届高考物理一轮复习第九单元磁场题组层级快练带电粒子在组合场中的运动专题新人教版.doc
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1、题组层级快练(四十五)一、选择题1(2022南京一模)(多项选择)如下图,虚线所围的区域内存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场从左方水平射入的电子,穿过该区域时未发生偏转那么以下分析中可能正确的选项是()AE竖直向上,B垂直纸面向外,电子做匀速直线通过区域BE竖直向上,B垂直纸面向里,电子做匀速直线通过区域CE和B都是沿水平方向,电子做匀减速直线运动通过区域DE和B都是沿水平方向,电子做匀加速直线运动通过区域答案ACD解析重力忽略不计的电子,穿过这一区域时未发生偏转,A项,假设E竖直向上,B垂直于纸面向外,那么电场力竖直向下,而磁场力由左手定那么可得方向竖直向上,所以当两力大小
2、相等时,电子穿过此区域不会发生偏转并且做匀速直线运动,故A项正确;B项,假设E竖直向上,B垂直于纸面向里,那么电场力方向竖直向下,而磁场力方向由左手定那么可得竖直向下,所以两力不能使电子做直线运动,会发生偏转故B项错误;C项,假设E和B都沿水平方向,并与电子运动方向相反,那么电子所受电场力方向与运动方向相同,而由于电子运动方向与B方向在一条直线上,所以不受磁场力,因此穿过此区域不会发生偏转如果电场方向与运动方向相同,那么电子受力与运动方向相反,那么电子减速通过,故C项正确;D项,假设E和B都沿水平方向,并与电子运动方向相同,那么电子所受电场力方向与运动方向相反,而由于电子运动方向与B方向相互平
3、行,所以不受磁场力,因此穿过此区域不会发生偏转,假设电场线与运动方向相反,那么电子受力与运动方向相同,做加速运动,故D项正确2(多项选择)带电小球以一定的初速度v0竖直向上抛出,能够到达的最大高度为h1;假设加上水平方向的匀强磁场,且保持初速度仍为v0,小球上升的最大高度为h2;假设加上水平方向的匀强电场,且保持初速度仍为v0,小球上升的最大高度为h3,假设加上竖直向上的匀强电场,且保持初速度仍为v0,小球上升的最大高度为h4,如下图不计空气,那么()A一定有h1h3B一定有h1h4Ch2与h4无法比拟 Dh1与h2无法比拟答案AC解析第1个图:由竖直上抛运动的最大高度公式得:h1.第3个图:
4、当加上电场时,由运动的分解可知:在竖直方向上有,v022gh3,所以h1h3,故A项正确;而第2个图:洛伦兹力改变速度的方向,当小球在磁场中运动到最高点时,小球应有水平速度,设此时的球的动能为Ek,那么由能量守恒得:mgh2Ekmv02,又由于mv02mgh1,所以h1h2,所以D项错误第4个图:因小球电性不知,那么电场力方向不清,那么高度可能大于h1,也可能小于h1,故C项正确,B项错误3(多项选择)如下图,空间中存在正交的匀强电场E(方向水平向左)和匀强磁场B(方向垂直纸面向外),在竖直平面内从a点沿ab、ac方向抛出两带电小球(不考虑两带电小球的相互作用,两小球电荷量始终不变),关于小球
5、的运动,以下说法正确的选项是()A沿ab、ac方向抛出的带电小球都可能做直线运动B只有沿ab方向抛出的带电小球才可能做直线运动C假设沿ac方向抛出的小球做直线运动那么小球带负电,且小球一定是做匀速运动D两小球在运动过程中机械能均守恒答案AC解析两个带电小球的电性未知,可假设电性再判断电场力和洛伦兹力的方向,由于在电场力、洛伦兹力和重力作用下小球的直线运动必为匀速运动,只要三力能平衡,小球即可做直线运动,由假设判断可知沿ab方向做直线运动的小球带正电、沿ac方向做直线运动的小球带负电,所以A、C项正确,B项错误;除重力做功外,洛伦兹力不做功,电场力做功,机械能不守恒,D项错误4.如下图,空间的某
