高三物理一輪復(fù)習(xí)14帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動練習(xí)題

1、高考水準(zhǔn)小試 TOC o 1-5 h z （本欄目內(nèi)容，在學(xué)生用書中以活頁形式分冊裝訂！）. （2009年高考北京理綜）如右圖所示的虛線區(qū)域內(nèi)，充滿垂直于，紙面向里的勻強(qiáng)磁場和豎直向下的勻強(qiáng)電場.一帶電粒子a（不計重力）以一定的初速度由左邊界的O點(diǎn)射入磁場、電場區(qū)域，恰好沿直線由r區(qū)域右邊界的 O點(diǎn)（圖中未標(biāo)出）穿出.若撤去該區(qū)域內(nèi)的磁場而保留電場不變，另一個同樣的粒子b（不計重力）仍以相同初速度由 O點(diǎn) 1射入，從區(qū)域右邊界穿出，則粒子 b（ ）A.穿出位置一定在 O點(diǎn)下方B.穿出位置一定在O點(diǎn)上方C.運(yùn)動時，在電場中的電勢能一定減小D.在電場中運(yùn)動時，動能一定減小【解析】由左手定則判定帶電

2、粒子a所受洛倫茲力的方向， 可知最初時刻粒子所受洛倫茲力與電場力方向相反，若qEwqvB,則洛倫茲力將隨著粒子速度方向和大小的不斷改變而改變.粒子所受電場力qE和洛倫茲力qvB的合力不可能與速度方向在同一直線上，而做直線運(yùn)動，既然在復(fù)合場中粒子做直線運(yùn)動，說明qE=qvB, OO 連線與電場線垂直，當(dāng)撤去磁場時，粒子僅受電場力，做類平拋運(yùn)動，電場力一定做正功， 電勢能減少，動能增加, 故選C. TOC o 1-5 h z 【答案】C.不計重力的負(fù)粒子能夠在如右圖所示的正交勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)、十十 A磁場中勻速直線穿過.設(shè)產(chǎn)生勻弓II電場的兩極板間電壓為U,距離 qiK P X X J為d,勻強(qiáng)磁場

3、的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,粒子電荷量為q,進(jìn)入速度為v,以下說法正確的是（）A.若同時增大 U和B,其他條件不變，則粒子一定能夠直線穿過.若同時減小d和增大v,其他條件不變，則粒子可能直線穿過C.若粒子向下偏能夠飛出極板間，則粒子動能一定減小D.若粒子向下偏能夠飛出極板間，則粒子的動能有可能不變【解析】粒子能夠直線穿過則有q/qvB,即v = M若U、B增大的倍數(shù)不同，粒子不能沿直線穿過， A項(xiàng)錯，同理B項(xiàng)正確；粒子向下偏，電場力做負(fù)功，又W洛=0,所以AEk=0, C項(xiàng)正確.【答案】BC電場線與水平方向成 a角,l做直線運(yùn)動，l與水平方因速度變化洛倫茲力變.如右圖所示，實(shí)線表示在豎直平面內(nèi)勻強(qiáng)電場的

4、電場線， 水平方向的勻強(qiáng)磁場與電場正交，有一帶電液滴沿斜向上的虛線 向成3角，且&則下列說法中錯誤的是（）A.液滴一定做勻變速直線運(yùn)動液滴一定帶正電C.電場線方向一定斜向上D.液滴一定做勻速直線運(yùn)動【解析】 在電磁場復(fù)合區(qū)域粒子一般不會做勻變速直線運(yùn)動, 化，合外力一般也變化.【答案】 A4.如右圖所示，帶電平行金屬板相互正對水平放置，兩板間存在 匚_ _ _三3著水平方向的勻強(qiáng)磁場.一帶電液滴a沿垂直于電場和磁場的方向進(jìn)出入板間后恰好沿水平方向做直線運(yùn)動，在它正前方有一個靜止在絕緣 支架上不帶電的液滴 b.帶電液滴a與液滴b發(fā)生正碰，在極短的時間x k工乂 x x內(nèi)復(fù)合在一起形成帶電液滴 c

