貴州省屆高三物理復(fù)習(xí)測試：38帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)

1、II精誠凝聚7=成就夢想鑼點(diǎn)亮心燈/(AvA)照亮人生鑼鑼點(diǎn)亮心燈/(AvA)照亮人生鑼2012版高三物理一輪復(fù)習(xí)帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)在如圖所示的空間中，存在場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場，同時(shí)存在沿x軸負(fù)方向？磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,一質(zhì)子（電荷量為e）在該空間恰沿y軸正方向以速度v勻速運(yùn)動(dòng).據(jù)此可以判斷出（）質(zhì)子所受電場力大小等于eE,運(yùn)動(dòng)中電勢能減小；沿z軸正方向電勢升高質(zhì)子所受電場力大小等于eE,運(yùn)動(dòng)中電勢能增大；沿z軸正方向電勢降低質(zhì)子所受電場力大小等于evB,運(yùn)動(dòng)中電勢能不變；沿z軸正方向電勢升高質(zhì)子所受電場力大小等于evB,運(yùn)動(dòng)中電勢能不變；沿z軸正方向電勢降低解析：根據(jù)粒子勻速運(yùn)動(dòng)特

2、點(diǎn)可知，電場力等于洛倫茲力粒子沿著等勢線運(yùn)動(dòng)，故電勢能不變，電場方向沿z軸向下，故ABD錯(cuò),C正確.答案:C如圖所示,帶電平行金屬板相互正對水平放置，兩板間存在著水平方向的勻強(qiáng)磁場帶電液滴a沿垂直于電場和磁場的方向進(jìn)入板間后恰好沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)，在它正前方有一個(gè)靜止在絕緣小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(shí)間內(nèi)復(fù)合在一起形成帶電液滴c.若不計(jì)支架對液滴c沿水平方向的作用力，則液滴c離開支架后（）A.一定做曲線運(yùn)動(dòng)C.可能做直線運(yùn)動(dòng)B.D.可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)電場力對其做正功解析：液滴a在電？磁場中做勻速運(yùn)動(dòng),有mig=Bqva+qE,與液滴b復(fù)合過程中動(dòng)量守恒:ma

3、va=(mb+na)v,剛碰后c受到的向上的作用力qE+BqvqE+Bqv=mag(ma+nm)g,故此液滴要做曲線運(yùn)動(dòng)，電場力做負(fù)功,A對,C?D錯(cuò).在勻強(qiáng)復(fù)合場中帶點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)要求恒力的合力為零，洛倫茲力提供向心力，故B錯(cuò)誤答案:A如圖所示,套在足夠長的絕緣粗糙直棒上的帶正電小球，其質(zhì)量為m,帶電荷量為q,小球可在棒上滑動(dòng)，現(xiàn)將此棒豎直放入沿水平方向且互相垂直的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場中設(shè)小球電荷量不變，小球由靜止下滑的過程中()小球加速度一直增大小球速度一直增大，直到最后勻速桿對小球的彈力一直減小小球所受洛倫茲力一直增大，直到最后不變解析：小球由靜止加速下滑，f洛=Bqv在不斷增大.

4、開始一段，如圖(a),f洛f電，水平方向有f洛+N=F電，加速度a=mgf,其中f=卩N,隨著速度的不斷增大,f洛增大,彈力N減小，加速m度也增大.當(dāng)f洛=F電時(shí),加速度達(dá)最大.以后如圖（b）f洛F電,水平方向f洛=F電+N,隨著速度的增大,N也不斷增大，摩擦力f=卩N也增大，加速度a=mg一f減小,當(dāng)f=mg時(shí),m加速度a=0,此后小球勻速運(yùn)動(dòng).由以上分析可知，加速度先增大后減小,A錯(cuò),B正確;彈力先減小,后增大,C錯(cuò)；洛倫茲力f洛=Bqv,由v的變化可知D正確.(a)(b)答案:BD如圖有一混合正離子束先后通過正交電場磁場區(qū)域I和勻強(qiáng)磁場區(qū)域n,如果這束正離子束在區(qū)域I中不偏轉(zhuǎn)進(jìn)入?yún)^(qū)域n后

