【优化方案】高考物理一轮复习 第十一章第三节 带电粒子在复合场中的运动课时作业（含试题）.doc

【优化方案】2014届高考物理一轮复习 第十一章第三节 带电粒子在复合场中的运动课时作业（含2013试题）人教版一、选择题1.(2013广州模拟)不计重力的负粒子能够在如图所示的正交匀强电场和匀强磁场中匀速直线穿过设产生匀强电场的两极板间电压为u，距离为d，匀强磁场的磁感应强度为b，粒子电荷量为q，进入速度为v，以下说法正确的是()a若同时增大u和b，其他条件不变，则粒子一定能够直线穿过b若同时减小d和增大v，其他条件不变，则粒子可能直线穿过c若粒子向下偏，能够飞出极板间，则粒子动能一定减小d若粒子向下偏，能够飞出极板间，则粒子的动能有可能不变解析：选bc.粒子能够直线穿过，则有qqvb即v，若u、b增大的倍数不同，粒子不能沿直线穿过，a项错；同理b项正确；粒子向下偏，电场力做负功，又w洛0，所以ek0，c项正确，d项错2.(2013西城区抽样)如图是磁流体发电机的原理示意图，金属板m、n正对着平行放置，且板面垂直于纸面，在两板之间接有电阻r.在极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场当等离子束(分别带有等量正、负电荷的离子束)从左向右进入极板时，下列说法中正确的是()an板的电势高于m板的电势bm板的电势高于n板的电势cr中有由b向a方向的电流dr中有由a向b方向的电流解析：选bd.根据左手定则可知正电荷向上极板偏转，负电荷向下极板偏转，则m板电势高于n板电势m板相当于电源的正极，那么r中有由a向b方向的电流，据以上分析可知本题正确选项为b、d.3.(2013东城区高三调研)如图所示，一根光滑的绝缘斜槽连接一个竖直放置的半径为r0.50 m的圆形绝缘光滑槽轨槽轨处在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度b0.50 t有一个质量m0.10 g、带电荷量为q1.6103 c的小球在斜轨道上某位置由静止自由下滑，若小球恰好能通过最高点，则下列说法中正确的是(重力加速度取10 m/s2)()a小球在最高点只受到洛伦兹力和重力的作用b小球从初始静止到达最高点的过程中机械能守恒c若小球到最高点的线速度为v，则小球在最高点时的关系式mgqvbm成立d小球滑下初位置离轨道最低点高度为h m解析：选abd. 根据题意，由于小球在运动的过程中，轨道光滑，且洛伦兹力不做功，则其机械能守恒，选项b正确；在圆周运动的过程中，洛伦兹力的方向沿半径向外，若小球恰好能通过最高点，则小球和轨道之间没有正压力作用，小球在最高点只受到洛伦兹力和重力的作用，选项a正确；小球在最高点时由牛顿第二定律有mgbqvm，选项c错误；对全过程应用机械能守恒定律有mghmg2rmv2，解得初位置离轨道最低点高度为h m，d正确4.(2010高考江苏卷)如图所示，在匀强磁场中附加另一匀强磁场，附加磁场位于图中阴影区域，附加磁场区域的对称轴oo与ss垂直a、b、c三个质子先后从s点沿垂直于磁场的方向射入磁场，它们的速度大小相等，b的速度方向与ss垂直，a、c的速度方向与b的速度方向间的夹角分别为、，且.三个质子经过附加磁场区域后能到达同一点s，则下列说法中正确的有()a三个质子从s运动到s的时间相等b三个质子在附加磁场以外区域运动时，运动轨迹的圆心均在oo轴上c若撤去附加磁场，a到达ss连线上的位置距s点最近d附加磁场方向与原磁场方向相同解析：选cd.洛伦兹力对粒子始终不做功，由于a、b、c三个质子射入磁场时的速度大小相等，所以它们进入磁场后速度大小始终不变，显然弧长最长的c运动时间最长，a运动时间最短，选项a错；撤去附加磁场后三个质子均做匀速圆周运动，其中质子b轨迹为半圆，由于，通过画图可看出a到达ss连线上位置距s点最近，b到达ss连线上的位置离s点最远，选项c正确；比较a、b两质点，b在附加磁场中运动的弧长比a在附加磁场中运动的弧长长，但它们均从同一位置s离开磁场，故附加区域合磁场磁感应强度比原磁场磁感应强度大，因此附加磁场方向与原磁场方向相同，选项d正确由于附加磁场区域的合磁场磁感应强度比原磁场的强，附加区域质子运动半径小，故未进入附加磁场之前的圆心位置在oo轴右方，从附加磁场出来后的圆心在oo左侧(如图)选项b错误5.(2013福州调研)如图所示，在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，电荷量为q的液滴在竖直面内做半径为r的匀速圆周运动，已知电场强度为e，磁感应强度为b，则油滴的质量和环绕速度分别为()a.，b.，cb ， d.，解析：选d.液滴要在这种复合场中做匀速圆周运动，从受力的角度来看，一是要满足恒力的合力为零，即qemg，有m.二是洛伦兹力提供向心力bqv，则可得v，d正确6.(2013珠海质检)一束几种不同的正离子组成的离子束，垂直射入有正交的匀强磁场和匀强电场区域里，离子束保持原运动方向未发生偏转接着进入另一匀强磁场，发现这些离子分成几束，如图所示对这些正离子，可得出结论()a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它们的荷质比一定各不相同解析：选d.在电磁场中，正离子受到的洛伦兹力f洛与电场力f电相等，从而做直线运动，有eqqvb1，v，即所有正离子速度都相同，当正离子进入磁场b2中时，r，正离子分成几束，则r不同，荷质比一定各不相同，d正确7.