2014屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第11章3節(jié)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課時(shí)闖關(guān)含解析人教版

1、2014 屆高考物理（大綱版）一輪復(fù)習(xí)闖關(guān)：第 11 章 第 3節(jié) 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（含）一、選擇題1.(2013廣州模擬)不計(jì)重力的負(fù)粒子能夠在的正交勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速直線穿過(guò)設(shè)產(chǎn)生勻強(qiáng)電場(chǎng)的兩極板間電壓為 U，距離為 d，勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(shuō)法正確的是()若同時(shí)增大 U 和 B，其他條件不變，則粒子一定能夠直線穿過(guò)若同時(shí)減小 d 和增大 v，其他條件不變，則粒子可能直線穿過(guò) C若粒子向下偏，能夠飛出極板間，則粒子動(dòng)能一定減小 D若粒子向下偏，能夠飛出極板間，則粒子的動(dòng)能有可能不變UU：選 BC.粒子能夠直線穿過(guò)，則有 q qvB

2、 即 v ，若 U、B 增大的倍數(shù)不同，粒dBd子不能沿直線穿過(guò)，A Ek0，C 項(xiàng)正確，D2.；同理 B 項(xiàng)正確；粒子向下偏，電場(chǎng)力做負(fù)功，又 W 洛0，所以(2013西城區(qū)抽樣)如圖是磁流體發(fā)電機(jī)的原理示意圖，金屬板 M、N 正對(duì)著平行放置，且板面垂直于紙面，在兩板之間接有電阻 R.在極板間有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)當(dāng)?shù)入x子束(分別帶有等量正、負(fù)電荷的離子束)從左向右進(jìn)入極板時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是()AN 板的電勢(shì)高于 M 板的電勢(shì)BM 板的電勢(shì)高于 N 板的電勢(shì)CR 中有由 b 向 a 方向的電流DR 中有由 a 向 b 方向的電流：選 BD.根據(jù)左手定則可知正電荷向上極板偏轉(zhuǎn)，負(fù)電荷向

3、下極板偏轉(zhuǎn)，則 M 板電勢(shì)高于 N 板電勢(shì)M 板相當(dāng)于電源的正極，那么 R 中有由 a 向 b 方向的電流，據(jù)以上分析可知本題正確選項(xiàng)為 B、D.3.，一根光滑的絕緣斜槽連接一個(gè)豎直放置的半徑為 R(2013東城區(qū)高三調(diào)研)0.50 m 的圓形絕緣光滑槽軌槽軌處在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B0.50 T有一個(gè)質(zhì)量 m0.10 g、帶電荷量為 q1.6103 C 的小球在斜軌道上某位置由下滑，若小球恰好能通過(guò)最高點(diǎn)，則下列說(shuō)法中正確的是(重力加速度取 10 m/s2)()A小球在最高點(diǎn)只受到力和重力的作用B小球從初始到達(dá)最高點(diǎn)的過(guò)機(jī)械能守恒v2C若小球到最高點(diǎn)的線速度為 v，則小球在

4、最高點(diǎn)時(shí)的關(guān)系式 mgqvBm R 成立21D小球滑下初位置離軌道最低點(diǎn)高度為 hm20根據(jù)題意，由于小球在運(yùn)動(dòng)的過(guò)：選 ABD.，軌道光滑，且力不做功，則其機(jī)械能守恒，選項(xiàng) B 正確；在圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)，力的方向沿半徑向外，若小球恰好能通過(guò)最高點(diǎn)，則小球和軌道之間沒(méi)有正壓力作用，小球在最高點(diǎn)只受到力v2第二定律有 mgBqvm R ，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；和重力的作用，選項(xiàng) A 正確；小球在最高點(diǎn)時(shí)由1mv2，解得初位置離軌道最低點(diǎn)高度為h21對(duì)全過(guò)程應(yīng)用機(jī)械能守恒定律有mghmg2R220m，D 正確4.(2010高考江蘇卷)，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中附加另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，附加磁場(chǎng)位于圖中陰影區(qū)域，附加磁場(chǎng)區(qū)域的對(duì)

5、稱軸 OO與 SS垂直a、b、c 三個(gè)質(zhì)子先后從 S 點(diǎn)沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入磁場(chǎng)，它們的速度大小相等，b 的速度方向與 SS垂直，a、c 的速度方向與 b 的速度方向間的夾角分別為 、，且 .三個(gè)質(zhì)子經(jīng)過(guò)附加磁場(chǎng)區(qū)域后能到達(dá)同一點(diǎn) S，則下列說(shuō)法中正確的有()A 三個(gè)質(zhì)子從 S 運(yùn)動(dòng)到 S的時(shí)間相等三個(gè)質(zhì)子在附加磁場(chǎng)以外區(qū)域運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心均在 OO軸上若撤去附加磁場(chǎng)，a 到達(dá) SS連線上的位置距 S 點(diǎn)最近附加磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同：選 CD.力對(duì)粒子始終不做功，由于 a、b、c 三個(gè)質(zhì)子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小相等，所以它們進(jìn)入磁場(chǎng)后速度大小始終不變，顯然弧長(zhǎng)最長(zhǎng)的 c 運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)

