高中物理知识点大全《粒子在复合场中运动》高频试题特训（2020年最新版） - 高考物理题库

高中物理知识点大全《粒子在复合场中运动》高频试题特训（2020年最新版）(十)

2020-08-09 23:13:27 【大中小】

1、选择题一质子以速度v穿过相互垂直的电场和磁场区域时作直线运动,如图所示,则以下说法正确的是(粒子重力不计)(? )

A．若电子以相同的速度射入该区域,将会发生偏转
B．只有带正电的粒子以相同的速度射入时才不会偏转
C．无论何种带电粒子,只要以相同的速度射入都不会发生偏转
D．若质子的速度大于v,它将向正极板偏转

参考答案：CD

本题解析：由于粒子能够做直线运动，可知水平方向受力平衡，有qvB=qE，由此可知粒子的运动与电量无关，A错；只要是速度满足关系式v=E/B的粒子都能传出，B错；CD正确
点评：难度较小，熟悉速度选择器的学生都能看出本题考查的模型，速度选择器选择的只是速度本身，对粒子的电性不选择

本题难度：简单

2、计算题在水平地面上方的足够大的真空室内存在着匀强电场和匀强磁场共存的区域，且电场与磁场的方向始终平行，在距离水平地面的某一高度处，有一个带电量为q、质量为m的带负电的质点，以垂直于电场方向的水平初速度v0进入该真空室内，取重力加速度为g。求：
（1）若要使带电质点进入真空室后做半径为R的匀速圆周运动，求磁感应强度B0的大小及所有可能的方向；
（2）当磁感应强度的大小变为B时，为保证带电质点进入真空室后做匀速直线运动，求此时电场强度E的大小和方向应满足的条件；
（3）若带电质点在满足第（2）问条件下运动到空中某一位置M点时立即撤去磁场，此后运动到空中另一位置N点时的速度大小为v，求M、N两点间的竖直高度H及经过N点时重力做功的功率。

参考答案：解：（1）由于带电质点在匀强电场E0和匀强磁场B0共存的区域做匀速圆周运动，所以受到的电场力必定与重力平衡，即qE0=mg
根据牛顿第二定律和向心力公式
解得，磁感应强度B0为竖直向上或竖直向下
（2）①当带电粒子垂直纸面向外运动时，（正对纸面看）如图甲，此时磁场B和电场E方向相同，如图甲所示

由于带电质点做匀速直线运动，由平衡条件和几何关系可知
解得
图中的θ角为
即电场E的方向为沿与重力方向夹角且斜向下的一切方向，或，且斜向下方的一切方向（竖直方向为轴旋转一周，B和E存在的所有方向可围成圆锥面）
②当粒子速度方向垂直纸面向里（正对纸面看）如图乙，只需要磁场反向（电场磁场方向相反）即可。大小和方向结果不变（竖直方向为轴旋转一周，B和E存在的所有方向可围成圆锥面）

（3）当撤去磁场后，带电质点只受电场力和重力作用，这两个力的合力大小为qv0B，方向既垂直初速度v0的方向也垂直电场E的方向
设空中M、N两点间的竖直高度为H，因电场力在这个过程中不做功，则由机械能守恒定律得
mv2=mgH+mv02，解得
因带电质点做类平抛运动，由速度的分解可求得带电质点到达N点时沿合力方向的分速度大小为vN=
又因电场力在这个过程中不做功，带电质点到达N点时，重力做功的功率等于合外力在此时的瞬时功率，解得PN=qv0BvN=

本题解析：

本题难度：困难

3、选择题在如下匀强电场和匀强磁场共存的区域内，带正电的粒子（不计重力）不可能沿x轴正方向做直线运动的是(?)

参考答案：B

本题解析：若粒子沿着A图所示沿x正向运动，则洛伦兹力竖直向下，电场力竖直向上，若两者平衡即可满足要求，所以A对。其他图同理可得，唯独B不满足。
点评：此类题型考察了左手定则判断洛伦兹力

本题难度：一般

4、计算题（15分）．如图所示，在空间中取直角坐标系，在第一象限内从y轴到MN之间的区域充满一个沿y轴正方向的匀强电场，MN为电场的理想边界，场强大小为E1?，ON="d" 。在第二象限内充满一个沿x轴负方向的匀强电场，场强大小为E2。电子从y轴上的A点以初速度沿x轴负方向射入第二象限区域，它到达的最右端为图中的B点，之后返回第一象限，且从MN上的P点离开。已知A点坐标为（0，h）．电子的电量为e，质量为m，电子的重力忽略不计，求：

（1）电子从A点到B点所用的时间
（2）P点的坐标；
（3）电子经过x轴时离坐标原点O的距离．

参考答案：（1）（2）（3）

本题解析：（1）从A到B的过程中，

（2）电子从A运动到B，然后沿原路返回到A点时的速度大小仍是
电子在电场中的运动时间为
偏转加速度为：
电子的偏转位移为：
联立解得：
P点的坐标为
（3）电子到达P点时
?（1分）
电子离开电场后水平、竖直方向上都做匀速运动，
?（1分）
?（1分）
电子经过x轴是离坐标原点O的距离为：
联立解得：