《2018年高考物理总复习配餐作业27带电粒子在复合场中的运动》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018年高考物理总复习配餐作业27带电粒子在复合场中的运动（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、从不放松对“三个代表”等党和国家政治方针的学习，每天收看听闻，关心国家大事，积极参加党组织的各种活动，在工作一年后，荣誉地为由一名中国共产党预备党员成为正式党员，实现了我多年的愿望(二十七)带电粒子在复合场中的运动A组基础巩固题1(2017东城区统测)如图所示，界面MN与水平地面之间有足够大的正交的匀强磁场B和匀强电场E，磁感线和电场线互相垂直。在MN上方有一个带正电的小球由静止开始下落，经电场和磁场到达水平地面。若不计空气阻力，小球在通过电场和磁场的过程中，下列说法中正确的是()A小球做匀变速曲线运动B小球的电势能保持不变C洛伦兹力对小球做正功D小球动能的增量等于其电势能和重力势能减少量的总
2、和解析带电小球在刚进入复合场时受力如图所示，则带电小球进入复合场后做曲线运动，因为速度会发生变化，洛伦兹力就会跟着变化，所以小球不可能做匀变速曲线运动，选项A错误；根据电势能公式Epq知只有带电小球竖直向下做直线运动时，电势能才保持不变，选项B错误；洛伦兹力的方向始终和速度方向垂直，所以洛伦兹力不做功，选项C错误；从能量守恒角度分析，选项D正确。答案D2(2017东北联考)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
3、射出磁场的M、N两点间的距离d随着U1和U2的变化情况为(不计重力，不考虑边缘效应)()Ad随U1变化，d与U2无关Bd与U1无关，d随U2变化Cd随U1变化，d随U2变化Dd与U1无关，d与U2无关解析设带电粒子在加速电场中被加速后的速度为v0，根据动能定理有qU1mv。设带电粒子从偏转电场中出来进入磁场时的速度大小为v，与水平方向的夹角为，如图所示，在磁场中有r，v，而d2rcos ，联立各式解得d2，因而选项A正确。答案A3如图所示，在x轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，x轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度为的匀强磁场，一带负电的粒子从原点O以与x轴成30角斜向上的速度v
4、射入磁场，且在x轴上方运动，半径为R。则下列说法正确的是()A粒子经偏转一定能回到原点OB粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为21C粒子完成一次周期性运动的时间为D粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴前进3R解析由r可知，粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为12，所以B错误；粒子完成一次周期性运动的时间tT1T2，所以C错误；粒子第二次射入x轴上方磁场时沿x轴前进lR2R3R，粒子经偏转不能回到原点O，所以A错误、D正确。答案D4(2017中卫模拟)(多选)如图所示，金属板放在垂直于它的匀强磁场中，当金属板中有电流通过时，在金属板的上表面A和下表面A之间会出现电势差，这种现象称
5、为霍尔效应。若匀强磁场的磁感应强度为B，金属板宽度为h、厚度为d，通有电流I，稳定状态时，上、下表面之间的电势差大小为U。已知电流I与导体单位体积内的自由电子数n、电子电荷量e、导体横截面积S和电子定向移动速度v之间的关系为IneSv。则下列说法正确的是()A在上、下表面形成电势差的过程中，电子受到的洛仑兹力方向向上B达到稳定状态时，金属板上表面A的电势高于下表面A的电势C只将金属板的厚度d减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为D只将电流I减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为解析电流向右、磁场向内，根据左手定则，安培力向上；电流是电子的定向移动形成的，故洛伦兹力也向上
6、，故上极板聚集负电荷，下极板带正电荷，故下极板电势较高，故A正确，B错误；电子最终达到平衡，有：evBe，则：UvBh。电流的微观表达式：InevSnevhd，则：v，代入得：U，只将金属板的厚度d减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为2U，故C错误；只将电流I减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为，故D正确。答案AD5(多选)如图所示，虚线空间中存在由匀强电场E和匀强磁场B组成的正交或平行的电场和磁场(图中实线为电场线)，有一个带正电小球(电荷量为q，质量为m)从正交或平行的电磁复合场上方的某一高度自由落下，那么，带电小球可能沿直线通过的是() A B C D解析带电
7、小球进入复合场时受力情况： A B C D其中只有C、D两种情况下合外力可能为零或与速度的方向相同，所以有可能沿直线通过复合场区域，A项中洛伦兹力随速度v的增大而增大，所以三力的合力不会总保持在竖直方向，合力与速度方向将产生夹角，做曲线运动，所以A错。答案CD6如图所示，竖直平面内有一固定的光滑绝缘椭圆大环，水平长轴为AC，竖直短轴为ED。轻弹簧一端固定在大环的中心O，另一端连接一个可视为质点的带正电的小环，小环刚好套在大环上，整个装置处在一个水平向里的匀强磁场中。将小环从A点由静止释放，已知小环在A、D两点时弹簧的形变量大小相等。下列说法中错误的是()A刚释放时，小环的加速度为重力加速度gB
