《云南省峨山2018届高三上学期物理周检测四：力与物体的曲线运动（二）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《云南省峨山2018届高三上学期物理周检测四：力与物体的曲线运动（二）（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、韩老师编辑力与物体的曲线运动(二)电场、磁场中的曲线运动一、选择题(14题为单项选择题，57题为多项选择题)1.如图1所示，垂直纸面向里的匀强磁场足够大，两个不计重力的带电粒子同时从A点在纸面内沿相反方向垂直虚线MN运动，经相同时间两粒子又同时穿过MN，则下列说法正确的是()图1A两粒子的电荷量一定相等，电性可能不同B两粒子的比荷一定相等，电性可能不同C两粒子的动能一定相等，电性也一定相同D两粒子的速率、电荷量、比荷均不等，电性相同2.如图2，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60角的方向斜向
2、上射入磁场，且在上方运动半径为R(不计重力)，则()图2A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粒子再次回到x轴上方所需的时间为D粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴前进了3R3.如图3，左侧为加速电场，右侧为偏转电场，加速电场的加速电压是偏转电场电压的k倍。有一初速度为零的电荷经加速电场加速后，从偏转电场两板正中间垂直电场方向射入，且正好能从极板下边缘穿出电场，不计电荷的重力，则偏转电场长宽之比的值为()图3A. B. C. D.4.如图4，匀强磁场垂直于纸面，磁感应强度大小为B，某种比荷为、速度大小为v的一群离子以一定发散角由原点O出射，y轴正好平分
3、该发散角，离子束偏转后打在x轴上长度为L的区域MN内，则cos 为()图4A. B1C1 D15.如图5所示，匀强电场分布在边长为L的正方形区域ABCD内，M、N分别为AB和AD的中点，一个初速度为v0、质量为m、电荷量为q的带负电粒子沿纸面射入电场。带电粒子的重力不计，如果带电粒子从M点垂直电场方向进入电场，则恰好从D点离开电场。若带电粒子从N点垂直BC方向射入电场，则带电粒子()图5A从BC边界离开电场B从AD边界离开电场C在电场中的运动时间为D离开电场时的动能为mv6如图6所示，在纸面内半径为R的圆形区域中充满了垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。一带电粒子从图中A点以速度v0垂直
4、磁场射入，速度方向与半径方向的夹角为30。当该粒子离开磁场时，速度方向刚好改变了180。不计粒子的重力，下列说法正确的是()图6A该粒子离开磁场时速度方向的反向延长线通过O点B该粒子的比荷为C该粒子在磁场中的运动时间为D该粒子在磁场中的运动时间为7.如图7所示，在正方形abcd内充满方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。a处有比荷相等的甲、乙两种粒子，甲粒子以速度v1沿ab方向垂直射入磁场，经时间t1从d点射出磁场，乙粒子沿与ab成30角的方向以速度v2垂直射入磁场，经时间t2垂直cd射出磁场，不计粒子重力和粒子间的相互作用力，则下列说法中正确的是()图7Av1v212 Bv1v24Ct
5、1t221 Dt1t231二、非选择题8(2016北京理综，23)如图8所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为m，电荷量为e，加速电场电压为U0，偏转电场可看做匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L，板间距为d。图8(1)忽略电子所受重力，求电子射入偏转电场时初速度v0和从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离y；(2)分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法。在解决(1)问时忽略了电子所受重力，请利用下列数据分析说明其原因。已知U2.0102 V，d4.0102 m，m9.11031 kg，e1.61019 C，g10 m/s2。
6、(3)极板间既有静电场也有重力场。电势反映了静电场各点的能的性质，请写出电势的定义式。类比电势的定义方法，在重力场中建立“重力势”的G概念，并简要说明电势和“重力势”的共同特点。9如图9甲所示，ABCD是一长方形有界匀强磁场边界，磁感应强度按图乙规律变化，取垂直纸面向外为磁场的正方向，图中ABADL，一质量为m、所带电荷量为q的带正电粒子以速度v0在t0时从A点沿AB方向垂直磁场射入，粒子重力不计。图9(1)若粒子经时间tT0恰好垂直打在CD上，求磁场的磁感应强度B0和粒子运动中的加速度a的大小；(2)若要使粒子恰能沿DC方向通过C点，求磁场的磁感应强度B0的大小及磁场变化的周期T0。10.