6、个复合场区域内存在着方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场质子由静止开始经一加速电场加速后,垂直于复合场的界面进入并沿直线穿过场区,质子从复合场区穿出时的动能为Ek.那么氘核同样由静止开始经同一加速电场加速后穿过同一复合场后的动能Ek的大小是()AEkEk BEkEkCEkEk D条件缺乏,难以确定答案B解析设质子的质量为m,那么氘核的质量为2m.在加速电场中,由动能定理可得eUmv2,在复合场内,由BeveE得v;同理对于氘核由动能定理可得离开加速电场的速度比质子的速度小,所以当它进入复合场时所受的洛伦兹力小于电场力,将往电场力方向偏转,电场力做正功,故动能增大,B项正确5.(2022河南一模)如
7、下图,半径为R的光滑半圆弧绝缘轨道固定在竖直面内,磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于轨道平面向里一可视为质点、质量为m、电荷量为q(q0)的小球由轨道左端A无初速滑下,当小球滑至轨道最低点C时,给小球再施加一始终水平向右的外力F,使小球能保持不变的速率滑过轨道右侧的D点假设小球始终与轨道接触,重力加速度值为g,那么以下判断正确的选项是()A小球在C点受到的洛伦兹力大小为qBB小球在C点对轨道的压力大小为3mgqBC小球从C到D的过程中,外力F的大小保持不变D小球从C到D的过程中,外力F的功率逐渐增大答案D解析A项,因为洛伦兹力始终对小球不做功,故洛伦兹力不改变小球速度的大小,从A点运动到C点的
8、过程中只有重力做功,根据动能定理得:mgRmv2,解得:v.故小球在C点受到的洛伦兹力大小为fqBvqB.故A项错误;B项,由左手定那么可知,小球向右运动到C点时受到的洛伦兹力的方向向上,那么有:NqvBmg,解得:N3mgqvB3mgqB,故B项错误;C项,小球从C到D的过程中,洛伦兹力和支持力沿水平方向的分力增大,所以水平外力F增大故C项错误;D项,小球从C到D的过程中小球的速率不变,而洛伦兹力和支持力不做功,所以小球的动能不变,拉力F的功率与重力的功率大小相等,方向相反由运动的合成与分解可知,小球从C向D运动的过程中,竖直方向的分速度越来越大,所以重力的功率增大,所以外力F的功率也增大故
9、D项正确6(2022江西一模)我国地处北半球,某地区存在匀强电场E和可看做匀强磁场的地磁场B,电场和地磁场的方向相同,地磁场的竖直分量和水平分量分别竖直向下和水平指北,一带电小球以速度v在此区域内沿垂直场强方向沿水平面做直线运动,忽略空气阻力,某地区的重力加速度为g,那么以下说法正确的选项是()A小球运动方向为自南向北B小球可能带正电C小球速度v的大小为D小球的比荷为答案D解析AB项,小球受到重力、电场力与洛伦兹力,因直线运动,且fqvB,因此一定是匀速直线运动,那么电场力与洛伦兹力的合力与重力等值反向,根据左手定那么,因地磁场的竖直分量和水平分量分别竖直向下和水平指北,那么小球一定带负电,负
10、电荷受到的电场力的方向与磁场的方向相反,那么运动的方向由东向西方向运动,故AB两项错误;C项,由上分析可知,电场力与洛伦兹力的合力竖直向上,由于夹角不知,因此它们的大小关系不能确定,那么不能确定v的大小为.故C项错误;D项,小球受到的电场力与洛伦兹力的合力与重力等值反向,那么:mg,所以小球的比荷:.故D项正确7(2022扬州模拟)(多项选择)如下图,一绝缘容器内部为长方体空腔,容器内盛有NaCl的水溶液,容器上下端装有铂电极A和C,置于与容器外表垂直的匀强磁场中,开关K闭合前容器两侧P、Q两管中液面等高,闭合开关后()AM处钠离子浓度大于N处钠离子浓度BM处氯离子浓度小于N处氯离子浓度CM处
11、电势高于N处电势DP管中液面高于Q管中液面答案AD解析AB项,依据左手定那么可知,钠离子在洛伦兹力作用下,向M处偏转,因此M处钠离子浓度大于N处钠离子浓度,故A项正确,B项错误;C项,依据正离子的定向移动方向与电流方向相同,而负离子移动方向与电流方向相反,根据左手定那么可知,正负离子均偏向同一方向,因此电势相等,故C项错误;D项,当开关闭合时,液体中有从A到C方向的电流,根据左手定那么可知,液体将受到向M的安培力作用,在液面内部将产生压强,因此P端的液面将比Q端的高,故D项正确8(2022南通模拟)(多项选择)磁流体发电机又叫等离子体发电机,如下图,燃烧室在3 000 K的高温下将气体全部电离
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