2019年高考物理二輪復習 專題九 帶電粒子在復合場中的運動課時作業(yè) 新人教版一、單項選擇題1如圖所示，一束正離子從S點沿水平方向射出，在沒有偏轉電場、磁場時恰好擊中熒光屏上的坐標原點O；若同時加上電場和磁場后，正離子束最后打在熒光屏上坐標系的第象限中，則所加電場E和磁場B的方向可能是(不計離子重力及其間相互作用力)()AE向下，B向上BE向下，B向下CE向上，B向下 DE向上，B向上解析：離子打在第象限，相對于原點O向下運動和向左運動，所以E向下，B向上，故A正確答案：A2如圖所示的虛線區(qū)域內，充滿垂直于紙面向里的勻強磁場和豎直向下的勻強電場一帶電粒子A(不計重力)以一定的初速度由左邊界的O點射入磁場、電場區(qū)域，恰好沿直線由區(qū)域右邊界的O點(圖中未標出)穿出若撤去該區(qū)域內的磁場而保留電場不變，另一個同樣的粒子B(不計重力)仍以相同初速度由O點射入，從區(qū)域右邊界穿出，則粒子B()A穿出位置一定在O點下方B穿出位置一定在O點上方C運動時，在電場中的電勢能一定減小D在電場中運動時，動能一定減小解析：若粒子B帶正電荷，其向下偏轉做類平拋運動，穿出位置一定在O點下方，相反，若其帶負電荷，其向上偏轉做類平拋運動，穿出位置一定在O點上方，選項A、B錯誤；在電場中運動時，電場力做正功，動能一定增大，電勢能一定減小，選項C正確，D錯誤答案：C3.如圖所示，兩導體板水平放置，兩板間電勢差為U，帶電粒子以某一初速度v0沿平行于兩板的方向從兩板正中間射入，穿過兩板后又垂直于磁場方向射入邊界線豎直的勻強磁場，則粒子射入磁場和射出磁場的M、N兩點間的距離d隨著U和v0的變化情況為()Ad隨v0增大而增大，d與U無關Bd隨v0增大而增大，d隨U增大而增大Cd隨U增大而增大，d與v0無關Dd隨v0增大而增大，d隨U增大而減小解析：設粒子從M點進入磁場時的速度大小為v，該速度與水平方向的夾角為，故有v.粒子在磁場中做勻速圓周運動半徑為r.而MN之間的距離為d2rcos.聯立解得d2，故選項A正確答案：A4.如圖所示，一帶電塑料小球質量為m，用絲線懸掛于O點，并在豎直平面內擺動，最大擺角為60，水平磁場垂直于小球擺動的平面當小球自左方擺到最低點時，懸線上的張力恰為零，則小球自右方最大擺角處擺到最低點時懸線上的張力為()A0 B2mgC4mg D6mg解析：設小球自左方擺到最低點時速度為v，則mv2mgL(1cos60)，此時qvBmgm，當小球自右方擺到最低點時，v大小不變，洛倫茲力方向發(fā)生變化，TmgqvBm，得T4mg，故C正確答案：C5如下圖所示，真空中存在著下列四種有界的勻強電場E和勻強磁場B區(qū)域，一帶正電的小球(電荷量為q，質量為m)從該復合場邊界上方的某一高度由靜止開始下落那么小球可能沿直線通過下列哪種復合場區(qū)域()解析：對帶正電的小球進行受力分析可知，只有在選項B所示的復合場區(qū)域其所受洛倫茲力、重力、電場力可以平衡，故B正確答案：B二、多項選擇題6.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()A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在測定地球赤道上方的地磁場強弱時，元件的工作面應保持水平解析：電勢差UCD與磁感應強度B、材料有關，選項A錯誤；若霍爾元件的載流子是自由電子，由左手定則可知，電子向C側面偏轉，則電勢差UCD<0，選項B正確；僅增大磁感應強度時，電勢差UCD變大，選項C正確；在測定地球赤道上方的地磁場強弱時，元件的工作面應保持豎直且東西放置，選項D錯誤答案：BC7.如圖所示為一個質量為m、電荷量為q的圓環(huán)，可在水平放置的足夠長的粗糙細桿上滑動，細桿處于磁感應強度為B的勻強磁場中，不計空氣阻力，現給圓環(huán)向右的初速度v0，在以后的運動過程中，圓環(huán)運動的速度圖象可能是下圖中的()解析：帶電圓環(huán)在磁場中受到向上的洛倫茲力，當重力與洛倫茲力相等時，圓環(huán)將做勻速直線運動，A正確當洛倫茲力大于重力時，圓環(huán)受到摩擦力的作用，并且隨著速度的減小而減小，圓環(huán)將做加速度減小的減速運動，最后做勻速直線運動，D正確如果重力大于洛倫茲力，圓環(huán)也受摩擦力作用，且摩擦力越來越大，圓環(huán)將做加速度增大的減速運動，故B、C錯誤答案：AD8如下圖所示，一個帶正電荷的物塊m，由靜止開始從斜面上A點下滑，滑到水平面BC上的D點停下來已知物塊與斜面及水平面間的動摩擦因數相同，且不計物塊經過B處時的機械能損失先在ABC所在空間加豎直向下的勻強電場，第二次讓物塊m從A點由靜止開始下滑，結果物塊在水平面上的D點停下來后又撤去電場，在ABC所在空間加水平向里的勻強磁場，再次讓物塊m從A點由靜止開始下滑，結果物塊沿斜面滑下并在水平面上的D點停下來則以下說法中正確的是()AD點一定在D點左側 