高考理科综合物理第9章第3讲

1、第九章第 3 讲一、选择题 (在题中给出的选项中，第13 题只有一项符合题目要求，第46 题有多项符合题目要求) 1(2017 届上海模拟 )如图所示， 某种带电粒子由静止开始经电压为u1的电场加速后射入水平放置、电势差为u2的两块导体板间的匀强电场中带电粒子沿平行于两板的方向从两板正中间射入， 穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场中则粒子射入磁场和射出磁场的m、n 两点间的距离d 随着 u1或 u2的变化情况为(不计重力，不考虑边缘效应 )() a仅增大 u1，d 将增大b仅增大u1，d 将减小c仅增大 u2， d 将增大d仅增大 u2，d 将减小【答案】 a 【解析】 对于加

2、速过程，有qu112mv20，得v02qu1m.带电粒子在电场中做类平抛运动，可将射出电场的粒子速度v 分解成初速度方向与加速度方向设出射速度与水平夹角为 ，则有v0v cos .而在磁场中做匀速圆周运动，设运动轨迹对应的半径为r.由几何关系可得，半径与直线mn 夹角正好等于 ，则有d2rcos ，所以 d2rv0v.又因为半径公式rmvqb，则有 d2mv0qb2b2mu1q.故 d 随 u1变化， d 与 u2无关，仅增大u1，d 将增大，故a 正确，b、c、d 错误故选a2(2017 届广东模拟 )如图所示，质量为m 带电量为 q 的带电粒子以初速度v0垂直进入相互正交、 场强为 e 的

3、匀强电场和磁感应强度为b 的匀强磁场中， 并从 p 点离开该区域，此时侧向位移为y.粒子重力不计，则() a粒子在 p 点所受的电场力一定比磁场力大b粒子在p 点的加速度为qe qv0bmc粒子在p 点的动能为12mv20qyed粒子在 p 点的动能为12mv20 qeyqv0by【答案】 c 3(2017 届武威校级模拟)如图所示，在真空中，上区域中有竖直向上的匀强电场b 和竖直向下的匀强电场e；下区域中有竖直向下的匀强电场，大小为2e，其电场线分布如图所示有一带负电的微粒，从上区域沿平行电场线方向以速度v0匀速下落并进入下区域(该区域的电场足够广)在下图所示的速度时间图像中，符合粒子在电场

4、内运动情况的是(以v0方向为正方向)() 【答案】 c 【解析】 微粒在上面的电场中匀速下落，受重力和电场力平衡，进入下面电场，电场力变大根据牛顿第二定律，微粒具有向上的加速度，所以微粒做匀减速运动到0，又返回做匀加速直线运动，进入上面的电场又做匀速直线运动，速度大小仍然等于v0.故 c 正确， a、b、d 错误4(2017 届淮安模拟 )如图所示，含有11h、21h、42he 的带电粒子束从小孔o1处射入速度选择器，沿直线o1o2运动的粒子在小孔o2处射出后垂直进入偏转磁场，最终打在p1、 p2两点则 () a打在 p1点的粒子是42he b打在 p2点的粒子是21h 和42he co2p2

5、的长度是o2p1长度的 2 倍d粒子在偏转磁场中运动的时间都相等【答案】 bc 【解析】 带电粒子在沿直线通过速度选择器时，电场力与洛伦兹力大小相等方向相反，即 qvbqe，所以 veb.可知从粒子速度选择器中射出的粒子具有相等的速度带电粒子在磁场中做匀速直线运动，洛伦兹力提供向心力，所以qvbmv2r，故rmvqbmqvb.可知粒子的比荷越大，则运动的半径越小，所以打在p1点的粒子是11h，打在 p2点的粒子是21h 和42he.故 a 错误， b 正确由题中的数据可得，11h 的比荷是21h 和42he 的比荷的2 倍，所以11h 的轨道的半径是21h 和42he 的半径的12倍，即 o2

6、p2的长度是o2p1长度的 2 倍，故 c 正确粒子运动的周期t2 rv2 mqb， 三种粒子的比荷不相同，所以粒子在偏转磁场中运动的时间不相等，故 d 错误故选bc5(2017 届银川模拟 )如图所示，已知甲空间中没有电场、磁场；乙空间中有竖直向上的匀强电场； 丙空间中有竖直向下的匀强电场；丁空间中有垂直纸面向里的匀强磁场四个图中的斜面相同且绝缘，相同的带负电小球从斜面上的同一点o 以相同初速度v0同时沿水平方向抛出，分别落在甲、乙、丙、丁图中斜面上a、b、c、d 点(图中未画出 )小球受到的电场力、洛伦兹力都始终小于重力，不计空气阻力则() ao、c 之间距离大于o、b 之间距离b小球从抛

7、出到落在斜面上用时相等c小球落到b 点与 c 点速度大小相等d从 o 到 a 与从 o 到 d，合力对小球做功相同【答案】 ac 【解析】 带电小球在乙图中受到竖直向下的电场力与重力，而在丙图中受到竖直向上的电场力与重力根据类平抛运动规律，则有v0t12at2cot .当加速度越大时，所用时间越短，因此 ob 间距小于oc 间距，故a 正确由题意可知，甲图带电小球做平抛运动，由a 分析可知，运动的时间介于乙图与丙图之间，故b 错误根据a 分析，则有v0t12at2cot ，那么vyat2v0tan ，则有它们的竖直方向的速度相等根据矢量的合成法则可得，小球落到b点与 c 点速度大小相等，故c

8、正确由于洛伦兹力作用下，则竖直方向的加速度小于g，则使得竖直方向的速度小于甲图的平抛竖直方向的速度又因为洛伦兹力不做功，则球从 o到 a 重力做的功小于球从o 到 d 做的功， 因此合力对小球做功不同，故 d 错误 故选 ac 6(2017 届福建模拟 )如图所示是选择密度相同、大小不同的纳米粒子的一种装置待选粒子带正电且电量与其表面积成正比待选粒子从o1进入小孔时可认为速度为零，加速电场区域的板间电压为u，粒子通过小孔o2射入正交的匀强电场磁场区域，其中磁场的磁感应强度大小为b，左右两极板间距为d.区域出口小孔o3与 o1、o2在同一竖直线上若半径为r0，质量为 m0，电量为 q0的纳米粒子

9、刚好能沿直线通过，不计纳米粒子重力，则() a区域的电场与磁场的强度比值为2q0um0b区域左右两极板的电势差u1bdq0um0c若纳米粒子的半径r r0，则刚进入区域的粒子仍将沿直线通过d若纳米粒子的半径rr0，仍沿直线通过， 则区域的电场与原电场强度之比为r0r【答案】 ad 二、非选择题7如图所示，带电平行金属板相距为2r.在两板间有垂直纸面向里、磁感应强度为b的圆形匀强磁场区域，与两板及左侧边缘线相切一个带正电的粒子(不计重力 )沿两板间中心线 o1o2从左侧边缘o1点以某一速度射入，恰沿直线通过圆形磁场区域，并从极板边缘飞出，在极板间运动时间为t0.若撤去磁场，质子仍从o1点以相同速

10、度射入，则经t02时间打到极板上(1)求两极板间电压u；(2)若两极板不带电，保持磁场不变，该粒子仍沿中心线o1o2从 o1点射入欲使粒子从两板左侧间飞出，射入的速度应满足什么条件？【答案】 (1)8r2bt0(2)0v221 rt08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 且电荷量为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35r.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【答案】14qb2r5m【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qvbmv2r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ac、bc 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 ac bc r 设 cd x，由几何关系得ac 45