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2021高考物理(全国通用)二轮复习新题重组训练:专题三-电场和磁场9b.docx

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资源描述

1、Z专题检测素能提升一、选择题(本题共8小题,每小题8分,共64分,其中第1、6、7、8小题为多选题。)12022山东临沂一模如图所示,长均为d的两正对平行金属板MN、PQ水平放置,板间距离为2d,板间有正交的匀强电场和匀强磁场,一带电粒子从MP的中点O垂直于电场和磁场方向以v0射入,恰沿直线从NQ的中点A射出;若撤去电场,则粒子从M点射出(粒子重力不计)。以下说法正确的是()A该粒子带正电B该粒子带正电、负电均可C若撤去磁场,则粒子射出时的速度大小为2v0D若撤去磁场,则粒子射出时的速度大小为v0解析若撤去电场,则粒子从M点射出,依据左手定则知粒子应带正电荷,故A正确,B错误;设粒子的质量为m

2、,带电荷量为q,粒子射入电磁场时的速度为v0,则粒子沿直线通过场区时:Bqv0Eq。撤去电场后,在洛伦兹力的作用下,粒子做圆周运动,由几何学问知r,由洛伦兹力供应向心力得,qv0Bm。撤去磁场,粒子做类平抛运动,设粒子的加速度为a,穿越电场所用时间为t,则有:Eqma,yat2,dv0t,联立解得:yd。设末速度为v,由动能定理得,qEdmv2mv,解得:vv0,故C错误,D正确。答案AD22022江西八校联考如图所示,空间存在足够大、正交的匀强电、磁场,电场强度为E、方向竖直向下,磁感应强度为B、方向垂直纸面对里。从电、磁场中某点P由静止释放一个质量为m、带电荷量为q的粒子(粒子受到的重力忽

3、视不计),其运动轨迹如图中虚线所示。对于带电粒子在电、磁场中下落的最大高度H,下面给出了四个表达结果,用你已有的学问计算可能会有困难,但你可以用学过的学问对下面的四个结果作出推断。你认为正确的是()A.B.C. D.解析依据量纲法,可得A为正确答案。答案A32022东北三校模拟如图所示,某种带电粒子由静止开头经电压为U1的电场加速后,射入水平放置、电势差为U2的两导体板间的匀强电场中,带电粒子沿平行于两板的方向从两板正中间射入,穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场中,则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U1和U2的变化状况为(不计重力,不考虑边缘效应)()Ad随U1

4、变化,d与U2无关Bd与U1无关,d随U2变化Cd随U1变化,d随U2变化Dd与U1无关,d与U2无关解析设带电粒子在加速电场中被加速后的速度为v0,依据动能定理有 qU1mv。带电粒子从偏转电场中出来进入磁场时的速度大小为v,与水平方向的夹角为,在磁场中有r,而d2rcos,v0vcos,联立解得d2,因而选项A正确。答案A4如图所示,水平地面上方存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B,从距地面2h高处的A点以初速度v0水平抛出一带正电小球(可视作质点),带电小球的电荷量为q,质量为m,若q、m、h、B满足关系式2(重力加速度为g),则小球落点与抛出点A间的水平位移是()Av0B. Cv

5、0D.解析带电粒子在重力场和磁场的复合场中同时做两方面的运动,一个是竖直方向的自由落体运动,有2hgt2t2,另一个是在垂直于纸面的水平面内的匀速圆周运动,周期T,由于2,可见小球落地时做了半个圆周运动,水平位移是圆周运动的直径D2r2。D对,选D。答案D5如图所示,在纸面内存在水平向右的匀强电场和垂直纸面对里的匀强磁场,电场强度大小为E,磁感应强度大小为B,一水平固定绝缘杆上套有带电小球P,P的质量为m、电荷量为q,P与杆间的动摩擦因数为。小球由静止开头滑动,设电场、磁场区域足够大,杆足够长,在运动过程中小球的最大加速度为a0,最大速度为v0,则下列推断正确的是()A小球先加速后减速,加速度

6、先增大后减小B当vv0时,小球的加速度最大C当vv0时,小球确定处于加速度减小阶段D当aa0时,解析开头运动阶段qvBmg,加速度a1,小球做加速度越来越大的加速运动;当qvBmg之后,小球受到的支持力垂直杆向下,小球的加速度a2,小球做加速度减小的加速运动,加速度减小到0后匀速运动,则可知小球始终加速最终匀速,加速度先增大后减小为0不变,A错;作出小球的加速度随速度的变化规律图象如图所示,两阶段的图线斜率大小相等,有v1v0,则vv0确定处于加速度减小阶段,选项B错、C对;aa0可能毁灭在加速阶段或减速阶段,选项D错。答案C62022太原检测如图所示,带负电的物块A放在足够长的不带电的绝缘小

7、车B上,两者均保持静止,置于垂直于纸面对里的匀强磁场中,在t0时刻用水平恒力F向左推小车B。已知地面光滑,A、B接触面粗糙,A所带电荷量保持不变,下列四图中关于A、B的vt图象及A、B之间摩擦力Fft图象大致正确的是()解析t1时刻之前,A、B相对静止、做匀加速直线运动。t1后,A、B毁灭相对滑动,A物体所受摩擦力Ff(mAgqvB),因速度越来越大,洛伦兹力越来越大,使A物体加速的摩擦力越来越小,所以A物在t1后做加速度减小的加速运动,A对B错;由于A物体做加速度减小的加速运动,所以A物体的摩擦力减小的越来越慢,Fft图线曲线的斜率反映减小的快慢,所以C对D错;选A、C。答案AC72022银