7、(2016石家庄市高三调研检测)如图10所示，在xOy平面内的第一象限内，x4d处竖直放置一个长l4d的粒子吸收板AB，在AB左侧存在垂直纸面向外的磁感应强度为B的匀强磁场。在原点O处有一粒子源，可沿y轴正向射出质量为m、电量为q的不同速率的带电粒子，不计粒子的重力。图10(1)若射出的粒子能打在AB板上，求粒子速率v的范围；(2)若在点C(8d，0)处放置一粒子回收器，在B、C间放一挡板(粒子与挡板碰撞无能量损失)，为回收恰从B点进入AB右侧区间的粒子，需在AB右侧加一垂直纸面向外的匀强磁场(图中未画出)，求此磁场磁感应强度的大小和此类粒子从O点发射到进入回收器所用的时间。力与物体的曲线运动
8、(二)电场、磁场中的曲线运动一、选择题(14题为单项选择题，57题为多项选择题)1.解析因两粒子是从垂直MN开始运动的，再次穿过MN时速度方向一定垂直MN，两粒子均运动了半个周期，即两粒子在磁场中运动周期相等，由T知两粒子的比荷一定相等，但质量、电荷量不一定相等，选项A、D错误；因不知粒子的偏转方向，所以粒子电性无法确定，选项B正确；因粒子运动的周期与速度无关，所以粒子的动能也不能确定，选项C错误。答案B2.解析根据对称性，作出粒子的运动轨迹如图所示，则由图可知A选项错误；根据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，则B错误；根据轨迹可知，粒子完成一次周期性运动的时间为t，则C
9、选项正确；粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴前进的距离为x2Rcos 304Rcos 303R，则D选项错误。答案C3.解析设加速电压为U1，偏转电压为U2，因为qU1mv，电荷离开加速电场时的速度v0；在偏转电场中t2，解得td，水平距离lv0tddd，所以。答案B4.解析由洛伦兹力提供向心力得qvBm，解得r。根据题述，当离子速度方向沿y轴正方向时打在N点，当离子速度方向与y轴正方向夹角为时打在M点，画出两种情况下离子的运动轨迹如图所示，设OM之间的距离为x，则有2rcos x，2rxL，联立解得cos 1，选项B正确。答案B5.解析带电粒子从M点以垂直电场线方向进入电场后做类平抛运动，
10、水平方向上有Lv0t，竖直方向上有Lat2t2，联立解得E；带电粒子从N点进入电场后做匀减速直线运动，设带电粒子在电场中减速为零时的位移为x，由动能定理有qEx0mv，解得xL，当粒子速度减至零后沿原路返回，从N点射出，粒子在电场中运动的时间t1，由于电场力做功为零，根据动能定理有0Ek2mv，粒子离开电场时的动能Ek2mv，选项B、D正确。答案BD6解析由题意可画出粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，A项错；由几何关系知粒子做圆周运动的半径为r，结合qv0B，可得，B项正确；粒子在磁场中的运动时间t，C项正确，D项错。答案BC7.解析甲、乙两粒子的运动轨迹如图所示，粒子在磁场中的运行周期为T，因
11、为甲、乙两种粒子的比荷相等，故T甲T乙。设正方形的边长为L，则由图知甲粒子运行半径为r1，运行时间为t1，乙粒子运行半径为r2，运行时间为t2，而r，所以v1v2r1r24，选项A错误，B正确；t1t231，选项C错误，D正确。答案BD二、非选择题8解析(1)根据动能定理，有eU0mv电子射入偏转电场时的初速度v0在偏转电场中，电子的运动时间tL加速度a偏转距离ya(t)2(2)考虑电子所受重力和电场力的数量级，有重力Gmg1030 N电场力F1016 N由于FG，因此不需要考虑电子所受的重力。(3)电场中某点电势定义为电荷在该点的电势能Ep与其电荷量q的比值，即，类比静电场电势的定义，将重力
12、场中物体在某点的重力势能Ep与其质量m的比值，叫做重力势，即G电势和重力势G都是反映场的能的性质的物理量，仅由场自身的因素决定。答案(1)(2)见解析(3)见解析9解析(1)设粒子做圆周运动的半径为R，由牛顿第二定律得B0qv0m，解得R由题意分析可知粒子运动了3个圆周垂直打在CD上，则可得3RL联立解得B0粒子做圆周运动的加速度大小为a。(2)由题意可知粒子每经过一周期，其末速度方向与初速度方向相同，其部分轨迹如图所示，粒子从A到C经历的时间为磁场变化周期的整数(n)倍即AB方向有L2nRsin AD方向有L2nR(1cos )联立得cos ，cos 1(舍去)即60，R联立B0qv0m得B
13、0(n1，2，)又因粒子的运动周期T(n1，2，)由图可推得T0，所以T0(n1，2，)答案(1)(2)(n1，2，)(n1，2，)10.解析(1)粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力粒子打在吸收板AB的下边界A点，设粒子的速率为v1，由图中几何关系可知圆心在O1点，粒子的轨道半径r12d由牛顿第二定律可得：qv1B联立可得：v1粒子打在吸收板AB的上边界B点，设粒子的速率为v2，由图中几何关系可知圆心在C点，粒子的轨道半径r28d，由牛顿第二定律可得：qv2B联立可得：v2由题意可得：射出的粒子能打在AB上，粒子的速度需满足：v(2)经过B点的粒子能够到达C点，设磁场的磁感应强度为B，由图中几何关系，粒子的半径r(n1、2、3)由牛顿第二定律可得：qv2B联立可得：B2nB(n1、2、3)粒子从O到B的时间t1粒子从B到C的时间t2T(n1、2、3)故粒子从O到C的时间tt1t2答案(1)v(2)2nB(n1、2、3)10