6、，a 運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短，選項(xiàng) A 錯(cuò)；撤去附加磁場(chǎng)后三個(gè)質(zhì)子均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其中質(zhì)子 b 軌跡為半圓，由于 ，通過(guò)畫(huà)圖可看出 a 到達(dá) SS連線上位置距 S 點(diǎn)最近，b 到達(dá) SS連線上的位置離 S 點(diǎn)最遠(yuǎn)，選項(xiàng) C 正確；比較 a、b 兩質(zhì)點(diǎn)，b 在附加磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)比 a 在附加磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)長(zhǎng)，但它們均從同一位置 S離開(kāi)磁場(chǎng)，故附加區(qū)域合磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度比原磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大，因此附加磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同，選項(xiàng) D 正確由于附加磁場(chǎng)區(qū)域的合磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度比原磁場(chǎng)的強(qiáng)，附加區(qū)域質(zhì)子運(yùn)動(dòng)半徑小，故未進(jìn)入附加磁場(chǎng)之前的圓心位置在 OO軸右方，從附加磁場(chǎng)出來(lái)后的圓心在 OO左側(cè)(如圖)選項(xiàng) B

7、 錯(cuò)誤5.，在互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電荷量為 q 的液滴(2013福州調(diào)研)在豎直面內(nèi)做半徑為 R 的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知電場(chǎng)強(qiáng)度為 E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，則油滴的質(zhì)量和環(huán)繞速度分別為(qE E B)B2qR EA. g ，B.，EBqRqE BgRCBg ， qgRD. g ，E：選 D.液滴要在這種復(fù)合場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從受力的角度來(lái)看，一是要滿足mv2力提供向心力 Bqv R ，則qEBgR恒力的合力為零，即 qEmg，有 m g .二是 D 正確6.v，E(2013質(zhì)檢)一束幾種不同的正離子組成的離子束，垂直射入有正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域里，離子束保持原運(yùn)動(dòng)方向未發(fā)生偏轉(zhuǎn)

8、接著進(jìn)入另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)這些離子分成幾束，對(duì)這些正離子，出結(jié)論()A它們的動(dòng)能一定各不相同 B它們的電量一定各不相同 C它們的質(zhì)量一定各不相同 D它們的荷質(zhì)比一定各不相同：選 D.在電磁場(chǎng)中，正離子受到的力 F 洛與電場(chǎng)力 F 電相等，從而做直線運(yùn)EmvvB1，v ，即所有正離子速度都相同，當(dāng)正離子進(jìn)入磁場(chǎng) B2 中時(shí)，r ，動(dòng)，有B1qB2正離子分成幾束，則 r 不同，荷質(zhì)比一定各不相同，D 正確7.，xOy 坐標(biāo)平面在豎直面內(nèi)，x 軸沿水平方向，y空間內(nèi)有垂直于 xOy 平面的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)一帶電小球從 O 點(diǎn)由方向豎直向上，在圖示，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中曲線關(guān)于帶電小球運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是(

9、 AOAB 軌跡為半圓B小球運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn) A 時(shí)速度最大)C小球在 OAB 過(guò)所受的力先增大后減小力與重力大小相等D小球在 A 點(diǎn)時(shí)受到的：選 BC.帶電小球在重力作用下開(kāi)始加速，且由于速度的變化，帶電小球所受的洛倫茲力將發(fā)生變化，故小球不可能做圓周運(yùn)動(dòng)，A 錯(cuò)誤；力不做功，所以小球運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn) A 時(shí)速度最 所以帶電小球所受的正確；小球在 OAB 過(guò)，由于帶電小球的速率先增大，再減小，力先增大，再減小，C 正確；由曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知小球在 A 點(diǎn)時(shí)受到的8.力大于重力，D 錯(cuò)誤(2013東城區(qū)檢測(cè))質(zhì)量為 m、帶電量為 q 的小物塊，從傾角為 的光滑絕緣斜面上由下滑，整個(gè)斜面置于方向水平向里

10、的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，若帶電小物塊下滑后某時(shí)刻對(duì)斜面的作用力恰好為零，下面說(shuō)法中正確的是( A小物塊一定帶正電荷B小物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)做勻加速直線運(yùn)動(dòng))C小物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)做加速度增大，而速度也增大的變加速直線運(yùn)動(dòng)mgcosD小物塊在斜面上下滑過(guò)，當(dāng)小物塊對(duì)斜面壓力為零時(shí)的速率為Bq：選 BD.小物塊沿斜面下滑對(duì)斜面作用力為零時(shí)受力分析，小物塊受到重力 G 和垂直于斜面向上的力 F，故小物塊帶負(fù)電荷，A 錯(cuò)誤；小物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)合力等于 mgsin 保持不變，做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，B 正確，C 錯(cuò)誤；小物塊在斜面上下滑過(guò)mgcos，當(dāng)小物塊對(duì)斜面壓力為零時(shí)有 qvBmgcos，則有