8、川模拟粒子回旋加速器的工作原理如图所示,置于真空中的D型金属盒的半径为R,两金属盒间的狭缝很小,磁感应强度为B的匀强磁场与金属盒盒面垂直,高频率沟通电的频率为f,加速电场的电压为U,若中心粒子源处产生的质子质量为m,电荷量为e,在加速器中被加速。不考虑相对论效应,则下列说法正确的是()A不转变磁感应强度B和沟通电的频率f,该加速器也可加速粒子B加速的粒子获得的最大动能随加速电压U增大而增大C质子被加速后的最大速度不能超过2RfD质子其次次和第一次经过D型盒间狭缝后轨道半径之比为 1解析由于质子和粒子的比荷不同,由T知能加速质子的加速器不能加速粒子,A错;由Rv,所以被加速粒子的动能Ekmv2,

9、可见和加速电压U无关,B错;被加速质子的周期T与加速电压的周期相同,所以f,被加速质子的最大速度v2Rf,C对;质子第一次被加速有qUmvv1,半径R1,质子二次被加速有2qUmvv2,半径R2 ,所以R2R11,D对,选C、D。答案CD82022江苏高考如图所示,导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间,线圈中电流为I,线圈间产生匀强磁场,磁感应强度大小B与I成正比,方向垂直于霍尔元件的两侧面,此时通过霍尔元件的电流为IH,与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压UH满足:UHk,式中k为霍尔系数,d为霍尔元件两侧面间的距离,电阻R远大于RL,霍尔元件的电阻可以忽视,则()A霍尔元件前表面的

10、电势低于后表面B若电源的正负极对调,电压表将反偏CIH与I成正比D电压表的示数与RL消耗的电功率成正比解析由左手定则可判定,霍尔元件的前表面积累正电荷,电势较高,故A错。由电路关系可见,当电源的正、负极对调时,通过霍尔元件的电流IH和所在空间的磁场方向同时反向,前表面的电势照旧较高,故B错。由电路可见,则IHI,故C正确。RL的热功率PLIRL()2RL,由于B与I成正比,故有:UHkkk,可得知UH与RL成正比,故D正确。答案CD二、计算题(本题共2小题,共36分。需写出规范的解题步骤。)9.2022郑州二摸如图所示,空间中有场强为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场,y轴为两种场的分界线

11、,图中虚线为磁场区域的右边界现有一质量为m、电荷量为q的带电粒子从电场中坐标位置(l,0)处,以初速度v0沿x轴正方向开头运动,且已知l(重力不计)。试求:(1)带电粒子进入磁场时速度的大小。(2)若要使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回电场中,磁场的宽度d应满足的条件?解析本题考查带电粒子在匀强电场,匀强磁场中的运动问题,意在检验考生的分析、推理力气。(1)带电粒子在匀强电场中运动时lv0tvytv由得:vv0(2)tan1进入磁场后做匀速圆周运动, qvBmdR(1sin)解得:d即磁场宽度d答案(1)v0(2)d102022大庆质检如图甲所示,在光滑绝缘的水平桌面上建立一xOy坐标系,水平

12、桌面处在周期性变化的电场和磁场中,电场和磁场的变化规律如图乙所示(规定沿y方向为电场强度的正方向,竖直向下为磁感应强度的正方向)。在0时刻,一质量为10 g、电荷量为0.1 C的带正电金属小球自坐标原点O处,以v02 m/s的速度沿x轴正方向射出。已知E00.2 N/C、B00.2 T。求:(1)1 s末金属小球速度的大小和方向;(2)12 s内,金属小球在磁场中做圆周运动的周期和半径;(3)6 s内金属小球运动至离x轴最远点时的位置坐标。解析(1)在01 s内,小球在电场力作用下,在x轴方向上做匀速运动,vxv0,在y轴方向做匀加速直线运动,vy(qE0/m)t11 s末小球的速度v12 m

13、/s设v1与x轴正方向的夹角为, 则tanvy/vx1故45(2)在12 s内,小球在磁场中做匀速圆周运动的周期T2m/qB01 s由洛伦兹力供应向心力得qv1B0mv/R1解得R1(m)(3)如图(a)所示,在5 s内,小球部分运动轨迹可视为一条连续抛物线。由匀变速直线运动规律知x方向上x3v0tvxv0y方向上y3at2/2aqE0/mvy3at5 s末时小球的速度v2 m/stanvy3/v03(为v与x轴的夹角)在56 s内,小球在磁场中做匀速圆周运动,由洛伦兹力供应向心力,有Rmv/qB0如图(b)所示,由几何关系得,离x轴最远点G的坐标为(x,y),其中xx3x2,yy3y2而x2Rsin,y2R(1cos)由上述各式可得x(63/) my m答案(1)2 m/s与x轴正方向的夹角为45(2)1 s m(3)

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