5、偏轉(zhuǎn)半徑又相同則說明這些正離子具有相同的X府IX良A.速度C.電荷B.質(zhì)量D.比荷解析：設(shè)電場的場強(qiáng)為E,由于粒子在區(qū)域I里不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則Eq=Bqv,得=；當(dāng)粒子BiEm進(jìn)入?yún)^(qū)域n時(shí)，偏轉(zhuǎn)半徑又相同，所以R=mvB1Em,故選項(xiàng)A?D正確.BqB?qBiBzq精誠凝聚=A_A=成就夢想精誠凝聚=A_A=成就夢想鑼點(diǎn)亮心燈/(AvA)照亮人生鑼鑼點(diǎn)亮心燈/(AvA)照亮人生鑼答案:AD如圖所示,虛線空間存在由勻強(qiáng)電場E和勻強(qiáng)磁場B組成的正交或平行的電場和磁場有一個(gè)帶正電小球（電荷量為+q,質(zhì)量為m）從正交或平行的電磁混合場上方的某一高度自由落TOC o 1-5 h z下，那么，帶電小球可能沿直

6、線通過下列的哪個(gè)電磁混合場（）A+的mII硏苛IIJI11IIIIJI丄。lRr解析:帶電小球在各復(fù)合場中受力情況如下圖所示,A圖中由于小球所受合力不為零，所以洛倫茲力不恒定，因此水平方向合力不可能保持為零,所以A圖不正確;B圖中垂直紙面向外的I)方向上只有一個(gè)洛倫茲力，所以這種情況下小球也不能沿豎直方向運(yùn)動(dòng)；C圖中小球所受三個(gè)力的合力有可能為零小球可能沿豎直線運(yùn)動(dòng)；D圖中小球只受豎直方向重力和電場力作用定沿豎直線運(yùn)動(dòng)vG答案:CD6.1930年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器，其原理如圖所示.這臺加速器由兩個(gè)銅II精誠凝聚7=成就夢想精誠凝聚=A_A=成就夢想鑼點(diǎn)亮心燈/(AvA)照亮人生

7、鑼鑼點(diǎn)亮心燈/(AvA)照亮人生鑼質(zhì)D形盒D?B構(gòu)成，其間留有空隙，下列說法正確的是（）B離子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器離子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器離子從磁場中獲得能量離子從電場中獲得能量解析：回旋加速器的兩個(gè)D形盒間隙分布周期性變化的電場，不斷地給帶電粒子加速使其獲得能量；而D形盒處分布有恒定不變的磁場，具有一定速度的帶電粒子在D形盒內(nèi)受到磁場的洛倫茲力提供的向心力而做圓周運(yùn)動(dòng)；洛倫茲力不做功故不能使離子獲得能量,C錯(cuò)；離子源在回旋加速器的中心附近所以正確選項(xiàng)為A?D.答案:AD為監(jiān)測某化工廠的污水排放量，技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示的流量計(jì).該裝置由絕緣材料制成，長？寬?高分

8、別為a?b?c，左右兩端開口.在垂直于上下底面方向加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，在前后兩個(gè)內(nèi)側(cè)面分別固定有金屬板作為電極污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時(shí)，電壓表將顯示兩個(gè)電極間的電壓U.若用Q表示污水流量（單位時(shí)間內(nèi)排出的污水體積），下列說法中正確的是（）若污水中正離子較多，則前表面比后表面電勢高若污水中負(fù)離子較多，則前表面比后表面電勢高污水中離子濃度越高電壓表的示數(shù)將越大污水流量Q與U成正比,與a?b無關(guān)解析：由左手定則可判斷出正離子較多時(shí)，正離子受到的洛倫茲力使其向后表面偏轉(zhuǎn)聚集而導(dǎo)致后表面電勢升高，同理負(fù)離子較多時(shí)，負(fù)離子向前表面偏轉(zhuǎn)聚集而導(dǎo)致前表面電勢降低故A?B錯(cuò)誤.設(shè)前后表面間的最高

9、電壓為U，則qU/b=qvB,所以U=vBb,由此可知U與離子濃度無關(guān)，故C錯(cuò)誤.因Q=vbc，而U=vBb，所以Q=Uc/B，D正確.答案:D如圖所示，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，一離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(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零，C為運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)，不計(jì)重力，則（）正電.整個(gè)過程中只有電場力做功而A?B兩點(diǎn)離子速度都為零，所以A?B在同一等勢面上，選該離子必帶正電A?B兩點(diǎn)位于同一高度離子到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度最大離子到達(dá)B點(diǎn)后，將沿原路返回A點(diǎn)，說明離子受向下的電場力，帶解析:在不計(jì)重力情況下，離子從A點(diǎn)由靜止開始向下運(yùn)動(dòng)

