2019-2020年高考物理大一輪復習 第八章 第3講 帶電粒子在復合場中的運動課時作業(yè)一、選擇題(在題后給的選項中，第14題只有一項符合題目要求，第59題有多項符合題目要求)1(xx年金山中考模擬)如圖K831所示，在兩個水平放置的平行金屬板之間，電場和磁場的方向相互垂直一束帶電粒子(不計重力)沿直線穿過兩板間的空間而不發(fā)生偏轉則這些粒子一定具有相同的()圖K831A質量 B電荷量C速度 D比荷【答案】C【解析】由帶電粒子(不計重力)沿直線穿過兩板間的空間而不發(fā)生偏轉，得BqvqE，則v.因B、E恒定，故速度相同， C正確2(xx年珠海摸底)如圖K832所示，一束質量、速度和電量不同的正離子垂直地射入勻強磁場和勻強電場正交的區(qū)域里，結果發(fā)現(xiàn)有些離子保持原來的運動方向，未發(fā)生任何偏轉如果讓這些不發(fā)生偏轉的離子進入另一勻強磁場中，發(fā)現(xiàn)這些離子又分裂成幾束，對這些進入后一磁場的離子，可得出結論()圖K832A它們的動能一定各不相同B它們的電量一定各不相同C它們的質量一定各不相同D它們的電量與質量之比一定各不相同【答案】D3(xx年山東模擬)如圖K833所示，在互相垂直的勻強電場和勻強磁場中，電荷量為q的液滴在豎直面內做半徑為R的勻速圓周運動已知電場強度為E，磁感應強度為B，則液滴的質量和環(huán)繞速度分別為()圖K833A.， B.，CB， D.，【答案】D【解析】液滴做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，重力和電場力等大、反向，根據(jù)qvB，qEmg，解得m，v，故選項D正確4如圖K834所示，在一絕緣、粗糙且足夠長的水平管道中有一帶電荷量為q、質量為m的帶電球體，管道半徑略大于球體半徑整個管道處于磁感應強度為B的水平勻強磁場中，磁感應強度方向與管道垂直現(xiàn)給帶電球體一個水平速度v0，則在整個運動過程中，帶電球體克服摩擦力所做的功不可能為()圖K834A0 B.m2C.mv D.m【答案】B【解析】若帶電球體所受的洛倫茲力qv0Bmg，帶電球體與管道間沒有彈力，也不存在摩擦力，故帶電球體克服摩擦力做的功為0，選項A正確；若qv0B<mg，則帶電球體在摩擦力的作用下最終停止，故克服摩擦力做的功為mv，選項C正確；若qv0B>mg，則帶電球體開始時受摩擦力的作用而減速，當速度達到v時，帶電球體不再受摩擦力的作用，所以克服摩擦力做的功為m，選項D正確5如圖K835所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并處于方向垂直紙面向外、磁感應強度為B的勻強磁場中質量為m、帶電量為Q的小滑塊從斜面頂端由靜止下滑，在滑塊下滑的過程中，下列判斷正確的是()圖K835A滑塊受到的摩擦力增大B滑塊到達地面時的動能與B的大小無關C滑塊受到的洛倫茲力方向垂直斜面向下DB很大時，滑塊可能靜止于斜面上【答案】AC【解析】滑動受重力、支持力、垂直于斜面向下的洛倫茲力和沿斜面向上的摩擦力4個力的作用初始時刻洛倫茲力為0，滑塊在重力和摩擦力的作用下沿斜面向下運動，隨著速度v的增大，洛倫茲力qvB增大，滑塊受到的彈力增大，引起摩擦力增大，故選項A正確，B錯誤；當mgsin (mgcos qvB)時，滑塊開始做勻速運動，選項D錯誤綜上所述，選項C正確6. (xx年陽西模擬)如圖K836所示，從S處發(fā)出的電子經加速電壓U加速后垂直進入相互垂直的勻強電場和勻強磁場中，發(fā)現(xiàn)電子流向上極板偏轉不考慮電子本身的重力，設兩極板間電場強度為E，磁感應強度為B.