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高考物理试卷《粒子在复合场中运动》试题巩固(2020年最新版)(八)
2020-08-09 23:38:37
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1、选择题 如图,三个质最相等,分别带正电、负电和不带电的小球,以相同速率从带电平行金属板的P点沿垂直于电场方向射入电场,落在A、B、C三点,则.( ) A.落到C点的小球带正电、落到A点的小球带负电、落到B点的小球不带电 B.三小球在电场中运动时间相等 C.三小球到达正极板的动能关系是EkA>EkB>EkC D.三小球在电场中的加速度关系是aC>aB>aA
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参考答案:A、在平行金属板间不带电小球、带正电小球和带负电小球的受力如下图所示:
 三小球在水平方向都不受力,做匀速直线运动,则落在板上时水平方向的距离与下落时间成正比,由于竖直位移相同,根据h=12at2,得水平位移最大的A球运动时间最长即A球竖直方向的加速度最小,故A球带正电,水平位移最小的C球加速度最大,故C球带负电,则B球不带电,故A错误; B、三小球在水平方向都不受力,做匀速直线运动,则落在板上时水平方向的距离与下落时间成正比,所以A球运动时间最长,C球运动时间最短,故B错误. C、根据动能定理,三小球到达下板时的动能等于这一过程中合外力对小球做的功.由受力图可知,带负电小球合力最大为G+F,做功最多动能最大,带正电小球合力最小为G-F,做功最少动能最小,即EC>EB>EA,故C错误; D、由于三小球在竖直方向位移相等,初速度均为0,由A的分析可得受力关系,根据牛顿第二定律,则有aC>aB>aA,故D正确. 故选:D
本题解析:
本题难度:简单
2、选择题 如图所示,用绝缘细线拴一个带负电的小球,带电量为q,让它在竖直向下的匀强电场中(场强为E)绕O点做竖直平面内的匀速圆周运动,a、b两点分别是圆周的最高点和最低点,不计空气阻力。则下列说法中正确的是
 A.小球质量为qE/g B.小球在运动中机械能守恒 C.小球经过a点时,机械能最大 D.小球经过a点时,电势能最大
参考答案:AC
本题解析:要使小球做匀速圆周运动,则必须满足 ,洛伦兹力完全充当向心力,故小球的质量为 ,A正确,过程中电场力和重力做功代数和为零,即电场力做功,所以机械能不守恒,B错误,从a到b点,电场力做负功,一部分机械能转化为电势能,所以a点的机械能大于b点的机械能,C正确,D错误, 点评:做本题的关键是理解,重力和电场力相互平衡,洛伦兹力完全充当向心力,这样才能满足小球做匀速圆周运动
本题难度:一般
3、选择题 如图所示,在竖直虚线MN和 之间区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场,一带电粒子(不计重力)以初速度v0由A点垂直于MN进入这个区域,带电粒子沿直线运动,并从C点离开场区。如果撤去磁场,该粒子将从B点离开场区;如果撤去电场,该粒子将从D点离开场区。则下列判断正确的是(?)

 A.该粒子由B、C、D三点离开场区时的动能相同 B.该粒子由A点运动到B、C、D三点的时间均不相同 C.匀强电场的场强E与匀强磁场的磁感应强度B之比 D.若该粒子带负电,则电场方向竖直向下,磁场方向垂直于纸面向外
参考答案:C
本题解析:存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场时,粒子做直线运动,说明合力为0,即 ,所以有 选项C对。此时粒子做匀速直线运动沿AC水平线,说明电场力垂直速度方向。末速度仍是 ,运动时间为 。撤去磁场后仅有电场,电场力与 垂直,此为类平抛运动,从B点离开电场,说明电场力向上,水平方向仍是匀速直线,运动时间为 ,但由于电场力做正功,末速度大于 。撤去电场后仅有磁场,做匀速圆周运动,末速度仍是 ,运动时间为圆弧长度除以 所以时间大于 。综上,该粒子由B、C、D三点离开场区时的动能B点最大,CD相同,选项A错。.该粒子由A点运动到B、C、D三点的时间D的时间最长,BC的时间相等,选项B错。若该粒子带负电,电场力向上,说明竖直向下,根据洛伦兹力与电场力平衡,即洛伦兹力竖直向下可判断磁场方向垂直纸面向里,选项D错。
本题难度:简单
4、计算题 如图所示,在xoy平面的第一象限有匀强电场,电场方向沿-y方向。在x轴的下方存在着垂直于xoy平面的匀强磁场,磁感应强度为B。有一质量为m、电荷量为q的正电荷从y轴上的A点以平行于x轴的速度射入电场中,从x轴上的B点进入磁场中。电荷在B点时的速度与x轴的夹角为α,BO=L,粒子最后从坐标原点射出磁场。求: (1)粒子在磁场中运动的时间为多少? (2)粒子在磁场中运动的速度大小? (3)电场强度的大小?

参考答案:解:(1)解:
,解得: (2)2r sinα=L?, r= 解得: (3)vx=vcosα?,vsinα=  解得:E=
本题解析:
本题难度:困难
5、计算题 如图所示,两个几何形状完全相同的平行板电容器PQ和MN,竖直置于区域足够大的水平方向匀强磁场中,两电容器极板上端和下端分别在同一水平线上。已知P、Q和M、N板间距都是d,板间电压都是U,极板长度均为L。今有一电子从极板边缘的P、Q两板间的中点O以速度v0进入,并刚好匀速直线运动穿过电容器,此后经过磁场偏转又沿竖直方向进入并匀速直线运动穿过电容器M、N板间,穿过M、N板间电场后,再经过磁场偏转又通过O点沿竖直方向进入电容器P、Q极板间,循环往复。已知电子质量为m,电量为e,重力不计。
 (1)求匀强磁场的磁感应强度B? (2)电子从O点出发至第一次返回到O点经过了多长时间? (3)Q板和M板间的距离x满足什么条件时,能够达到题述过程的要求?
参考答案:(1) (2) (3)
本题解析:(1)因在电容器的极板间洛仑兹力与电场力大小相等,因此有:? ? (2)电子通过一个电容器的时间 设电子在磁场中做圆周运动的周期为T,则有 电子在磁场中运动半个圆周的时间 电子第一次返回到O点的时间  (3)电子射出电容器后在磁场中做匀速圆周运动,设圆周半径为R,根据洛仑兹力公式和向心力公式有 要使电子能进入M、N板间,则应满足 解得 本题考查带电粒子在复合场中的运动,根据分别有电场和磁场的两段运动分别求解,根据洛伦兹力提供向心力列式求解
本题难度:一般
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