BD點一定與D點重合CD點一定在D點右側 DD點一定與D點重合解析：僅在重力場中時，物塊由A點至D點的過程中，由動能定理得mghmgcoss1mgs20，即hcoss1s20，由題意知A點距水平面的高度h、物塊與斜面及水平面間的動摩擦因數，斜面傾角、斜面長度s1為定值，所以s2與重力的大小無關，而在ABC所在空間加豎直向下的勻強電場后，相當于把重力增大了，s2不變，D點一定與D點重合，B正確；在ABC所在空間加水平向里的勻強磁場后，洛倫茲力垂直于接觸面向上，正壓力變小，摩擦力變小，重力做的功不變，所以D點一定在D點右側，C正確答案：BC三、計算題9(xx安徽卷) 如圖所示，充電后的平行板電容器水平放置，電容為C，極板間的距離為d，上極板正中有一小孔質量為m、電荷量為q的小球從小孔正上方高h處由靜止開始下落，穿過小孔到達下極板處速度恰為零(空氣阻力忽略不計，極板間電場可視為勻強電場，重力加速度為g)求： (1)小球到達小孔處的速度；(2)極板間電場強度大小和電容器所帶電荷量；(3)小球從開始下落運動到下極板處的時間解析：(1)由v22gh得v.(2)在極板間帶電小球受重力和電場力作用，有qEmgma且v202ad，得E由UEd、QCU得QC.(3)由題意得hgt、0vat2、tt1t2，綜合可得t.答案：(1)(2)C(3)10(xx福建卷) 如圖，絕緣粗糙的豎直平面MN左側同時存在相互垂直的勻強電場和勻強磁場，電場方向水平向右，電場強度大小為E，磁場方向垂直紙面向外，磁感應強度大小為B.一質量為m、電荷量為q的帶正電的小滑塊從A點由靜止開始沿MN下滑，到達C點時離開MN做曲線運動A、C兩點間距離為h，重力加速度為g.(1)求小滑塊運動到C點時的速度大小vC；(2)求小滑塊從A點運動到C點過程中克服摩擦力做的功Wf；(3)若D點為小滑塊在電場力、洛倫茲力及重力作用下運動過程中速度最大的位置，當小滑塊運動到D點時撤去磁場，此后小滑塊繼續(xù)運動到水平地面上的P點已知小滑塊在D點時的速度大小為vD，從D點運動到P點的時間為t，求小滑塊運動到P點時速度的大小vP.解析：(1)小滑塊沿MN運動過程，水平方向受力滿足qvBNqE小滑塊在C點離開MN時N0解得vC.(2)由動能定理mghWfmv0解得Wfmgh.(3)如圖，小滑塊速度最大時，速度方向與電場力、重力的合力方向垂直撤去磁場后小滑塊將做類平拋運動，等效加速度為g.g且vvg2t2解得vP.答案：(1)(2)mgh(3)11(xx江蘇卷)一臺質譜儀的工作原理如圖所示，電荷量均為q、質量不同的離子飄入電壓為U0的加速電場，其初速度幾乎為零這些離子經加速后通過狹縫O沿著與磁場垂直的方向進入磁感應強度為B的勻強磁場，最后打在底片上已知放置底片的區(qū)域MNL，且OML.某次測量發(fā)現MN中左側區(qū)域MQ損壞，檢測不到離子，但右側區(qū)域QN仍能正常檢測到離子在適當調節(jié)加速電壓后，原本打在MQ的離子即可在QN檢測到(1)求原本打在MN中點P的離子質量m；(2)為使原本打在P的離子能打在QN區(qū)域，求加速電壓U的調節(jié)范圍；(3)為了在QN區(qū)域將原本打在MQ區(qū)域的所有離子檢測完整，求需要調節(jié)U的最少次數(取lg20.301，lg30.477，lg50.699)解析：(1)離子在電場中加速qU0mv2在磁場中做勻速圓周運動qvBm解得r代入r0L，解得m.(2)由(1)知，U，離子打在Q點rL，U.離子打在N點rL，U則電壓的范圍U.(3)由(1)可知，r由題意知，第1次調節(jié)電壓到U1，使原本Q點的離子打在N點此時，原本半徑為r1的打在Q1的離子打在Q上解得r1()2L第2次調節(jié)電壓到U2，原本打在Q1的離子打在N點，原本半徑為r2的打在Q2的離子打在Q上，則，.解得r2()3L同理，第n次調節(jié)電壓，有rn()n1L檢測完整，有rn解得n12.8.最少次數為3次答案：(1)(2)U(3)3