8、小环的质量越大，其滑到D点时的速度将越大C小环从A运动到D，弹簧对小环先做正功后做负功D小环一定能滑到C点解析刚释放时，小环速度为零，洛伦兹力为零，只受重力，加速度为g，A正确。因为在A、D两点时弹簧的形变量相同，且OA长度大于OD，所以OA处于拉伸，OD处于压缩，所以弹簧由伸长变为压缩，弹力先做正功，后做负功，C正确。从A到D过程中洛伦兹力不做功，而弹簧的弹性势能不变，只有重力做功，所以无论小环的质量如何，小环到达D点的速度是一样的，因大环光滑，则小环一定能滑到C点，B错误，D正确。答案BB组能力提升题7(多选)一个带正电的小球穿在一根绝缘粗糙直杆上，杆与水平方向成角，如图所示。整个空间存在
9、着竖直向上的匀强电场和垂直于斜杆方向向上的匀强磁场，小球沿杆向下运动，在A点的动能为100 J，在C点时动能为零，B是AC的中点，在这个运动过程中()A小球在B点的动能是50 JB小球电势能的增加量可能大于重力势能的减少量C小球在AB段克服摩擦力做的功与BC段克服摩擦力做的功相等D到达C点后小球可能沿杆向上运动解析由动能定理：mghqEhWfEk，并注意到由于洛伦兹力随着速度的变化而变化，正压力(或摩擦力)也将随之变化，AB段克服摩擦阻力做的功显然不等于BC段克服摩擦阻力做的功，因此小球在中点B处动能也不是小球初动能的一半。由题意及上述分析可知，电场力Eqmg是完全可能的，故选项B、D正确。答
10、案BD8(2017河南联考)(多选)如图所示，在x轴的上方有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度为E，在x轴的下方等腰三角形CDM区域内有垂直于xOy平面由内向外的匀强磁场，磁感应强度为B，其中C、D在x轴上，C、D、M到原点O的距离均为a，现将一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从y轴上的P点由静止释放，设P点到O点的距离为h，不计重力作用与空气阻力的影响。下列说法正确的是()A若h，则粒子垂直CM射出磁场B若h，则粒子平行于x轴射出磁场C若h，则粒子垂直CM射出磁场D若h，则粒子平行于x轴射出磁场解析粒子从P点到O点经电场加速，Eqhmv2，粒子进入磁场后做匀速圆周运动，Bqvm。(1)若粒子
11、恰好垂直CM射出磁场时，其圆心恰好在C点，如图甲所示，其半径为ra。由以上两式可求得P到O的距离h，A选项正确。(2)若粒子进入磁场后做匀速圆周运动，恰好平行于x轴射出磁场时，其圆心恰好在CO中点，如图乙所示，其半径为ra，由以上两式可得P到O的距离h，D选项正确。答案AD9(多选)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 C小球做匀速圆周运动的周期为TD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
12、合场中做匀速圆周运动，则小球受到的电场力和重力满足mgEq，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，Uqmv 2，联立以上三式可得小球做匀速圆周运动的半径r ，由T可以得出T，与电压U无关，B、C正确，D错误。答案BC10(多选)空间存在一匀强磁场B，其方向垂直纸面向里，另有一个点电荷Q的电场，如图所示，一带电q的粒子以初速度v0从某处垂直电场、磁场入射，初位置到点电荷的距离为r，则粒子在电、磁场中的运动轨迹可能()A以点电荷Q为圆心，以r为半径的在纸平面内的圆周B开始阶段在纸面内向右偏转的曲线C开始阶段在纸面内向左偏转的曲线D沿初速度v
13、0方向的直线解析当电场力大于洛伦兹力时，如果电场力和洛伦兹力的合力刚好提供向心力，选项A正确；如果电场力大于洛伦兹力，选项C正确；当电场力小于洛伦兹力，选项B正确；由于电场力的方向变化，选项D错误。答案ABC11(多选)如图所示，绝缘中空轨道竖直固定，圆弧段COD光滑，对应的圆心角为120，C、D两端等高，O为最低点，圆弧的圆心为O，半径为R；直线段AC、HD粗糙且足够长，与圆弧段分别在C、D端相切。整个装置处于方向垂直于轨道所在的平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，在竖直虚线MC左侧和竖直虚线ND右侧还分别存在着电场强度大小相等、方向水平向右和水平向左的匀强电场。现有一质量为m、电荷量
14、恒为q、直径略小于轨道内径、可视为质点的带正电小球，从轨道内距C点足够远的P点由静止释放。若PCL，小球所受的电场力等于其重力的倍，重力加速度为g，则()A小球在第一次沿轨道AC下滑的过程中，先做加速度减小的加速运动，后做匀速运动B小球在轨道内受到的摩擦力可能大于mgC经足够长时间，小球克服摩擦力做的总功是mgLD小球经过O点时，对轨道的弹力可能为2mgqB解析带电小球沿轨道向下运动时，对小球受力分析，如图所示，由图中几何关系qEmg可知，小球受到的重力、电场力的合力为mg，方向正好沿轨道向下；由牛顿第二定律可得mgqvBma，小球速度v增大，加速度a减小，即小球第一次沿轨道下滑过程中，先做加
15、速度减小的加速运动，由于P点足够高，直到加速度为零时，做匀速直线运动，选项A正确；带电小球在下滑过程中，受到的摩擦力逐渐增加，当加速度为零时，fmaxmg，选项B错误；带电小球在来回运动过程中，由于摩擦力做功，最终会在圆弧COD间运动，运动的最高点为C、D点，对全程，由动能定理可得mgLWf0，WfmgL，故选项C错误；对最终带电小球在圆弧COD间运动，由动能定理可得mgRmv2，在最低点，由向心力公式可得qvBmgFN，联立可得FN2mgqB，选项D正确。答案AD12(多选)如图所示为一个质量为m、电荷量为q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，不计空气阻力，现给圆环向右的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图象可能是图中的()
