高考物理 能力梯级提升思维高效训练 4.9带电粒子在组合场、复合场中的运动.doc

能力梯级提升思维高效训练带电粒子在组合场、复合场中的运动一、单项选择题1.(2012秦皇岛模拟)如图所示,两平行金属板的间距等于极板的长度,现有重力不计的正离子束以相同的初速度v0平行于两板从两板正中间射入.第一次在两极板间加恒定电压,建立场强为e的匀强电场,则正离子束刚好从上极板边缘飞出.第二次撤去电场,在两板间建立磁感应强度为b、方向垂直于纸面的匀强磁场,正离子束刚好从下极板边缘飞出,则e和b的大小之比为( )a.v0 b.v0 c.v0 d.v02.美国物理学家劳伦斯于1932年发明的回旋加速器，应用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点，能使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量，使人类在获得高能量带电粒子方面前进了一步.如图为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限制在a、c板间，如图所示.带电粒子从p0处以速度v0沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入d形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动.对于这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是( )a带电粒子每运动一周被加速两次b带电粒子每运动一周p1p2=p2p3c.加速粒子的最大速度与d形盒的尺寸有关d.加速电场方向需要做周期性的变化3.(2012烟台模拟)如图所示，一个带电小球穿在一根绝缘的粗糙直杆上，杆与水平方向成角，整个空间存在着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从a点由静止开始沿杆向下运动，在c点时速度为4 m/s，b是a、c的中点，在这个运动过程中( )a.小球通过b点时的速度小于2 m/sb.小球在ab段克服摩擦力做的功与在bc段克服摩擦力做的功相等c.小球的电势能一定增加d.小球从b到c重力与电场力做的功可能等于克服阻力做的功二、多项选择题4.(2012西城区模拟)如图所示的空间中存在着正交的匀强电场和匀强磁场，从a点沿ab、ac方向绝缘地抛出两带电小球，关于小球的运动情况，下列说法中正确的是( )a.从ab、ac抛出的小球都可能做直线运动b.只有沿ab抛出的小球才可能做直线运动c.做直线运动的小球带正电，而且一定是做匀速直线运动d.做直线运动的小球机械能守恒5.(2012九江模拟)如图所示，从离子源发射出的正离子，经加速电压u加速后进入相互垂直的电场(e方向竖直向上)和磁场(b方向垂直纸面向外)中，发现离子向上偏转.要使此离子沿直线通过电磁场，需要( )a.增加e，减小b b.增加e，减小uc.适当增加u d.适当减小e6.(2012南京模拟)如图所示，abc为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中ab为倾斜直轨道，bc为与ab相切的圆形轨道，并且圆形轨道处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里质量相同的甲、乙、丙三个小球中，甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电现将三个小球在轨道ab上分别从不同高度处由静止释放，都恰好通过圆形轨道的最高点，则( ) a.经过最高点时，三个小球的速度相等b.经过最高点时，甲球的速度最小c.甲球的释放位置比乙球的高d.运动过程中三个小球的机械能均保持不变三、计算题7.(2012泉州模拟)如图所示，在平面直角坐标系xoy内，第象限的等腰直角三角形mnp区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，yv3v2,a、b错误，c、d正确.7.【解析】(1)粒子运动轨迹如图所示，粒子在电场中运动的过程中，由平抛运动规律及牛顿运动定律得2hv0t, h;qema,解得e(2)粒子到达o点时，沿y轴正方向的分速度vyat=v0速度方向与x轴正方向的夹角满足tan=1，=45粒子从mp的中点垂直于mp进入磁场，垂直于np射出磁场，粒子在磁场中的速度vv0轨道半径rh由qvb得b(3)粒子在磁场中的运动时间t答案：(1) (2) (3)8.【解析】（1）t=0时刻进入两板间的带电粒子在电场中做匀变速曲线运动，t0时刻刚好从下极板边缘射出，在y轴负方向偏移的距离为，则有qe=ma联立以上各式解得两板间电压为(2)时刻进入两板间的带电粒子，前时间在电场中偏转，后时间两板间没有电场，带电粒子做匀速直线运动.带电粒子沿x轴方向的分速度大小为带电粒子离开电场时沿y轴负方向的分速度大小为带电粒子离开电场时的速度大小为设带电粒子离开电场进入磁场做匀速圆周运动的半径为r，则有联立各式解得(3)2t0时刻进入两板间的带电粒子在磁场中运动时间最短.带电粒子离开电场时沿y轴正方向的分速度为设带电粒子离