与第三象限电场场强相等的匀强电场。一质量为m、电量为q的带电质点，从y轴上y=h处的P1点以一定的水平初速度沿x轴负方向进入第二象限。然后经过x轴上x=－2h处的P2点进入第三象限，带电质点恰好能做匀速圆周运动，之后经过y轴上y=－2h处的P3点进入第四象限。已知重力加速度为g。求：（1）粒子到达P2点时速度的大小和方向；（2）第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小；（3）带电质点在第四象限空间运动过程中最小速度的大小和方向。参考答案题号123456答案DCDDDB题号789101112答案BDBADD13.解析：圆环受力如答图9-3-6所以示，随着速度的增大，洛伦兹力从零逐渐增大，圆环所受的支持力逐渐减小，摩擦力亦减小，所以金属环将做一个加速度逐渐增大的加速运动，达到最大速度vmax后做匀速运动。mgfmgfNF答图9-3-，，且F=qvBf=μN当f=0时，此时N=0，故最大加速度，此时。（2）随着速度继续增大，N反向，当a=0时，圆环达到最大速度vmax，，且F=qvmaxBf′=μN′联立可得：答案：（1），（2）14.解析:（1）电子在复合场中不发生偏转，所受电场力和洛仑兹力平衡：答图9-答图9（2）电子垂直进入匀强电场，向上偏转作类平抛运动：得电子比荷：（3）电子垂直进入匀强磁场作匀速圆周运动，洛仑兹力提供向心力：代入比荷的表达式得由图可知，或答案：（1）（2）（4）15.

解析：（1）墨滴在电场区域做匀速直线运动，有得，由于电场方向向下，电荷所受电场力向上，可知：墨滴带负电荷。

（2）进入电场、磁场共存区域后，重力与电场力平衡，磁场力做匀速圆周运动的向心力，考虑墨滴进入磁场和挡板的几何关系，可知墨滴在该区域恰完成四分之一圆周运动，则半径R=d,由此可得：答图9-3-7

(3)根据题设，墨滴运动轨迹如图，设圆周运动半径为，，由图示可得：得：，联立求得：。答图9-3-

答案：，，16.解析：(1)如答图9-3-7质点在磁场中的轨迹为一圆弧。由于质点飞离磁场时，速度垂直于OC，故圆弧的圆心在OC上。依题意，质点轨迹与x轴的交点为A，过A点作与A点的速度方向垂直的直线，与OC交于O′。由几何关系知，AO′垂直于OC′，O′是圆弧的圆心。设圆弧的半径为R，则有①由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得 ②将①式代入②式，得 ③（2）质点在电场中的运动为类平抛运动。设质点射入电场的速度为v0，在电场中的加速度为a，运动时间为t，则有v0＝vcosφ ④ vsinφ＝at ⑤ d=v0t ⑥联立④⑤⑥得