高中物理知识点复习《粒子在复合场中运动》试题特训(2017年最新版)(八)
2017-11-10 08:25:15
来源:91考试网
作者:www.91exam.org 【 大 中 小】
1、选择题 如图所示,空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场的方向竖直向下,磁场方向水平(图中垂直纸面向里),一带电油滴P恰好处于静止状态,则下列说法正确的是( ) A.若仅撤去磁场,P可能做匀加速直线运动 B.若仅撤去电场,P可能做匀加速直线运动 C.若给P一初速度,P可能做匀速圆周运动 D.若给P一初速度,P不可能做匀速直线运动
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参考答案:A.油滴静止说明不受洛伦兹力,重力和电场力相互抵消,所以仅撤去磁场仍然静止,故A错;? ? B.仅撤去电场,油滴受重力有竖直向下的速度,油滴受洛伦兹力,速度改变,洛伦兹力方向随速度方向的变化而变化,不可能做匀速直线运动,故B错; ? C.若P初速度方向与磁场不平行,重力和电场力抵消,仅受洛伦兹力,P做匀速圆周运动,故C对; ? D.若P初速度方向与磁场平行,不受洛伦兹力,重力和电场力抵消,P受力平衡,所以可以做匀速直线运动,故D错误. 故选C.
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 如图所示的直角坐标系中,第Ⅰ、Ⅳ象限内存在着垂直纸面向里的匀强磁场,在x=-2L与y轴之间第Ⅱ、III象限内存在大小相等,方向相反的匀强电场,场强方向如图所示。在A(-2L,L)到C(-2L,0)的连线上连续分布着电荷量为+q、质量为m的粒子。从t=0时刻起,这些带电粒子依次以相同的速度v0沿x轴正方向射出。从A点射出的粒子刚好沿如图所示的运动轨迹(轨迹与x轴的交点为OC的中点)从y轴上A′(0,-L)沿x轴正方向进入磁场。不计粒子的重力及它们间的相互作用,不考虑粒子间的碰撞。
 (1)求电场强度E的大小; (2)若匀强磁场的磁感应强度,求从A′点进入磁场的粒子返回到直线x=-2L时的位置坐标; (3)在AC间还有哪些位置的粒子,经过电场后也能沿x轴正方向?进入磁场。
参考答案:(1)E= (2)(-2L, )(3)AC间y坐标为y= L(n=1,2,3,……)的粒子
本题解析:设粒子从A点射出到OC中点的时间为t,则有 x轴方向 ? 2分 y轴方向 ?2分 又 ? 1分 解得:E= ?1分 (2)粒子在磁场中运动时qBv0= ?2分 解得:R= ?2分 可见粒子离开磁场时的位置坐标为(0, )2分 经分析可知,粒子在电场中有4段类平抛轨迹,则其返回到直线x=-2L时的位置坐标为(-2L, )? 2分 (3)设到C点距离为Δy处射出的粒子通过电场后也沿x轴正方向进入磁场,粒子第一次到达x轴用时Δt,水平位移为Δx,则Δx=vΔt? 1分 ;
? 1分 若满足2L=n·2Δx,则通过电场后能沿x轴正方向进入磁场? 2分 解得:Δy= a(Δt2)= L? 2分 即AC间y坐标为y= L(n=1,2,3,……)的粒子通过电场后能沿x轴正方向进入磁场。
本题难度:一般
3、计算题 如图所示,一质量为m=0.016kg、长L=0.5m、宽d=0.1m、电阻R=0.1Ω的矩形线圈,从h1=5m的高处由静止开始下落,然后进入匀强磁场,当下边进入磁场时,由于磁场力的作用,线圈正好作匀速运动。
 (1)求匀强磁场的磁感应强度B。 (2)如果线圈的下边通过磁场所经历的时间t=0.15s,求磁场区域的高度h2. (3)求线圈的下边刚离开磁场的瞬间,线圈的加速度的大小和方向。 (4)从线圈的下边进入磁场开始到线圈下边离开磁场的时间内,在线圈中产生的 91ExAm.org焦耳热是多少?
参考答案:(1)B=0.4T? (2) (3) ?,方向向上(4)Q=mgL=0.08J
本题解析:(1)设线圈刚进入磁场时的速度为v0,则据机械能守恒定律可得:
?(2分) 根据平衡条件可得 (2分)?,解得B=0.4T?(1分) (2)因为线圈的下边进入磁场后先做匀速运动,用时t0=0.05s,?(1分) 所以线圈做加速运动的时间t1=0.1s, ?(2分) (3) 线圈的下边刚离开磁场的瞬间的速度V=v0+gt1=11m/s;?(2分) 线圈的加速度的大小 ?,方向向上。(3分) (4)Q=mgL=0.08J?(3分)
本题难度:一般
4、填空题 如图所示,水平向左的匀强电场,一根不可伸长的绝缘细线长度为L,细线一端拴一个质量为m,带负电小球,另一端固定在O点,把小球拉到使细线水平的位置A,然后由静止释放,小球沿弧线运动到细线与水平方向成角 的位置B时速度为零。
 (1)该小球在B点的电势能比在A点时?(大、小)。 (2)小球所受电场力与重力之比为?。 (3)小球从A到B过程中,电场力做功?。 (4)小球从A到B过程中,最大动能为?。
参考答案:①大② ③ ④
本题解析:①负电荷所受电场力水平向左,由A运动到B电场力做负功,电势能增大 ②根据对称性可知,小球处在AB中点位置时切线方向合力为零,此时细线与水平方向夹角恰为30°,根据三角函数关系可得:qEsin30°=mgcos30°,可知Eq= mg ③由电场力做功的 ? ④当小球运动到半径与水平方向成30°角时速度最大,由动能定理 点评:本题要注意电场力与重力做功的特点,二力做功均与路径无关;本题采用了数学方法求解;而在解题时还可以应用物理分析法求解,先分析二力的合力方向,则可知,在当小球运动到该方向时速度最大.
本题难度:一般
5、选择题 如图所示,质量均为m的A、B两个小球,用长为2L的轻质杆相连接,在竖直平面内绕固定轴O沿顺时针方向自由转动(转轴在杆的中点),不计一切摩擦,某时刻A球恰好在图中的最高点,A、B球的线速度大小均为v,在A球从M点运动到最高点的过程中,下列说法正确的是
 A.运动过程中B球机械能守恒 B.运动过程中B球速度大小不变 C.杆对A球一直做正功 D.A球单位时间内机械能的变化量不断变小
参考答案:BCD
本题解析:以A、B球为系统,两球在运动过程中,只有重力做功(轻杆对两球做功的和为零),两球的机械能守恒.以过O点的水平面为重力势能的参考平面时,系统的总机械能为E=2× mv2=mv2.假设A球下降h,则B球上升h,此时两球的速度大小是v′,由机械能守恒定律知mv2= mv′2×2+mgh-mgh,得到v′=v,故运动过程中B球速度大小不变.当单独分析B球时,B球在运动到最高点之前,动能保持不变,重力势能在不断增加.由几何知识可得单位时间内机械能的变化量是不断减小的,BCD正确
本题难度:简单
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