《高考物理二轮作业手册 第7讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动B》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理二轮作业手册 第7讲 带电粒子在磁场及复合场中的运动B（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题限时集训(七)B第7讲带电粒子在磁场及复合场中的运动(时间：40分钟)图7101如图710所示，一束电子以大小不同的速率沿图示方向飞入一正方形的匀强磁场区，对从ab边离开磁场的电子，下列判断正确的是()A从a点离开的电子速度最小B从a点离开的电子在磁场中运动时间最短C从b点离开的电子运动半径最小D从b点离开的电子速度偏转角最小2利用如图711所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子图中板MN上方是磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上有两条宽度分别为2d和d的缝，两缝近端相距为L，一群质量为m、电荷量为q，具有不同速度的粒子从宽度为2d的缝垂直于板MN进入磁场，对于能够从宽度
2、为d的缝射出的粒子，下列说法正确的是()图711A粒子带正电B射出粒子的最大速度为C保持d和L不变，增大B，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大D保持d和B不变，增大L，射出粒子的最大速度与最小速度之差不变图7123在水平地面上方有正交的匀强电场和匀强磁场，匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向水平向里现将一个带正电的金属小球从M点以初速度v0水平抛出，小球着地时的速度为v1，在空中的飞行时间为t1.若将磁场撤除，其他条件均不变，那么小球着地时的速度为v2，在空中飞行的时间为t2.小球所受空气阻力可忽略不计，则关于v1和v2、t1和t2的大小比较，以下判断正确的是()Av1v2，t1t2Bv1v2
3、，t1t2Cv1v2，t1t2 Dv1v2，t1t2图7134如图713所示，长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，两极间距为d，极板面积为S，这两个电极与定值电阻R相连在垂直前后侧面的方向上有一匀强磁场，磁感应强度大小为B.发电导管内有电阻率为的高温电离气体，气体以速度v向右流动，并通过专用管道导出由于运动的电离气体受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势下列说法中正确的是()A发电导管的内阻为B流过电阻R的电流方向为baC发电导管产生的电动势为BdvD电阻R消耗的电功率为5如图714甲是回旋加速器的原理示意图其核心部分是两个D形金属盒，在加速带电粒子时，两
4、个金属盒置于匀强磁场中(磁感应强度大小恒定)，并分别与高频电源相连加速时某带电粒子的动能Ek随时间t变化规律如图乙所示，若忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断正确的是()甲乙图714A高频电源的变化周期应该等于tntn1B在Ekt图像中t4t3t3t2t2t1C粒子加速次数越多，粒子获得的最大动能一定越大D不同粒子获得的最大动能都相同6如图715所示，、是竖直平面内三个相同的半圆形光滑轨道，k为轨道最低点，处于匀强磁场中，和处于匀强电场中，三个完全相同的带正电小球a、b、c从轨道最高点自由下滑至第一次到达最低点k的过程中，下列说法中正确的有() 图715A在k处小球b速度最大 B在k处小
5、球c对轨道压力最大C小球b需时最长 D小球c机械能损失最多7如图716所示，实线表示在竖直平面内的电场线，电场线与水平方向成角，水平方向的匀强磁场与电场正交，有一带电液滴沿斜向上的虚线l做直线运动，l与水平方向成角，且，则下列说法中错误的是()图716A液滴一定做匀速直线运动B液滴一定带正电C电场线方向一定斜向上D液滴有可能做匀变速直线运动8如图717所示，空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5 T的匀强磁场，一质量为0.2 kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速放置一质量为0.1 kg、电荷量q0.2 C的滑块，滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩
6、擦力可认为等于滑动摩擦力现对木板施加方向水平向左，大小为0.6 N的恒力，g取10 m/s2.则()图717A木板和滑块一直做加速度为2 m/s2的匀加速运动B滑块开始做匀加速直线运动，然后做加速度减小的变加速运动，最后做匀速运动C最终木板做加速度为2 m/s2的匀加速运动，滑块做速度为10 m/s的匀速运动D最终木板做加速度为3 m/s2的匀加速运动，滑块做速度为10 m/s的匀速运动9在水平光滑的绝缘桌面内建立如图718所示的直角坐标系xOy，将第、象限称为区域一，第、象限称为区域二，其中一个区域内有匀强电场，另一个区域内有大小为2102 T、方向垂直桌面的匀强磁场，把一个比荷为2108
7、C/kg的正电荷从坐标为(0，1)的A点处由静止释放，电荷以一定的速度从坐标为(1，0)的C点第一次经x轴进入区域一，经过一段时间，从坐标原点O再次回到区域二(1)指出哪个区域存在电场、哪个区域存在磁场，以及电场和磁场的方向(2)求电场强度的大小(3)求电荷第三次经过x轴的位置图71810如图719所示，直角坐标平面xOy内有一条直线AC过坐标原点O与x轴成45夹角，在OA与x轴负半轴之间的区域内存在垂直xOy平面向外的匀强磁场B1，在OC与x轴正半轴之间的区域内存在垂直xOy平面向外的匀强磁场B2.现有一质量为m、带电荷量为q(q0)的带电粒子以速度v从位于直线AC上的P点坐标为(L，L)竖
