高中物理高考知识点《粒子在复合场中运动》高频试题特训(2017年最新版)(四)
2017-07-17 07:26:03
来源:91考试网
作者:www.91exam.org 【 大 中 小】
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1、选择题 质量为m,电荷量为q的微粒以速度v与水平方向成θ角从O点进入方向如图的正交的匀强电场和匀强磁场组成的混合场区,该微粒在电场力、磁场力和重力的共同作用下,恰好沿直线运动到A.下列说法中正确的是( ) A.该微粒一定带负电荷 B.微粒从O到A的运动可能是匀变速运动 C.该磁场的磁感应强度大小为mg/(qvcosθ) D.该电场的场强为Bvcosθ
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参考答案:A、若粒子带正电,电场力向右,洛伦兹力垂直于OA线斜向右下方,则电场力、洛伦兹力和重力不能平衡.若粒子带负电,符合题意.所以A正确. B、粒子如果做匀变速运动,重力和电场力不变,而洛伦兹力变化,粒子不能沿直线运动,与题意不符.故B错误. D、粒子受力如图:

由图qE=qvBsinθ,所以E=Bvsinθ.故D错误; C、由平衡条件得 qvBcosθ=mg,B=mgqvcosθ,故C正确; 故选AC.
本题解析:
本题难度:简单
2、选择题 在如图所示的匀强电场和匀强磁场共存的区域内,电子可能沿水平方向向右做直线运动的是 [? ] A. B. C. D.
参考答案:BC
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 如图所示,在光滑绝缘的斜面上有一质量为m、带电量为+q的小球,为了使它能在斜面上做匀速圆周运动,除了用一丝线拴住外,必须加一个电场,该电场的方向和大小可能为(?)
 A方向竖直向上,大小为mg/q B方向沿斜面向上,大小为mgsin30°/q C方向垂直斜面向下,大小为mgsin30°/q D方向竖直向下,大小为mg/q
参考答案:AB
本题解析:此题答案应选AB 要使带电小球能在光滑绝缘的斜面上做匀速圆周运动,则必须将重力与电场力相平衡,或者重力、支持力和电场力相平衡,仅让细线的拉力提供向心力. 解答:解:A、若没加入匀强电场时,小球受到重力、支持力与细线的拉力.当加入电场时,若使得电场力与重力方向相反,大小相等,则小球会不受支持力作用.由于小球带正电,所以电场在竖直面,方向竖直向上.电场强度大小为mg/q.故A正确; B、若没加入匀强电场时,小球受到重力、支持力与细线的拉力.当加入电场时,若使得小球能做匀速圆周运动,则电场力与重力沿斜面方向分力相平衡即可以.由于小球带正电,所以电场在斜平面上,方向沿斜面向上.电场强度大小为为mgsin30°/q.故B正确; C、若没加入匀强电场时,小球受到重力、支持力与细线的拉力.当加入电场时,若使得小球能做匀速圆周运动,则电场力与重力沿斜面方向分力相平衡即可以.由于小球带正电,所以电场在斜平面上,方向沿斜面向上.电场强度大小为为mgsin30°/q.故C错误; D、若没加入匀强电场时,小球受到重力、支持力与细线的拉力.当加入电场时,若使得电场力与重力方向相反,大小相等,则小球会不受支持力作用.由于小球带正电,所以电场在竖直面,方向竖直向上.电场强度大小为mg/q.故D错误; 故选:AB.
本题难度:简单
4、选择题 1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示。这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成,其间留有空隙。下列说法正确的是
 A.这台加速器的D形盒空隙间加速电压越大,被加速后的离子速度越大 B.当磁场和电场确定时,这台加速器能加速任何离子 C.当磁场和电场确定时,这台加速器仅能加速电量q相同的离子 D.离子仅从电场中获得能量
参考答案:D
本题解析:略
本题难度:一般
5、计算题 (22分)某放置在真空中的装置如图甲所示,水平放置的平行金属板A、B中间开有小孔,小孔的连线与竖直放置的平行金属板C、D的中心线重合。在C、D的下方有如图所示的、范围足够大的匀强磁场,磁场的理想上边界与金属板C、D下端重合,其磁感应强度随时间变化的图象如图乙所示,图乙中的 为已知,但其变化周期 未知。已知金属板A、B之间的电势差为 ,金属板C、D的长度均为L,间距为 。质量为m、电荷量为q的带正电粒子P(初速度不计、重力不计)进入A、B两板之间被加速后,再进入C、D两板之间被偏转,恰能从D极下边缘射出。忽略偏转电场的边界效应。
 (1)求金属板C、D之间的电势差UCD。 (2)求粒子离开偏转电场时速度的大小和方向。 (3)规定垂直纸面向里的磁场方向为正方向,在图乙中t=0时刻该粒子进入磁场,并在 时刻粒子的速度方向恰好水平,求磁场的变化周期T0和该粒子从射入磁场到离开磁场的总时间t总。
参考答案:(1) (2) 方向 ;(3)
本题解析:(l)设粒子在加速电场中被加速后获得的速度为 , 由动能定理得:
? 1分 解得: ?1分 设粒子在偏转电场中运动的加速度为a,运动时间为t,由牛顿运动定律和类平抛运动规律可得:
? 1分
? 1分
? 1分 联立解得: ? 1分 (2)设粒子离开偏转电场时的速度大小为 ,由动能定理得:
? 1分 解得: ? 1分 设粒子由k点离开电场时偏转角为 ?,由平行四边形定则得:
? 1分 解得: ? 1分 (3)由作图和分析可得,粒子在磁场中的运动轨迹如下图所示。
 粒子在磁场中做圆周运动的周期为: ? 1分 粒子从k进入磁场,沿逆时针方向运动,由“ 时刻的速度方向恰好水平”可知,轨迹对应的图心角为 ;即 ? 1分 故有: 联立上述各式解得: ? 1分 结合图乙可知,粒子经过 点时,磁场反向,在 内粒子沿顺时针方向运动半周到达 点;此时磁场再反向,粒子在 内沿逆时针方向运动到 点;接着在 内运动到 点;再接着在 内运动到 点;由作图和分析可知,最后经 ?从 点离开磁场。? 2 分 则该粒子从射入磁场到离开磁场的总时间为: t总= ? 2分 即:t总= ? 1分
本题难度:困难
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