5、,若不計支架對液滴 c沿水平方向的作1. * * * 用力，則液滴離開支架后 （）一定做曲線運(yùn)動B.可能做直線運(yùn)動C.可能做勻速圓周運(yùn)動D.電場力對它做正功【解析】 根據(jù)題意可知液滴 a受重力、電場力、洛倫茲力處于平衡狀態(tài)，由電場和磁 場的方向可知，液滴一定帶正電.帶電液滴a與液滴b發(fā)生正碰形成帶電液滴 c后向下的重 力增大而向上的洛倫茲力減小，且電場力大小不變，所以合力應(yīng)向下，所以液滴c離開支架后向下偏轉(zhuǎn)做曲線運(yùn)動.只有 A項(xiàng)正確.【答案】 A5.如右圖所示，空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場和水平方向（垂直紙面向里）的勻強(qiáng)磁場，一粒子在電場力和洛倫茲力共同作用下，從靜止開始自A點(diǎn)沿曲線ACB運(yùn)動，

6、到達(dá)B點(diǎn)時速度為零，C為運(yùn) 動的最低點(diǎn)，不計重力，則以下說法不正確的是（）A.該粒子必帶正電A、B兩點(diǎn)位于同一高度C.粒子到達(dá)C點(diǎn)時的速度最大D.粒子達(dá)到B點(diǎn)后將沿原路返回 A點(diǎn)【解析】在不計重力情況下，粒子從 A點(diǎn)靜止開始向下運(yùn)動，說明粒子受向下的電場力，帶正電，選項(xiàng) A正確.整個過程中只有電場力做功，而 A、B兩點(diǎn)粒子速度都為零, 所以A、B在同一等勢面上， 選項(xiàng)B正確.運(yùn)動到C點(diǎn)時粒子在電場力方向上發(fā)生的位移最 大，電場力做功最多，粒子速度最大，選項(xiàng) C正確.粒子從B點(diǎn)向下運(yùn)動時受向右的洛倫 茲力，將向右偏，故選項(xiàng) D錯.【答案】D.回旋加速器是用來加速帶電粒子的裝置，如右圖所示，它的核

7、心部分是兩個 D形金屬盒，兩盒相距很近， 分別和高頻交流電源相連 接，在兩盒間的窄縫中形成交變電場，使帶電粒子每次通過窄縫都得 到加速.兩盒放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于盒底面，帶電粒子在 磁場中做勻速圓周運(yùn)動，通過兩盒間的窄縫時反復(fù)被加速，直到達(dá)到 最大圓周半徑時通過特殊裝置被引出.如果用同一回旋加速器分別加 速航核（3H）和“粒子（2He）,比較它們所加的高頻交流電源的周期和獲 得的最大動能的大小，下列說法正確的是（）A.加速瓶核的交流電源的周期較大，瓶核獲得的最大動能較大B.加速瓶核的交流電源的周期較大，瓶核獲得的最大動能較小 C.加速瓶核的交流電源的周期較小，瓶核獲得的最大動能較小 D

8、.加速瓶核的交流電源的周期較小，瓶核獲得的最大動能較大【解析】 考查回旋加速器相關(guān)知識.對于粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動，由D型盒半徑，設(shè)為 Ro.則Vm粒子最大動能對應(yīng)最大回旋半徑，而最大半徑同為回旋加速器qBR012q2B2R2-q2 也凹Ekm=,mvm= 2m .可見 Ekm0cm，所以 TOC o 1-5 h z L2-乎”=e/7m- = 1,所以m、Ekm(D)由丁 = -可知，T與史成正比，故加速瓶核Ekm(扇 4e/4 m 3qBq的交流電源的周期較大，獲得的動能較小,【答案】BB正確.電場強(qiáng)度為 E的勻強(qiáng)電場與磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場正交，復(fù) 合場的水平寬度為 d,豎直方向足夠