8、直向下射出，经测量发现，此带电粒子每经过相同的时间T，会再将回到P点，已知磁感应强度B2.(不计粒子重力)(1)请在图中画出带电粒子的运动轨迹，并求出匀强磁场B1与B2的比值；(B1、B2磁场足够大)(2)求出带电粒子相邻两次经过P点的时间间隔T；(3)若保持磁感应强度B2不变，改变B1的大小，但不改变其方向，使B1.现从P点向下先后发射速度分别为和的与原来相同的带电粒子(不计两个带电粒子之间的相互作用力，并且此时算作第一次经过直线AC)，如果它们第三次经过直线AC时轨迹与AC的交点分别 记为E点和F点(图中未画出)，试求E、F两点间的距离专题限时集训(七)B1BC解析 带电粒子在矩形区域内运
9、动轨迹越长，对应的圆心角越小，轨道半径越大，其速率也越大，即从a点离开的电子速度最大，A、D错，C对；而运动时间为t，越小，运动时间越短，故从a点离开的电子在磁场中运动时间最短，B对2BCD解析 由左手定则可判断粒子带负电，A错误；由题意知，粒子的最大半径rmax、粒子的最小半径rmin，根据洛伦兹力提供向心力有Bvq，可得v，故vmax、vmin，则vmaxvmin，选项B、C、D正确3D解析 洛伦兹力不做功，根据动能定理，可知v1v2，粒子下落的时间由下落高度和沿竖直方向上的加速度决定，有磁场时，粒子受到的洛伦兹力对粒子产生了沿竖直向上方向的分力，该分力使粒子下落的加速度比没有磁场时小，所
10、以下落得慢，时间长，即t1t2.本题答案为D.4AC解析 由电阻的决定式可知选项A正确；由左手定则可知电离气体中的正离子向上侧面聚集，上侧面相当于电源的正极，故流过电阻R的电流方向为ab，选项B错误；对于某个气体离子受力分析，由电场力等于洛伦兹力可知，qBqv，解得发电导管产生的电动势为EBdv，选项C正确；由于发电导管有内阻，故电阻R消耗的电功率一定小于，选项D错误5B解析 带电粒子每经过(tntn1)时间被加速一次，在高频电源的一个变化周期内，粒子被加速两次，故高频电源的变化周期应该等于2(tntn1)，选项A错误；在Ekt图像中，t4t3t3t2t2t1tntn1，选项B正确；根据Bvq
11、，可得，粒子获得的最大动能Ekmmv2，与加速次数无关，选项C错误；对于同一回旋加速器，半径R一定，磁感应强度B一定，粒子获得的最大动能Ek与粒子电荷量q和质量m有关，选项D错误6BC解析 三个小球的重力做功相同，a小球的洛伦兹力不做功，b小球的电场力做负功，c小球电场力做正功，根据动能定理可知，在k处c小球速度最大，选项A错误；设小球在k处的速度大小为v，则小球对轨道的压力大小为Fmg，因为在k处c小球速度最大，所以在k处c小球对轨道压力最大，选项B正确；三个小球运动的路程相等，根据动能定理，运动到相同位置处时b小球的速率最小，故b小球需时最长，选项C正确；除重力之外，其他力所做的功等于机械
12、能的改变量，显然，a小球的机械能守恒，b小球的机械能减小，c小球的机械能增加，故b小球机械能损失最多，选项D错误7D解析 液滴共受到三个力的作用：重力、电场力和洛伦兹力，其中重力和电场力都是恒力，洛伦兹力与运动方向垂直，假如液体做变速运动，洛伦兹力就是变力，液滴的合外力方向一定会发生变化，液滴将做曲线运动，故液滴一定做匀速直线运动，选项A正确，选项D错误；液滴处于平衡状态，合力为零，据此判断出，液滴一定带正电，电场线方向一定斜向上，选项B、C正确本题答案为D.8BD解析 刚开始，滑块与木板相对静止，它们一起做加速度大小为2 m/s2的匀加速直线运动；随着速度的增大，滑块会受到竖直向上的洛伦兹力
13、的作用，滑块与木板间的正压力减小，设速度增大到v时，滑块开始相对于木板滑动，此时对滑块受力分析，并根据牛顿第二定律有(mgBvq)ma，代入数据，可求出v6 m/s，随着速度的继续增大，滑块受到的水平向右的摩擦力开始减小，滑块做加速度逐渐减小的变加速直线运动，而木板受到的合力逐渐增大，木板做加速度逐渐增大的变加速直线运动，当滑块速度增大到v10 m/s时mgBvq即洛伦兹力与重力平衡，滑块与木板间的正压力为零，滑块受到的摩擦力减小为零，滑块开始做速度为10 m/s的匀速运动，而木板做加速度为3 m/s2的匀加速直线运动综上分析，选项B、D正确9(1)区域一是磁场，方向垂直纸面向里，区域二是电场
14、，方向由A指向C.(2)E104 V/m(3)(8，0)解析 (1)区域一是磁场，方向垂直纸面向里，区域二是电场，方向由A指向C.(2)设电场强度的大小为E，电荷在C点的速度为v.从A到C电荷做初速度为零的匀加速直线运动，且过C点时速度方向与x轴正方向成45角，有v22ax2s；电荷进入区域一后，在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示，有：qvB，由题意及几何关系：2108 C/kg，B2102T，s m，r m，可得：E104 V/m.(3)电荷从坐标原点O第二次经过x轴进入区域二，速度方向与电场方向垂直，电荷在电场中做类平抛运动，设经过时间t电荷第三次经过x轴，有tan 45，解得t2106 s，故x8 m.10(1)(2)(3)0解析 (1)带电粒子从P点匀速运动到Q点，在B2中做匀速圆周运动，有qvB2m则半径R2L，运动到H点时的速度方向与AC垂直，从H点匀速运动到D点后做匀速圆周运动到P点根据几何知识可知：POODL，四边形AODO为菱形，O为圆心，即带电粒子在匀强磁场B1中做匀速圆周运动时的半径RL，根据qvB1m，得B1B2.(2)P到Q的运动时间t1，Q到H做圆周运动的时间t2T2，H到D的运动时间t3，D到P做圆周运动的时间t4T1则Tt1t2
