复习之课时跟踪训练25

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精新课标2014年高考一轮复习之课时跟踪训练25一、选择题（每小题8分，共72分）1．不计重力的负粒子能够在如右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,粒子带电荷量为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］粒子能够直线穿过，则有qeq\f(U，d)＝qvB，即v＝eq\f(U，Bd)，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ΔEk〈0，C项正确,D项错．［答案］BC2．(2012·洛阳四校联考）下图甲是回旋加速器的原理示意图。其核心部分是两个D型金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中(磁感应强度大小恒定）,并分别与高频电源相连．加速时某带电粒子的动能EK随时间t变化规律如下图乙所示，若忽略带电粒子在电场中的加速时间,则下列判断正确的是()A．高频电源的变化周期应该等于tn－tn－1B．在EK－t图象中t4－t3＝t3－t2＝t2－t1C．粒子加速次数越多,粒子获得的最大动能一定越大D．不同粒子获得的最大动能都相同[解析］高频电源的变化周期应该等于2（tn－tn－1)，选项A错误；由qvB＝mv2/R得R＝mv/qB，粒子获得的最大动能Ek＝eq\f(1，2)mv2＝eq\f(q2B2R2，2m），与加速次数无关,选项C错误．对于同一回旋加速器，半径R一定，磁感应强度B一定，粒子获得的最大动能Ek与粒子电荷量q和质量有关,选项D错误．［答案]B3．目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机．如右图所示表示了它的发电原理：将一束等离子体喷射入磁场，磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压．如果射入的等离子体的初速度为v，两金属板的板长(沿初速度方向）为L,板间距离为d，金属板的正对面积为S,匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于离子初速度方向，负载电阻为R，电离气体充满两板间的空间．当发电机稳定发电时，电流表的示数为I.那么板间电离气体的电阻率为（)A。eq\f（S,d）（eq\f（Bdv，I）－R) B.eq\f（S，d)（eq\f(BLv，I）－R)C.eq\f(S，L)(eq\f（Bdv，I）－R) D。eq\f（S,L）（eq\f(BLv，I)－R)[解析］当发电机稳定时,等离子体做匀速直线运动，所以qvB＝qE＝qeq\f(U,d)，即U＝Bdv，由I＝eq\f(U,R＋r）和r＝ρeq\f（d,S)得ρ＝eq\f(S，d)（eq\f（Bdv，I）－R），故A正确．［答案］A4．如右图所示，有一混合正离子束先后通过正交电场、磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子束在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径又相同,则说明这些正离子具有相同的（）A．动能 B．质量C．电荷量 D．比荷[解析]设电场的场强为E，由于正离子在区域Ⅰ里不发生偏转,则Eq＝B1qv，得v＝eq\f（E,B1)；当正离子进入区域Ⅱ时，偏转半径又相同，所以R＝eq\f（mv，B2q)＝eq\f（m\f（E,B1），B2q)＝eq\f(Em,B1B2q），故选项D正确．［答案］D5．（2011·湖南部分中学调研)如图所示,已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压U加速后,水平进入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B的复合场中(E和B已知），小球在此空间的竖直面内做匀速圆周运动,则()A．小球可能带正电B．小球做匀速圆周运动的半径为r＝eq\f（1,B)eq\r（\f(2UE，g））C．