10、項(xiàng)B正確.運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)離子在電場力方向上發(fā)生的位移最大，電場力做功最多，離子速度最大選項(xiàng)C正確.離子從B點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)受向右的洛倫茲力，將向右偏，故選項(xiàng)D錯(cuò).答案:ABC9.如圖所示,在水平正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場區(qū)域內(nèi)，有一個(gè)帶電小球A,已知電場強(qiáng)度為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,小球在復(fù)合場區(qū)域中受到的電場力大小恰與它的重力大小相等，要使小球在電磁場中勻速運(yùn)動(dòng)，則小球的速度大小等于,方向?yàn)?XXXXXj3A解析：小球帶正電時(shí)，磁場力的大小等于重力與電場力的合力,方向如圖（甲）所示.亦有則q2qEi詩根據(jù)左手定則，小球速度的方向與磁場力垂直，與E的正向成45角；同理，小球帶負(fù)電時(shí)，V二2E,方向與e正向

11、成135角（如圖乙所示）.B1V2e答案：鼻三B小球帶正電時(shí)，為右上方與E正向成45角；小球帶負(fù)電時(shí)，為左上方與E正向成135角II精誠凝聚7=成就夢想II精誠凝聚7=成就夢想精誠凝聚=A_A=成就夢想鑼點(diǎn)亮心燈/(AvA)照亮人生鑼鑼點(diǎn)亮心燈/(AvA)照亮人生鑼鑼點(diǎn)亮心燈/(AvA)照亮人生鑼10.如圖所示,坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi),在該區(qū)域內(nèi)有場強(qiáng)E=12N/C?方向沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2T?沿水平方向且垂直于xOy平面指向紙里的勻強(qiáng)磁場.一個(gè)質(zhì)量m=410-5kg,電量q=2.5x10-5C帶正電的微粒,在xOy平面內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)到原點(diǎn)O時(shí),撤去磁場，

12、經(jīng)一段時(shí)間后，帶電微粒運(yùn)動(dòng)到了x軸上的P點(diǎn).取g=10m/s2,求：iIfXxXBxEXXXXXXXpX丘XXXXP點(diǎn)到原點(diǎn)O的距離；帶電微粒由原點(diǎn)O運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間.解析:微粒運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)之前要受到重力？電場力和洛倫茲力作用，在這段時(shí)間內(nèi)微粒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，說明三力合力為零.由此可得TOC o 1-5 h zF；二F；(mg)2電場力FE=Eq洛倫茲力FB=Bqv聯(lián)立求解？代入數(shù)據(jù)得v=10m/s微粒運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)之后，撤去磁場，微粒只受到重力？電場力作用，其合力為一恒力，且方向與微粒在O點(diǎn)的速度方向垂直，所以微粒在后一段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)為類平拋運(yùn)動(dòng)，可沿初速度方向和合力方向進(jìn)行分解.tan0=mg3

13、代入數(shù)據(jù)得tan0=Si=VtS2丄Fe2(mg)2t22mOPSiCOST聯(lián)立求解，代入數(shù)據(jù)可得P點(diǎn)到原點(diǎn)O的距離OP=15mO點(diǎn)到P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=12s.答案:(1)15m(2)1.2s11.如圖所示，在xOy平面的第一象限有一勻強(qiáng)電場，電場的方向平行于y軸向下；在x軸和第四象限的射線OC之間有一勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,方向垂直于紙面向外有一質(zhì)量為m,帶有電荷量+q的質(zhì)點(diǎn)由電場左側(cè)平行于x軸射入電場.質(zhì)點(diǎn)到達(dá)x軸上A點(diǎn)時(shí)，速度方向與x軸的夾角為$,A點(diǎn)與原點(diǎn)O的距離為d.接著，質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入磁場，并垂直于OC飛離磁場.不計(jì)重力影響.若OC與x軸的夾角也為$,求精誠凝聚“心成就夢想精誠凝聚

