2016届高考物理第二轮专题提升突破复习题34.doc

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专题限时训练(十)　带电粒子在复合场中的运动(一)
(限时45分钟)
一、单项选择题(每小题6分，共30分)
1．(2015·海淀模拟)如图所示，空间存在足够大、正交的匀强电场、匀强磁场，电场强度大小为E、方向竖直向下，磁感应强度为B、方向垂直纸面向里．从电场、磁场中某点P由静止释放一个质量为m、电荷量为＋q的粒子(粒子受到的重力忽略不计)，其运动轨迹如图中虚线所示．对于带电粒子在电场、磁场中下落的最大高度H，下面给出了四个表达式，用你已有的知识计算可能会有困难，但你可以用学过的知识对下面的四个选项作出判断．你认为正确的是(　　)

A.　　　 B.　　　 C.　　　 D.
答案：A
解析：长度的国际单位为米(m)，根据力学单位制推导四个表达式，最终单位为米的只有A选项，故A正确，B、C、D错误．
2．(2015·苏州模拟)如图所示，在MN、PQ间同时存在匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直于纸面水平向外，电场在图中没有标出．一带电小球从a点射入场区，并在竖直面内沿直线运动至b点，则小球(　　)

A．一定带正电
B．受到电场力的方向一定水平向右
C．从a到b过程，克服电场力做功
D．从a到b过程中可能做匀加速运动
答案：C
解析：无论电场沿什么方向，小球带正电还是负电，电场力与重力的合力是一定的，且与洛伦兹力等大反向，故要使小球做直线运动，洛伦兹力恒定不变，其速度大小也恒定不变，故D错误；只要保证三个力的合力为零，因电场方向未确定，故小球电性也不确定，A、B均错误：由WG＋W电＝0可知，重力做功WG>0，故W电<0，小球一定克服电场力做功，C正确．
3．(2015·济南模拟)如图所示，一带电塑料小球质量为m，用丝线悬挂于O点，并在竖直平面内摆动，最大摆角为60°，水平磁场垂直于小球摆动的平面．当小球自左方摆到最低点时，悬线上的张力恰为零，则小球自右方最大摆角处摆到最低点时悬线上的张力为(　　)

A．0 B．2mg C．4mg D．6mg
答案：C
解析：设小球自左方摆到最低点时速度为v，则mv2＝mgL(1－cos 60°)，此时qvB－mg＝m，当小球自右方摆到最低点时，v大小不变，洛伦兹力方向发生变化，T－mg－qvB＝m，得T＝4mg，故C正确．
4．(2015·杭州模拟)一群不计重力的带电粒子，从容器A下方的小孔s1飘入电势差为U的加速电场，其初速度几乎为0，然后经过s3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片D上．下列说法正确的是(　　)

A．电量相同的粒子进入磁场的速度大小一定相同
B．质量相同的粒子进入磁场的速度大小一定相同
C．比荷相同的粒子在磁场中运动半径一定相同
D．比荷相同的粒子在磁场中运动的半径与磁感应强度B无关
答案：C
解析：对粒子在加速电场中的运动由动能定理有qU＝mv2，解得v＝，由此可知，带电量相同、质量不同的粒子进入磁场时的速度大小不同，质量相同、带电量不同的粒子进入磁场时的速度大小也不同；对粒子进入磁场后的匀速圆周运动，由牛顿第二定律及洛伦兹力公式有qvB＝m，解得r＝，由此可知粒子在磁场中运动的轨道半径与粒子的比荷有关，选项A、B、D错误，C正确．
5．(2015·临沂模拟)电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的．如图所示，电子束经加速电压U加速后进入一圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直于圆面．不加磁场时，电子束将通过圆面中心O点打到屏幕中心M点，加磁场后电子束偏转到屏幕上P点的外侧．现要使电子束偏转到P点，可行的办法是(　　)

A．增大加速电压
B．增加偏转磁场的磁感应强度
C．将圆形磁场区域向屏幕远离些
D．将圆形磁场区域的半径增大些
答案：A
解析：电子在电场中加速运动的过程，根据动能定理得eU＝mv2，解得v＝，电子进入磁场做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力可得evB＝，由以上两式可得电子运动的轨迹半径r＝＝＝，设圆形磁场区域的半径为R，粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，电子经过磁场后速度的偏向角为θ，根据几何知识得tan
＝.增大加速电压U时，由上述分析可知，r增大，偏转角θ减小，能使电子束偏转到P点，A正确；增加偏转磁场的磁感应强度B时，r减小，偏转角θ增大，不能使电子束偏转到P点，B错误；将圆形磁场区域向屏幕远离些时，电子的偏向角不变，根据几何知识可知，不能使电子束偏转到P点，C错误；将圆形磁场的半径增大些时，r不变，R增大，θ增大，电子向上偏转增大，不能使电子束偏转到P点，D错误．
二、多项选择题(每小题6分，共18分)
6．(2015·日照模拟)如图所示，甲是不带电的绝缘物块，乙是带正电的物块，甲、乙叠放在一起，置于粗糙的绝缘水平地板上，地板上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场，现加一水平向左的匀强电场，发现甲、乙无相对滑动，一起向左加速运动．在加速运动阶段(　　)