小球做匀速圆周运动的周期为T＝eq\f（2πE,Bg）D．若电压U增大，则小球做匀速圆周运动的周期增加[解析］小球在复合场中做匀速圆周运动,则小球受的电场力和重力满足mg＝Eq，则小球带负电，A错误；因为小球做圆周运动的向心力为洛伦兹力，由牛顿第二定律和动能定理可得：Bqv＝eq\f（mv2，r)，Uq＝eq\f（1,2)mv2,联立两式可得:小球做匀速圆周运动的半径r＝eq\f(1,B）eq\r(\f（2UE,g)),由T＝eq\f（2πr,v）可以得出T＝eq\f(2πE，Bg)，所以B、C正确，D错误．［答案］BC6．如右图所示,一个带正电的滑环套在水平且足够长的粗糙的绝缘杆上，整个装置处于方向如右图所示的匀强磁场中，现给滑环一个水平向右的瞬时作用力，使其开始运动，则滑环在杆上的运动情况不可能的是（）A．始终做匀速运动B．始终做减速运动，最后静止于杆上C．先做加速运动,最后做匀速运动D．先做减速运动，最后做匀速运动［解析]给滑环一个瞬时作用力，滑环获得一定的速度v，当qvB＝mg时，滑环将以v做匀速直线运动，故A正确．当qvB〈mg时，滑环受摩擦阻力做减速运动，直到停下来,故B正确．当qvB>mg时，滑环先做减速运动,当减速到qvB＝mg后，以速度v＝eq\f（mg，qB)做匀速直线运动，故D对．由于摩擦阻力作用，环不可能做加速运动，故C错，应选C。［答案]C7．(2011·江西师大附中、临川联考）如图所示,空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场的方向竖直向下，磁场方向水平(图中垂直纸面向里)，一带电油滴P恰好处于静止状态,则下列说法正确的是（）A．若仅撤去电场，油滴P可能做匀加速直线运动B．若仅撤去磁场，油滴P可能做匀加速直线运动C．若给油滴P一初速度,油滴P不可能做匀速直线运动D．若给油滴P一初速度,油滴P可能做匀速圆周运动［解析］考查带电体在匀强电场、匀强磁场以及重力场的复合场中的运动．油滴P能处于静止状态，说明受到的重力和电场力平衡，电场力竖直向上，油滴P带负电荷．若仅撤去电场，刚开始油滴P在重力作用下产生速度，相应油滴P受到磁场产生的洛伦兹力，油滴P不可能做匀加速直线运动，A错误;若仅撤去磁场，油滴P受到的重力和电场力恒定，始终平衡，油滴P将做匀速直线运动或保持静止状态,不可能做匀加速直线运动,B错误；给油滴P一个初速度时，若速度方向垂直纸面,洛伦兹力为零，油滴P所受合外力为零，则油滴P将垂直纸面做匀速直线运动,故C错误;同理给油滴P的初速度平行纸面的任何方向时，重力和电场力的合力为零，油滴P相当于只受到洛伦兹力作用，将会做匀速圆周运动，D正确．［答案]D8．如右图所示，粗糙的足够长的竖直木杆上套有一个带电的小球,整个装置处在由水平匀强电场和垂直于纸面向外的匀强磁场组成的足够大的复合场中，小球由静止开始下滑，在整个运动过程中小球的v－t图象如下图所示，其中错误的是（）［解析]小球下滑过程中，qE与qvB反向，开始下落时qE>qvB，所以a＝eq\f（mg－μqE－qvB,m)，随下落速度v的增大a逐渐增大；当qE〈qvB之后，其a＝eq\f(mg－μqvB－qE,m），随下落速度v的增大a逐渐减小;最后a＝0小球匀速下落，故图C正确，A、B、D错误．[答案］ABD9．(2011·皖南八校联考)带电小球以一定的初速度v0竖直向上抛出，能够达到的最大高度为h1；若加上水平方向的匀强磁场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h2，若加上水平方向的匀强电场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h3，如右图所示，不计空气阻力，则(）A．h1＝h2＝h3 B．h1>h2〉h3C．h1＝h2>h3 D．h1＝h3〉h2［解析］由竖直上抛运动的最大高度公式得：h1＝eq\f（v\o\al（2,0），2g）。当小球在磁场中运动到最高点时,小球应有水平速度，由能量守恒定律得：mgh2＋Ek＝eq\f(1,2）mveq\o\al(2，0)＝mgh1，所以h1>h2。当加上电场时，由运动的分解可知：在竖直方向上有,veq\o\al(2,0)＝2gh3,所以h1＝h3.［答案］D二、非选择题(共28分)10．