14、“心成就夢想鑼點(diǎn)亮心燈/(AvA)照亮人生鑼鑼點(diǎn)亮心燈/(AvA)照亮人生鑼粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)速度的大??；勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小.解析：(1)質(zhì)點(diǎn)在磁場中的軌跡為一圓弧.由于質(zhì)點(diǎn)飛離磁場時(shí)，速度垂直于0C,故圓弧的圓心在0C上.依題意,質(zhì)點(diǎn)軌跡與x軸的交點(diǎn)為A,過A點(diǎn)作與A點(diǎn)的速度方向垂直的直線,與0C交于0.由幾何關(guān)系知，A0垂直于0C,0是圓弧的圓心.設(shè)圓弧的半徑為R,則有R=dsin$由洛倫茲力公式和牛頓第二定律得2vquB=m將式代入式，得_qBdu=msin$.精誠凝聚=人_人=成就夢想精誠凝聚=人_人=成就夢想鑼點(diǎn)亮心燈/(AvA)照亮人生鑼鑼點(diǎn)亮心燈/(AvA)照亮人生鑼0,在電場中的

15、加速度(2)質(zhì)點(diǎn)在電場中的運(yùn)動(dòng)為類平拋運(yùn)動(dòng).設(shè)質(zhì)點(diǎn)射入電場的速度為u為a,運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,則有u0=uCOS0usin0=atd=uot聯(lián)立得2sincosa=設(shè)電場強(qiáng)度的大小為E,由牛頓第二定律得qE=ma聯(lián)立答案:sinmqBdsin3cos:m12.如圖所示,在坐標(biāo)系xOy中,過原點(diǎn)的直線0C與x軸正向的夾角0=120,在0C右側(cè)有一勻強(qiáng)電場；在第二？三象限內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場，其上邊界與電場邊界重疊?右邊界為y軸?左邊界為圖中平行于y軸的虛線，磁場在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向里一帶正電荷q?質(zhì)量為m的粒子以某一速度自磁場左邊界上的A點(diǎn)射入磁場區(qū)域，并從O點(diǎn)射出，粒子射出磁場的速度方向與

16、x軸的夾角0=30,大小為v.粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡為紙面內(nèi)的一段圓弧且弧的半徑為磁場左右邊界間距的兩倍.粒子進(jìn)入電場后，在電場力的作用下又由O點(diǎn)返回磁場區(qū)域，經(jīng)過一段時(shí)間后再次離開磁場.已知粒子從A點(diǎn)射入到第二次離開磁場所用的時(shí)間恰好等于粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期.忽略重力的影響.求精誠凝聚=A_A=成就夢想精誠凝聚=A_A=成就夢想鑼點(diǎn)亮心燈/(AvA)照亮人生鑼鑼點(diǎn)亮心燈/(AvA)照亮人生鑼粒子經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)速度的方向和A點(diǎn)到x軸的距離；勻強(qiáng)電場的大小和方向；粒子從第二次離開磁場到再次進(jìn)入電場時(shí)所用的時(shí)間解析:(1)設(shè)磁場左邊界與x軸相交于D點(diǎn),與CO相交于O點(diǎn)，由幾何關(guān)系可知，直線00

17、與粒子過0點(diǎn)的速度v垂直.在直角三角形00D中/00D=30.設(shè)磁場左右邊界間距為d,則00=2d.依題可知，粒子第一次進(jìn)入磁場的運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心即為0點(diǎn)，圓弧軌跡所對的圓心角為30,且0A為圓弧的半徑R.由此可知，粒子自A點(diǎn)射入磁場的速度與左邊界垂直.A點(diǎn)到x軸的距離AD=R(1-cos30)精誠凝聚7=成就夢想和精誠凝聚7=成就夢想和II精誠凝聚=八_八=成就夢想鑼點(diǎn)亮心燈/(AvA)照亮人生鑼鑼點(diǎn)亮心燈/(AvA)照亮人生鑼鑼點(diǎn)亮心燈/(AvA)照亮人生鑼2由洛倫茲力公式？牛頓第二定律及圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，得qvB=mVR聯(lián)立式得AD二史1一仝qB(2(2)設(shè)粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為ti12qBT,第一次在磁場中飛行的時(shí)間為ti,有依題意，勻強(qiáng)電場的方向與x軸正向夾角應(yīng)為150.由幾何關(guān)系可知，粒子再次從0點(diǎn)進(jìn)入磁場的速度方向與磁場右邊界夾角為60.設(shè)粒子第二次在磁場中飛行的圓弧的圓心為0,0必定在直線0C