高考物理二轮复习 专题检测试题第11讲 带电粒子在电场.doc

第11讲带电粒子在电场、磁场中的运动1(双选)如图3213所示，在粒子散射实验中，图中虚线表示金箔中某个原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个粒子的运动轨迹从a经过b运动到c的过程中()图3213a粒子的动能先增大后减小b粒子的电势能先增大后减小c粒子受到的电场力先增大后减小d粒子运动的加速度先减小后增大2(双选，2011年佛山二模)如图3214所示，平行板电容器充电后形成一个匀强电场，大小保持不变让质子(h)流以不同初速度，先后两次垂直电场射入，分别沿a、b轨迹落到极板的中央和边缘，则质子沿b轨迹运动时()a加速度更大b初速度更大c动能增量更大d两次的电势能增量相同图3214图32153如图3215所示，在光滑绝缘的水平面上放置两个带正电的、电量不同的小球q1 和q2，则由静止释放后()a两小球的加速度逐渐增大b两小球的电势能逐渐减少c两小球受到的库仑力不做功d两小球受到的库仑力大小不相等4如图3216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、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3216a滑块受到的摩擦力不变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5(双选，2011年新课标卷)电磁轨道炮工作原理如图3217所示待发射的弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触电流i从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与i成正比通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的方法是()图3217a只将轨道长度l变为原来的2倍b只将电流i增加至原来的2倍c只将弹体质量减至原来的一半d将弹体质量减至原来的一半，轨道长度l变为原来的2倍，其他量不变6(双选，2011年浙江卷)利用如图3218所示的装置可以选择一定速度范围内的带电粒子图中板mn上方是磁感应强度大小为b、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上有两条宽度分别为2d和d的缝，两缝近端相距为l.一束质量为m、电荷量为q，具有不同速度的粒子从宽度为2d的缝垂直于板mn进入磁场，对于能够从宽度为d的缝射出的粒子，下列说法正确的是()图3218a粒子带正电b射出粒子的最大速度为c保持d和l不变，增大b，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大d保持d和b不变，增大l，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大7如图3219所示，一个理想边界为pq、mn的匀强磁场区域，磁场宽度为d，方向垂直纸面向里一电子从o点沿纸面垂直pq以速度v0进入磁场若电子在磁场中运动的轨道半径为2d，o在mn上，且oo与mn垂直，则下列判断正确的是()图3219a电子将向右偏转b电子打在mn上的点与o点的距离为dc电子打在mn上的点与o点的距离为dd电子在磁场中运动的时间为8(双选，2012年江苏卷)如图3220所示，mn是磁感应强度为b的匀强磁场的边界，一质量为m、电荷量为q的粒子在纸面内从o点射入磁场，若粒子的初速度为v0，最远可落在边界上的a点，下列说法正确的有()图3220a若粒子落在a点的左侧，其速度一定小于v0b若粒子落在a点的右侧，其速度一定大于v0c若粒子落在a点左右两侧d的范围内，其速度不可能小于v0d若粒子落在a点左右两侧d的范围内，其速度不可能大于v09(2011年广州一模)如图3221所示，绝缘地面上有长为l0.4 m的匀强电场区域，场强e6105 n/c，方向水平向左，不带电的物块b静止在电场边缘的o点，带电量q5108 c、质量为ma1102 kg的物块a在距o点s2.25 m处以v05 m/s的水平初速度向右运动，再与b发生碰撞，假设碰撞前后a、b构成的系统没有动能损失，a的质量是b的k(k1)倍，a、b与绝缘地面的动摩擦因数都为0.2，物块均可视为质点，且a的电荷量始终不变，取g10 m/s2.(1)求a到达o点与b碰撞前的速度大小；(2)求碰撞后瞬间，a与b的速度大小；(3)讨论k在不同数值范围时，电场力对a做的功图322110如图3222所示，在一个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径a2a4为边界的两个半圆形区域、中，a2a4与a1a3的夹角为60.一质量为m、带电量为q的粒子以某一速度从区的边缘点a1处沿与a1a3成30角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于a2a4的方向经过圆心o进入区，最后再从a4处射出磁场已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t，求区和区中磁感应强度的大小(忽略粒子的重力)图32221bc2.bd3.b4.c5bd解析：利用动能定理有billmv2，bki，解得v.6bc解析：由左手定则可判断粒子带负电，故a错误；由题意知，粒子的最大半径rmax、粒子的最小半径rmin，根据r，可得vmax、vmin，则vmaxvmin，故b、c正确，d错误7d解析：电子从o点垂直进入匀强磁场后做圆周运动，由左手定则知，粒子向左偏转，故a错误；又知道半径为2d，有界磁场的宽度为d，由公式r，可得圆心在o点左边且与o点相距2d，设粒子由a点射出磁场，如图21所示，由几何关系知ao(2)d，所以b、c错误；电子在磁场中运动的时间tt，d正确图218bc解析：当粒子以速度v0垂直于mn进入磁场时，最远可落在a点，若粒子落在a点的左侧，速度不一定小于v0，可能方向不垂直，落在a点的右侧，速度一定大于v0，所以a错误，b正确；若粒子落在a点的左侧处，则垂直mn进入磁场时，轨迹直径为2road，即oad，已知oa，解得vv0，不垂直mn进入磁场时，vv0，所以c正确，d错误9解：(1)设碰撞前a的速度为v，由动能定理magsmav2mav得v4 m/s.(2)设碰撞后瞬间a、b速度分别为va、vb，且向右为正方向，由于是弹性碰撞，所以有mavmavambvbmav2mavmbv联立方程并将makmb及v4 m/s代入得va m/svb m/s.(3)如果a能从电场右边界离开，必须满足mavmaglqel联立方程并代入数据得k3电场力对a做功为weqel510861050.4 j1.2102 j.如果a不能从电场右边界离开电场，必须满足：mavmaglqel联立方程并代入数据得k3考虑到k1，所以在1k3范围内a不能从电场右边界离开又qe3102 nmg2102 n所以a会返回并从电场的左侧离开，整个过程中电场力做功为0，即we0.10解：设粒子的入射速度为v，已知粒子带正电，故它在磁场中先顺时针做圆周运动，再逆时针做圆周运动，最后从a4点射出，用b1、b2、r1、r2、t1、t2分别表示在磁场区、区的磁感应强度、轨道半径和周期，有图22qvb1mqvb2mt1t2设圆形区域的半径为r，如图22所示，已知带电粒子过圆心且垂直a3a4进入区磁场，连接a1a2，a1