高考物理二轮复习 专题检测试题第8讲 带电粒子在复合场中的运动.doc

第8讲带电粒子在复合场中的运动1(双选)在图3311中虚线所示的区域存在匀强电场和匀强磁场，取坐标如图一带电粒子沿x 轴正方向进入此区域，在穿过此区域的过程中运动方向始终不发生偏转不计重力的影响，电场强度e和磁感应强度b的方向可能是()图3311ae和b都沿x轴正方向be沿y轴正方向，b沿z轴正方向ce沿z轴正方向，b沿y轴正方向de、b都沿z轴正方向2设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，如图3312所示已知一离子在电场力和洛伦兹力的作用下，从静止开始且沿曲线acb运动，到达b点时，速度为零，c点为最低点，不计重力，以下说法错误的是()图3312a离子必带正电荷ba点和b点位于同一高度c离子在c点时速度最大d离子到b点后，将沿曲线返回a点3如图3313所示，一个带正电的摆球，在水平匀强磁场中摆动，摆动平面与磁场垂直，当摆球分别从左侧和右侧运动到最低位置时，具有相同的物理量是()图3313a摆球受到的磁场力 b悬线对摆球的拉力c摆球的动量 d摆球的动能4(双选)质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图3314所示，离子源s产生的各种不同的正离子束，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场(初速度可看做为零)，到达记录它的照相底片p上设离子在p上的位置到入口处s1的距离为x，可以判断()a若离子束是同位素，则x越大，离子质量越大b若离子束是同位素，则x越大，离子质量越小c只要x相同，则离子质量一定相同d只要x相同，则离子的荷质比一定相同图3314图33155(双选)磁流体发电是一项新兴技术它可以把气体的内能直接转化为电能如图3315所示的是它的示意图平行金属板a、b之间有一个很强的匀强磁场，磁感应强度为b.将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子)垂直于 b的方向喷入磁场，每个离子的速度为v，电荷量大小为q，a、b两板间距为d，稳定时下列说法正确的是()a图中a板是电源的正极 b图中b板是电源的正极c电源的电动势为bvd d电源的电动势为bvq6如图3316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，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一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()图3316a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7(双选)某制药厂的污水处理站的管道中安装了如图3317所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，在垂直于上下底面方向加磁感应强度为b的匀强磁场，在前后两个面的内侧固定有金属板作为电极，当含有大量正负离子(其重力不计)的污水充满管口从左向右流经该装置时，利用电压表所显示的两个电极间的电压u，就可测出污水流量q(单位时间内流出的污水体积)则下列说法正确的是()a后表面的电势一定高于前表面的电势b若污水中正负离子数相同，则前后表面的电势差为零c流量q越大，两个电极间的电压u越大d污水中离子数越多，两个电极间的电压u越大图3317图33188如图3318所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，电场和磁场相互垂直在电磁场区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球o点为圆环的圆心，a、b、c为圆环上的三个点，a点为最高点，c点为最低点，ob沿水平方向已知小球所受电场力与重力大小相等现将小球从环的顶端a点由静止释放下列判断正确的是()a当小球运动的弧长为圆周长的时，洛伦兹力最大b当小球运动的弧长为圆周长的时，洛伦兹力最大c小球从a点到b点，重力势能减小，电势能增大d小球从b点运动到c点，电势能增大，动能先增大后减小9图3319甲是质谱仪的工作原理示意图设法使某有机化合物的气态分子导入图中的a容器，使它受到电子束轰击，失去一个电子成为正一价的离子离子从狭缝以很小的速度进入电压为u的加速电场区(初速度不计)，加速后再通过狭缝s2从小孔g垂直于mn射入偏转磁场，该偏转磁场是一个以直线mn为上边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度为b.离子经偏转磁场后，最终到达照相底片上的h点(图中未画出)，测得g、h间的距离为d，粒子的重力可忽略不计，试求：(1)该粒子的比荷；(2)若偏转磁场是半径为d的圆形区域，且与mn相切于g点，如图乙所示，其他条件不变仍保证上述粒子从g点垂直于mn进入偏转磁场，最终仍然到达照相底片上的h点，则磁感应强度的比值为多少？图331910(2011年佛山二模)如图3320所示，质量m0.015 kg的木块q放在水平桌面上的a点a的左边光滑，右边粗糙，与木块间的动摩擦因数0.08.在如图的两条虚线之间存在竖直向上的匀强电场和水平向里的匀强磁场，场强分别为e20 n/c、b1 t场区的水平宽度d0.2 m，竖直方向足够高带正电的小球p，质量m0.03 kg，电荷量q0.015 c，以v00.5 m/s的初速度向q运动与q发生正碰后，p在电、磁场中运动的总时间t1.0 s不计p和q的大小，p、q碰撞时无电量交换，重力加速度取g10 m/s2，计算时取3，试求：(1)通过受力分析判断碰后p球在电、磁场中做什么性质的运动(2)p从电、磁场中出来时的速度(3)p从电、磁场中出来的时刻，q所处的位置图332011(2010年海南卷)图3321中左边有一对平行金属板，两板相距为d，电压为u；两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为b0，方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里图中右边有一半径为r、圆心为o的圆形区域，区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为b，方向垂直纸面向里一电荷量为q的正离子沿平行于金属板面、垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿同一方向射出平行金属板之间的区域，并沿直径ef方向射入磁场区域，最后从圆形区域边界上的g点射出已知弧所对应的圆心角为，不计重力求：(1)离子速度的大小(2)离子的质量图33211ab2.d3.d4.ad5bc解析：根据左手定则判断出，正离子偏向b板，所以b板是电源的正极；因最后离子匀速运动，由平衡条件得qqvb，故电源的电动势为bvd.6d7ac解析：根据左手定则判断出，正离子偏向后表面，使得后表面的电势高于前表面的电势，所以a正确；由qqvb和qvbc，得u，所以c正确8d图309解：(1)由动能定理有qumv2又r，qvb得.(2)粒子在磁场b中的运动轨迹如图30所示，设goh，带电粒子在磁场中运动半径为r.则tan ，即60则ho2op，即dr2r，得rd因为其他条件不变，由牛顿第二定律qvbm，qvbm联立以上两式，得1.5.10解：(1)p进入电场、磁场后，受电场力、重力、洛伦兹力三力作用电场力fqe0.3 n重力gmg0.3 n可见电场力与重力大小相等、方向相反，二力平衡故相当于p在电场、磁场中只受洛伦兹力作用，做匀速圆周运动(2)由qvbm图31得r周期t代入数据得t12 s由已知条件，有t1.0 st，故p的轨迹圆心角30由图31可知，轨迹半径r0.4 m联立解得v0.2 m/s.(3)p和q碰撞时，系统动量守恒，有mv0mvmv解得v0.6 m/s对q应用牛顿第二定律，有mgma得a0.8 m/s2q停下前运动的时间t0.75 s由于tt，说明p离开电、磁场时，q已经停下故位移s0.225 m即q停留在右方距初始位置a点0.225 m处11解：(1)由题设知，离子在平行金属板之间做匀速直线运动，它所受到的向上的磁场力和向下的电场力平衡qvb0qe0式中，v是离子运动速度的大小，e0是平行金属板之间