（14分)(2010·福建高考)如图所示的装置，左半部为速度选择器，右半部为匀强的偏转电场．一束同位素离子流从狭缝S1射入速度选择器，能够沿直线通过速度选择器并从狭缝S2射出的离子,又沿着与电场垂直的方向,立即进入场强大小为E的偏转电场，最后打在照相底片D上．已知同位素离子的电荷量为q(q〉0），速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为E0的匀强电场和磁感应强度大小为B0的匀强磁场，照相底片D与狭缝S1、S2的连线平行且距离为L，忽略重力的影响．（1)求从狭缝S2射出的离子速度v0的大小；（2）若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度v0方向飞行的距离为x，求出x与离子质量m之间的关系式(用E0、B0、E、q、m、L表示）．［解析］(1)能从速度选择器射出的离子满足qE0＝qv0B0①∴v0＝eq\f(E0,B0)②(2)离子进入匀强偏转电场E后做类平抛运动，则x＝v0t③L＝eq\f（1，2)at2④由牛顿第二定律得qE＝ma⑤由②③④⑤解得x＝eq\f(E0,B0)eq\r(\f(2mL，qE））.［答案]（1)v0＝eq\f（E0,B0)（2）x＝eq\f(E0,B0）eq\r(\f（2mL,qE)）11．（14分）(2010·山东高考）如图所示,以两虚线为边界，中间存在平行纸面且与边界垂直的水平电场，宽度为d，两侧为相同的匀强磁场,方向垂直纸面向里．一质量为m、带电量＋q、重力不计的带电粒子，以初速度v1垂直边界射入磁场做匀速圆周运动，后进入电场做匀加速运动,然后第二次进入磁场中运动，此后粒子在电场和磁场中交替运动．已知粒子第二次在磁场中运动的半径是第一次的二倍，第三次是第一次的三倍，以此类推．求（1）粒子第一次经过电场的过程中电场力所做的功W1.（2)粒子第n次经过电场时电场强度的大小En.（3)粒子第n次经过电场所用的时间tn.（4）假设粒子在磁场中运动时,电场区域场强为零．请画出从粒子第一次射入磁场至第三次离开电场的过程中，电场强度随时间变化的关系图线（不要求写出推导过程，不要求标明坐标刻度值）．[解析］(1）设磁场的磁感应强度大小为B，粒子第n次进入磁场时的半径为Rn,速度为vn，由牛顿第二定律得qvnB＝meq\f（v\o\al(2，n），Rn)①由①式得vn＝eq\f(qBRn,m)②因为R2＝2R1，所以v2＝2v1③对于粒子第一次在电场中的运动,由动能定理得W1＝eq\f（1，2）mveq\o\al（2,2)－eq\f(1,2）mveq\o\al(2,1)④联立③④式得W1＝eq\f（3mv\o\al(2,1），2)⑤(2）粒子第n次进入电场时速度为vn，出电场时速度为vn＋1，有vn＝nv1，vn＋1＝（n＋1)v1⑥由动能定理得qEnd＝eq\f(1，2)mveq\o\al(2，n＋1）－eq\f(1，2)mveq\o\al(2,n）⑦联立⑥⑦式得En＝eq\f(2n＋1mv\o\al（2，1)，2qd）⑧(3）设粒子第n次在电场中运动的加速度为an，由牛顿第二定律得qEn＝man⑨由运动学公式得vn＋1－vn＝antn⑩联立⑥⑧⑨⑩式得tn＝eq\f(2d，2n＋1v1)⑪(4)如下图所示：［答案］（1）W1＝eq\f（3mv\o\al(2,1）,2）（2）En＝eq\f(2n＋1mv\o\al(2，1），2qd）（3)tn＝eq\f(2d，2n＋1v1）(4）见解析拓展题:（2011·三门模拟）某塑料球成型机工作时，可以喷出速度v0＝10m/s的塑料小球,已知喷出小球的质量m＝1.0×10－4kg,并且在喷出时已带了q＝1.0×10－4C的负电荷，如下图所示,小球从喷口飞出后，先滑过长d＝1.5m的水平光滑的绝缘轨道，而后又过半径R＝0.4m的圆弧形竖立的光滑绝缘轨道．今在水平轨道上加上水平向右的电场强度为E的匀强电场，小球将恰好从圆弧轨道的最高点M处水平飞出；若再在圆形轨道区域加上垂直于纸面向里的匀强磁场后，小球将恰好从圆形轨道上与圆心等高的N点脱离轨道落入放在地面上接地良好的金属容器内，g＝10m/s2,求:(1)所加电场的电场强度E；(2）所加磁场的磁感应强度B.［解析](1)设小球在M点的速率为v1，只加电场时对小球在M点由牛顿第二定律得：mg＝meq