欲使電子沿直線從電場和磁場區(qū)域中通過，只采取下列措施，其中可行的是()圖K836A適當減小電場強度EB適當減小磁感應強度BC適當增大加速電場的寬度D適當增大加速電壓U【答案】AD【解析】要想使電子沿直線通過，則必須有qvBqE，而電子經過加速電場加速時，qUmv2，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)電子向上極板偏轉，說明電場力大于洛倫茲力，因此須減小電場力或增大洛倫茲力，選項A、D正確7(xx年江蘇模擬)利用霍爾效應制作的霍爾元件，廣泛應用于測量和自動控制等領域如圖K837是霍爾元件的工作原理示意圖，磁感應強度B垂直于霍爾元件的工作面向下，通入圖示方向的電流I，C、D兩側面會形成電勢差UCD，下列說法中正確的是()圖K837A電勢差UCD僅與材料有關B若霍爾元件的載流子是自由電子，則電勢差UCD<0C僅增大磁感應強度時，電勢差UCD變大D在測量地球赤道上方的地磁場強弱時，元件的工作面應保持水平【答案】BC【解析】電勢差UCD恒定時，qvBq，故UCDvBd，即UCD與載流子的運動速度v、磁感應強度B和C、D間距離d有關，A錯，C對根據(jù)左手定則，自由電子向C側面偏轉，使C側面帶負電，即C側面電勢低，UCD<0，B對霍爾元件工作時應使磁感應強度垂直其工作面，故用霍爾元件測赤道上方的磁感應強度時，應將元件的工作面保持豎直，且垂直南北方向，D錯8(xx年從化質檢)環(huán)型對撞機是研究高能粒子的重要裝置，帶電粒子在電壓為U的電場中加速后注入對撞機的高真空圓形的空腔內，在勻強磁場中做半徑恒定的圓周運動且局限在圓環(huán)空腔內運動，粒子碰撞時發(fā)生核反應，關于帶電粒子的比荷，加速電壓U和磁感應強度B以及粒子運動的周期T的關系，下列說法正確的是()A對于給定的加速電壓，帶電粒子的比荷越大，磁感應強度B越大B對于給定的加速電壓，帶電粒子的比荷越大，磁感應強度B越小C對于給定的帶電粒子，加速電壓U越大，粒子運動的周期T越小D對于給定的帶電粒子，不管加速電壓U多大，粒子運動的周期T都不變【答案】BD【解析】根據(jù)qU，R，聯(lián)立消去v可知選項B正確；粒子運動的周期T與加速電壓無關，選項D正確9(xx年汕頭測評)如圖K838為磁流體發(fā)電機的原理圖，等離子體束(含有正、負離子)以某一速度垂直噴射入由一對磁極CD產生的勻強磁場中，A、B是一對平行于磁場放置的金屬板，穩(wěn)定后電流表中的電流從“”極流向“”極由此可知()圖K838AD磁極為N極B正離子向B板偏轉C負離子向D磁極偏轉D離子在磁場中偏轉過程洛倫茲力對其不做功【答案】AD【解析】由電流表中電流的方向，可知金屬板A聚集了正離子，金屬板B聚集了負離子，說明等離子體束中的正離子受到的洛倫茲力向上，根據(jù)左手定則，可知磁場方向由D指向C，D磁極為N極，故A選項正確；因洛倫茲力不做功，故D正確二、非選擇題10(xx年廣州模擬)如圖K839，勻強電場場強E4 V/m，方向水平向左，勻強磁場的磁感應強度B2 T，方向垂直紙面向里，質量m1 kg的帶正電物體A，從M點沿絕緣粗糙的豎直墻壁無初速度下滑，它滑行h0.8 m到N點時脫離墻壁做曲線運動，在通過P點瞬間A受力平衡，此時其速度與水平方向成45角，且P點與M點的高度差為H1.6 m，g取10 m/s2.