11、v，D 正確Bq9.為一個(gè)質(zhì)量為 m、電荷量為q 的圓環(huán)，可在水平放置的(2013連云港模擬)足夠長(zhǎng)的粗糙細(xì)桿上滑動(dòng)，細(xì)桿處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，不計(jì)空氣阻力，現(xiàn)給圓環(huán)向右的初速度 v0，在以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)，圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的速度圖象可能是圖中的()：選 AD.由左手定則可判斷力方向向上，圓環(huán)受到豎直向下的重力、垂直桿的彈力及向左的摩擦力，當(dāng)速運(yùn)動(dòng)，隨著速度減小，力初始時(shí)刻小于重力時(shí)，彈力方向豎直向上，圓環(huán)向右減力減小，彈力越來(lái)越大，摩擦力越來(lái)越大，故做加速度增大的運(yùn)動(dòng)，直到速度為零而處于狀態(tài)，選項(xiàng)中沒(méi)有對(duì)應(yīng)圖象；當(dāng)力初始時(shí)刻等力初始時(shí)刻于重力時(shí)，彈力為零，摩擦力為零，故圓環(huán)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，A

12、 正確；當(dāng)大于重力時(shí)，彈力方向豎直向下，圓環(huán)做運(yùn)動(dòng)，速度減小，力減小，彈力減小，在彈力減小到零的過(guò)，摩擦力逐漸減小到零，故做加速度逐漸減小的運(yùn)動(dòng)，摩擦力為零時(shí)，開(kāi)始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，D 正確10一重力不計(jì)的帶電粒子以水平初速度 v0(v0W2一定是 W1W2，也可能是 W1W2.B 項(xiàng)正確二、非選擇題 11.力不做功，故(2012高考新課標(biāo) 卷)如圖，一半徑為 R 的圓表示一柱形區(qū)域的橫截面(紙面)在柱形區(qū)域內(nèi)加一方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為 m、電荷量為 q 的粒子沿圖中直線在圓上的 a 點(diǎn)射入柱形區(qū)域，在圓上的 b 點(diǎn)離開(kāi)該區(qū)域，離開(kāi)時(shí)速度方向與直線垂直圓心 O3到直線的距離為 R.現(xiàn)

13、將磁場(chǎng)換為平行于紙面且垂直于直線的勻強(qiáng)電場(chǎng)，同一粒子以同樣速5度沿直線在 a 點(diǎn)射入柱形區(qū)域，也在 b 點(diǎn)離開(kāi)該區(qū)域若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B，不計(jì)重力，求電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。毫Ｗ釉诖艌?chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)圓周的半徑為 r，由第二定律和力公式得v2 qvBmr 式中 v 為粒子在 a 點(diǎn)的速度過(guò) b 點(diǎn)和 O 點(diǎn)作直線的垂線，分別與直線交于 c 和 d 點(diǎn)由幾何關(guān)系知，線段 ac 、bc和過(guò) a、b 兩點(diǎn)的軌跡圓弧的兩條半徑(未畫(huà)出)圍成一正方形因此 ac bc r設(shè) cd x，由幾何關(guān)系得4ac Rx5322bc R R x 5聯(lián)立式得7r R5再考慮粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為 E，粒子在電場(chǎng)

14、中做類平拋運(yùn)動(dòng)設(shè)其加速度大小為 a，由 qEma第二定律和帶電粒子在電場(chǎng)中的受力公式得粒子在電場(chǎng)方向和直線方向所走的距離均為 r，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得1r at 22rvt式中 t 是粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間聯(lián)立式得14qRB2E.5m14qRB2：5m12(2011高考重慶卷)某儀器用電場(chǎng)和磁場(chǎng)來(lái)控制電子在材料表面上方的運(yùn)動(dòng)如圖所示，材料表面上方矩形區(qū)域PPNN 充滿豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，寬為d；矩形區(qū)域NNMM充滿垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，長(zhǎng)為 3s，寬為 s；NN為磁場(chǎng)與電場(chǎng)之間的薄層一個(gè)電荷量為 e、質(zhì)量為 m、初速為零的電子，從 P 點(diǎn)開(kāi)始被電場(chǎng)加速經(jīng)層垂直進(jìn)入磁場(chǎng)，電子每次穿

15、越層，運(yùn)動(dòng)方向不變，其動(dòng)能損失是每次穿越前動(dòng)能的10%，最后電子僅能從磁場(chǎng)邊界 MN飛出，不計(jì)電子所受重力(1)求電子第二次與第一次圓周運(yùn)動(dòng)半徑之比； (2)求電場(chǎng)強(qiáng)度的取值范圍；(3)A 是 MN的中點(diǎn)，若要使電子在 A、M間垂直于 AM飛出，求電子在磁場(chǎng)區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：(1)設(shè)圓周運(yùn)動(dòng)的半徑分別為 R1、R2Rn、Rn1第一和第二次圓周運(yùn)動(dòng)速率分別為 v1 和 v2，動(dòng)能分別為 Ek1 和 Ek2.mv1mv21122由：Ek20.81Ek1，R1 Be ，REk1 mv，Ek22mv2 Be ，122得：R2R1910.(2)設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度為 E，第一次到達(dá)層前的速率為 v.1mv1mv12,22由：eEd 0.9 mv，R s11