如图所示，xoy坐标平面在竖直面内，x轴沿水平方向，y轴正方向竖直向上，在图示空间内有垂直于xoy平面的水平匀强磁场一带电小球从o点由静止释放，运动轨迹如图中曲线关于带电小球运动，下列说法中正确的是()aoab轨迹为半圆b小球运动至最低点a时速度最大c小球在oab过程中所受的洛伦兹力先增大后减小d小球在a点时受到的洛伦兹力与重力大小相等解析：选bc.带电小球在重力作用下开始加速，且由于速度的变化，带电小球所受的洛伦兹力将发生变化，故小球不可能做圆周运动，a错误；洛伦兹力不做功，所以小球运动至最低点a时速度最大，b正确；小球在oab过程中，由于带电小球的速率先增大，再减小，所以带电小球所受的洛伦兹力先增大，再减小，c正确；由曲线运动的特点可知小球在a点时受到的洛伦兹力大于重力，d错误8.(2013东城区检测)质量为m、带电量为q的小物块，从倾角为的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向里的匀强磁场中，磁感应强度为b，如图所示若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法中正确的是()a小物块一定带正电荷b小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动c小物块在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动d小物块在斜面上下滑过程中，当小物块对斜面压力为零时的速率为解析：选bd.小物块沿斜面下滑对斜面作用力为零时受力分析如图所示，小物块受到重力g和垂直于斜面向上的洛伦兹力f，故小物块带负电荷，a错误；小物块在斜面上运动时合力等于mgsin保持不变，做匀加速直线运动，b正确，c错误；小物块在斜面上下滑过程中，当小物块对斜面压力为零时有qvbmgcos，则有v，d正确9.(2013连云港模拟)如图所示为一个质量为m、电荷量为q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为b的匀强磁场中，不计空气阻力，现给圆环向右的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图象可能是图中的()解析：选ad.由左手定则可判断洛伦兹力方向向上，圆环受到竖直向下的重力、垂直杆的弹力及向左的摩擦力，当洛伦兹力初始时刻小于重力时，弹力方向竖直向上，圆环向右减速运动，随着速度减小，洛伦兹力减小，弹力越来越大，摩擦力越来越大，故做加速度增大的减速运动，直到速度为零而处于静止状态，选项中没有对应图象；当洛伦兹力初始时刻等于重力时，弹力为零，摩擦力为零，故圆环做匀速直线运动，a正确；当洛伦兹力初始时刻大于重力时，弹力方向竖直向下，圆环做减速运动，速度减小，洛伦兹力减小，弹力减小，在弹力减小到零的过程中，摩擦力逐渐减小到零，故做加速度逐渐减小的减速运动，摩擦力为零时，开始做匀速直线运动，d正确10一重力不计的带电粒子以水平初速度v0(v0w2c一定是w1w2，也可能是w1w2.b项正确二、非选择题11.(2012高考新课标全国卷)如图，一半径为r的圆表示一柱形区域的横截面(纸面)在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场，一质量为m、电荷量为q的粒子沿图中直线在圆上的a点射入柱形区域，在圆上的b点离开该区域，离开时速度方向与直线垂直圆心o到直线的距离为r.现将磁场换为平行于纸面且垂直于直线的匀强电场，同一粒子以同样速度沿直线在a点射入柱形区域，也在b点离开该区域若磁感应强度大小为b，不计重力，求电场强度的大小解析：粒子在磁场中做圆周运动，设圆周的半径为r，由牛顿第二定律和洛伦兹力公式得qvbm式中v为粒子在a点的速度过b点和o点作直线的垂线，分别与直线交于c和d点由几何关系知，线段、和过a、b两点的轨迹圆弧的两条半径(未画出)围成一正方形因此r设x，由几何关系得rxr联立式得rr再考虑粒子在电场中的运动设电场强度的大小为e，粒子在电场中做类平抛运动设其加速度大小为a，由牛顿第二定律和带电粒子在电场中的受力公式得qema粒子在电场方向和直线方向所走的距离均为r，由运动学公式得rat2rvt式中t是粒子在电场中运动的时间联立式得e .答案：12(2011高考重庆卷)某仪器用电场和磁场来控制电子在材料表面上方的运动如图所示，材料表面上方矩形区域ppnn充满竖直向下的匀强电场，宽为d；矩形区域nnmm充满垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为b，长为3s，宽为s；nn为磁场与电场之间的薄隔离层一个电荷量为e、质量为m、初速为零的电子，从p点开始被电场加速经隔离层垂直进入磁场，电子每次穿越隔离层，运动方向不变，其动能损失是每次穿越前动能的10%，最后电子仅能从磁场边界mn飞出，不计电子所受重力(1)求电子第二次与第一次圆周运动半径之比；(2)求电场强度的取值范围；(3)a是mn的中点，若要使电子在a、m间垂直于am飞出，求电子在磁场区域中运动的时间解析：(1)设圆周运动的半径分别为r1、r2rn、rn1第一和第二次圆周运动速率分别为v1和v2，动能分别为ek1和ek2.由：ek20.8