試求：圖K839(1)物體A從M到N克服摩擦所做的功；(2)P點到豎直墻壁的距離【答案】(1)6 J(2)0.6 m【解析】(1)物體A，在N點有FN0，qvNBqE，得vN.對物體A從M到N的運動應用動能定理得mghWfmv0，則Wfmghmv6 J.(2)對物體A通過P點的瞬間進行受力分析，45，qEmg，即q2.5 C，cos ，得vP2 m/s，對小物體A從N到P的運動應用動能定理得mg(Hh)qEsmvmv，所以s0.6 m.11如圖K8310所示，相距為d、板間電壓為U的平行金屬板M、N間有垂直紙面向里、磁感應強度為B0的勻強磁場；在pOy區(qū)域內有垂直紙面向外、磁感應強度為B的勻強磁場；xOp區(qū)域為無場區(qū)一正離子沿平行于金屬板、垂直于磁場方向射入兩板間并做勻速直線運動，從H(0，a)點垂直于y軸進入第象限，經Op上某點離開磁場，最后垂直于x軸離開第象限求：(1)離子在金屬板M、N間的運動速度；(2)離子的荷質比；(3)離子在第象限的磁場區(qū)域和無場區(qū)域內運動的時間之比圖K8310【答案】(1)(2)(3)【解析】(1)設帶電粒子的質量為m、電量為q，在平行金屬板間的運動速度為v，平行金屬板間的電場強度為E0.依題意，有qvB0qE0，由勻強電場，有E0，聯(lián)立解得v.(2)帶電粒子進入pOy區(qū)域，做勻速圓周運動，設軌道半徑為r，有qvBm，依題意，帶電粒子進入第象限轉過圈后從Op上離開磁場，如圖所示，由幾何關系有 arrtan 45.聯(lián)立得.(3)勻速圓周運動的周期T，帶電粒子在磁場中的運動時間t1.離子從C出來后做勻速直線運動，設經過x軸上的D點，如圖K57所示，由幾何關系，有|ar.從C到D的時間t2.聯(lián)立得.12(xx年惠陽段考)如圖K8311所示，有小孔O和O的兩金屬板正對并水平放置，分別與平行金屬導軌連接，、區(qū)域有垂直導軌所在平面的勻強磁場金屬桿ab與導軌垂直且接觸良好，并一直向右勻速運動某時刻ab進入I區(qū)域，同時一帶正電小球從O孔豎直進入兩板間ab在I區(qū)域運動時，小球勻速下落；ab從區(qū)域右邊離開磁場時，小球恰好從O孔離開已知板間距為3d，導軌間距為L，、區(qū)域的磁感應強度大小相等、寬度均為d.帶電小球質量為m、電量為q，ab運動的速度為v0，重力加速度為g，不計空氣阻力求：圖K8311(1)磁感應強度的大??；(2)ab在區(qū)域運動時，小球的加速度大小；(3)小球進入O孔時的速度v.【答案】(1)(2)2g(3)v0【解析】(1)ab在磁場區(qū)域運動時，產生的感應電動勢大小為BLv0.金屬板間產生的場強大小E.ab在磁場區(qū)域運動時，帶電小球勻速下落，有mgqE.聯(lián)立得B.(2)ab在 磁場區(qū)域運動時，設小球的加速度為a，依題意，有qEmgma.聯(lián)立得a2g.(3)依題意，ab分別在、磁場區(qū)域運動時，小球在電場中分別做勻速、勻加速和勻速運動，設發(fā)生的位移分別為s、s、s；ab進入磁場區(qū)域時，小球的運動速度為v.則sv，sv2g2，sv，vv2g，又sss3d.聯(lián)立可得vv0.