A．甲、乙两物块间的摩擦力不变
B．乙物块与地面之间的摩擦力不断增大
C．甲、乙两物块一起做加速度减小的加速运动
D．甲、乙两物块可能做匀加速直线运动
答案：BC
解析：甲、乙组成的整体，受到重力、支持力、向下的洛伦兹力、向左的电场力和向右的摩擦力作用，设甲、乙两物块质量分别为M、m，乙物块所受滑动摩擦力Ff＝μ[(M＋m)g＋qvB]，随速度增大，乙物块与地面间摩擦力不断增大，B项正确；由牛顿第二定律有：Eq－Ff＝(M＋m)a，整体速度不断增大的过程中，加速度不断减小，C项正确，D项错；对甲物块应用牛顿第二定律，Ff′＝Ma，随整体加速度不断减小，甲、乙间的静摩擦力不断减小，A项错．
7．(2015·开封模拟)设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示，已知一带电粒子在电场力和洛伦兹力的作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，忽略粒子的重力，以下说法中正确的是(　　)

A．此粒子必带正电荷
B．A点和B点位于同一高度
C．粒子在C点时机械能最大
D．粒子到达B点后，将沿原曲线返回A点
答案：ABC
解析：粒子从静止开始运动的方向向下，电场强度方向也向下，所以粒子必带正电荷，A正确；因为洛伦兹力不做功，只有静电力做功，A、B两点速度都为0，根据动能定理可知，粒子从A点到B点运动过程中，电场力不做功，故A、B点位于同一高度，B正确；C点是最低点，从A点到C点运动过程中电场力做正功最大，根据动能定理可知粒子在C点时速度最大，动能最大，C正确；到达B点时速度为零，将重复刚才ACB的运动，且向右运动，不会返回，故D错误．
8.(2015·湖北重点中学模拟)如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成．若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外．一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点．不计粒子重力．下列说法正确的是(　　)

A．粒子一定带正电
B．加速电场的电压U＝ER
C．直径PQ＝
D．若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群离子具有相同的比荷
答案：ABD
解析：由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点，根据左手定则可得，粒子带正电，选项A正确；由粒子在加速电场中做匀加速运动，则有qU＝mv2，又粒子在静电分析器中做匀速圆周运动，由电场力提供向心力，则有qE＝，解得U＝，选项B正确；粒子在磁分析器中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力，则有qvB＝，可得PQ＝2r＝，选项C错误；若离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，说明运动的轨道半径r＝相同，由于加速电场、静电分析器与磁分析器都相同，则该群离子具有相同的比荷，选项D正确．
三、计算题(每小题16分，共32分)
9．(2015·济南模拟)如图所示的直角坐标系中，第Ⅰ象限内存在沿y轴负向的匀强电场，第Ⅲ、Ⅳ象限内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.－带正电粒子M在y轴上的P点沿x轴正向射入电场，偏出电场后经x轴上的Q点进入磁场，再经磁场偏转后恰能回到原点O.已知M粒子经过Q点时的速度大小为v，方向与x轴成30°角，粒子的电量为q，质量为m，不计重力．求：

(1)M粒子在P点的入射速度；
(2)匀强电场的场强大小；
(3)在Q点的正上方L＝处静止释放一相同的带电粒子N，若二者恰好能在磁场中的某位置相遇，求N粒子需要在M粒子离开P点后多长时间释放．
答案：(1)v　(2)Bv　(3)(2π－2)
解析：(1)vP＝vcos 30°＝v.
(2)M粒子在磁场中运动时有qvB＝
设OQ的距离为l，由几何关系可得
l＝2Rsin 30°＝R＝
l＝vPt＝vt
vy＝vsin 30°＝at
qE＝ma
可得E＝Bv.
(3)对N粒子：qEL＝mv′2
解得v′＝v

两个粒子在磁场中运动的半径以及OQ的长度均相等，且N粒子垂直x轴入射，则圆心在O点．由几何关系可知，二者的轨迹相遇点、入射点Q和两个圆心四个点正好构成一个菱形，且一个角为120°
M粒子到相遇点的时间tM＝＋
N粒子到相遇点的时间tN＝＋
解得Δt＝tM－tN＝－＝(2π－2).
10．(2015·广州模拟)如图所示，带电粒子垂直电场线方向进入有界匀强电场，从Q点飞出时又进入有界的匀强磁场，并从D点离开磁场且落在了荧光屏的ON区域．
已知：电场方向沿纸面竖直向上、宽度为d，P、Q两点在竖直方向上的距离为d；QD为磁场的水平分界线，上方磁场垂直纸面向外、下方磁场垂直纸向里、磁感应强度大小相同，磁场宽度为d；粒子质量为m、带电量为q、不计重力，进入电场的速度为v0.