9、長，如右圖所示.現(xiàn)有一束帶電荷量 為q、質(zhì)量為m的“粒子以不相同的初速度 Vo沿電場方向射入場區(qū)，則 那些能飛出場區(qū)的 a粒子的動能增量 AEk可能為（）lxBqEd B. BC. qEd【解析】 功與路徑無關(guān),【答案】D. 0 帶電粒子可從左側(cè)飛出或從右側(cè)飛出場區(qū),所以從左側(cè)飛出時CDAEk=0,從右側(cè)飛出時,由于洛倫茲力不做功，AEk=Eqd,選項(xiàng) C、電場力做D正確.A. dq(E + B).真空中存在豎直向上的勻強(qiáng)電場和水平方向的勻強(qiáng)磁場，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的物體以速度v在豎直平面內(nèi)做半徑為 R的勻速圓周運(yùn)動, 假設(shè)t=0時刻物體在軌跡最低點(diǎn)且重力勢能為零，電勢能也為零，那么，

10、下列說法正確的是（）A.物體帶正電且逆時針轉(zhuǎn)動B.物體運(yùn)動的過程中，機(jī)械能守恒，且機(jī)械能為E=1v2C.物體運(yùn)動的過程中，重力勢能隨時間的變化關(guān)系為Ep= mgR 1 cosYtRtD.物體運(yùn)動的過程中，電勢能隨時間的變化關(guān)系為E，p=m【解析】 質(zhì)量為m,帶電荷量為q的物體在復(fù)合場內(nèi)做半徑為 R的勻速圓周運(yùn)動，重力等于電場力，勻速圓周運(yùn)動的向心力由洛倫茲力提供， 據(jù)左手定則判定物體帶正電且逆時針轉(zhuǎn)動，選項(xiàng) A正確；物體運(yùn)動的過程中除重力做功外還有電場力做功，故機(jī)械能不守恒，選項(xiàng)B錯誤；物體從軌跡最低點(diǎn)開始經(jīng)時間t上升的高度為h=R, cosRtj,重力做的功為W=一v-cos Rt I,選項(xiàng)

11、C正確；同V 一 一cos Rt J；重力勢能的增加量為Ep=理選項(xiàng)D正確.【答案】ACD一帶電粒子以初速度 vo沿垂直于電場線和磁感線的方向，先后穿過寬度相同且緊鄰 在一起的有明顯邊界的勻強(qiáng)電場 （場強(qiáng)為E）和勻強(qiáng)磁場（磁感應(yīng)強(qiáng)度B）,如圖甲所示.電場和 磁場對粒子做功為 Wn粒子穿出磁場時的速度為V若把電場和磁場正交疊加，如圖乙所示，該粒子仍以初速度 Vo穿過疊加場區(qū)，電場和磁場對粒子做功為W2,粒子穿出場區(qū)時的速度為V2,比較 Wi和W2、V1和V2的大小（V0 V E/B,不計重力）（）W1W2, Vi V2C. W1VW2, V1VV2甲乙Wi = W2, Vi=V2D. Wi= W2, ViV2由于Vg0)的粒子以平行于x軸的速度從y軸上的P點(diǎn)處射入電場，在 x軸上的Q點(diǎn)處進(jìn) 入磁場，并從坐標(biāo)原點(diǎn) O離開磁場.粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡與y軸交于 M點(diǎn).已知 OP = l, OQ=23l.不計重力.求：(i)M點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn) O間的距離；(2)粒子從P點(diǎn)運(yùn)動到M點(diǎn)所用的時間.【解析】(i)帶電粒子在電場中做類平拋運(yùn)動，在 y軸負(fù)方向上做初速度為零的勻加速運(yùn)動，設(shè)加速度的大小為 a,在x軸正方向上做勻速直線運(yùn)動，設(shè)速度為V0,粒子從P點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn)所用的時間為ti,進(jìn)入磁場時速度方向與x軸正方向