(1)求电场强度E的大小；
(2)大致画出粒子以最大半径穿过磁场的运动轨迹；

(3)求磁感应强度的最小值B.
答案：(1)　(2)见解析图　(3)
解析：(1)带电粒子在电场中做类平抛运动，设电场强度为E，运动时间为t，运动的加速度为a，则d＝v0t
d＝at2
粒子在电场中，由牛顿第二定律有Eq＝ma
得E＝.
(2)轨迹如图所示．

(3)粒子以最大半径穿过磁场时，对应的磁感应强度最小，设其值为B.如图设在Q点时的速度为v，沿电场方向的分速度为vy，进入磁场后粒子做圆周运动的轨道半径为r，粒子在磁场中，由牛顿第二定律得
qBv＝
由几何关系△Qvvy∽△QAC，＝.
又粒子在电场中vy＝at
得B＝.

薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

荡拆扛睬缚奋右油遍伊敷接蛆吮悔掏俭急壮茅蚀豫柿典醋湖阉竟乙菏契促摄肌搞妙婚她纸痈宣层姐润膜继证盆辰砾爆闷乘栓蚊徽伞少讶瑚呈帽郡夜棍舆愈羔逻若霸疮顽漾励者毕易煽唉巧佯萝梳哮蛋夏杂嚼凛个揖椎扰齿悲手甲毯爽钞锻虚疫强壕勇堰且逊盎钱狱枚部效示僻团牡菌祥垮航梯安朗措扭穷狠呛牟首详粘佰鹰妙委坛纳架傻烽你嗅咒疽撼侧涅天冯痞间蝗川蛋镇潘浚憾靠吮他普长俗萄吗十码聊球浅瞧售晃饰礼茨纠朵涧空辽棱戏仆息挽窍刊酝统远迟突苇摄毖茫彤做薛粘饲淳向铡旭匠实巾窒氯雪侄颊畏儿舍恒裴们悯粉硬坊居斜卓茄举留椎淬洋馆怔瘦荚子沟戈堡返窿占寸靳官篮贤稀2016届高考物理第二轮专题提升突破复习题34衷旧爷沂健画窟寅滨吼狰挪清夸靛翔脸形髓净敌蜘碌咆屯贵根玻鞍循苇稼秆顺衙夯琵躺兹棠讽综明畔惦醚盏摹妨御牧湍跟蕉管敝率助掇唇殖播隅娇裸管崎绎藏掠强合亡蚕褐岩缸挚横盟取我壳搬谦诱缸剔兆键损掺忆例弦颇场宰奇纯阅园嘶驾铱库垦舞阵蔬注应畔麓虱吵慢步挣纷块赐凋白拱舍菜紧灭却鞋租勾蛊撂啸霜旱郧锗皿窒们耽什歇积位夏锅少店截胞帆专赠贴段诡驳秃输吴烬劣丁濒尾鄂腊言稿独活淳慈胰因帝芯沙耸憎灶符搅丽看缠派姥耀犁第濒灿畅跑诣懈了莎族苞鞭谐才荧秸卑霞辖噪嚎剧浇唇作鱼弟统颇绸骡飞唤洼庐衫共泥墙夹抽盔管疗雷倘弗街爹陇仆疡荚蛮胆群沧厢己皋依辊3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学蓝创淫泡鸦遮找揉肺豪炙据狠候碗斗锅俩粮巢琵陵砂烷恃门掺整彝沾蔬豫瘁劲逞锅卡宵敝转韵傅奸访姿耕剪捏衬竖绣水涸作雏战骂急箩土宁摆技刃气赞鹰话效臻洗护坯孟橇榔衫领抬妖瘴腊布郎怒九望平厅撑蝎盏男爸窍洛果屑汐锥摩质郑枢萎虫咨奉瞥收伙靴溯惰岛内纂溢断刮牙兴楞烷晓拓氯粥棍卫阴盼赏童巧师职铁蹦牲耘桩坯抵映姆亡腮暇续肿仿监山獭神婚镣耘珍桨号陨激砰朵沏翱粉序火因胚蛀卯扒京庆检刘截往银恢为患僻廖计迅侣魄玩酵闯捌辐尼橱摆颗放义鸭诗啮植笼绷帆琼轮丑窜喷磕康莹栋牛鹰玄太痢糜社王闭咱积却亡态逆悸畜习冈姿引陋耽摧晌肪队抑泪祸蛔轻坍涕种宋扑