高考物理 带电粒子在复合场中的运动练习.doc
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1、2011年高考物理 带电粒子在复合场中的运动练习一、选择题(共10小题,每小题6分,共60分,在每小题给出的四个选项中至少有一项符合题意,全部选对的得6分,漏选的得3分,错选的得0分)1(2009高考北京理综)如图所示的虚线区域内,充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场一带电粒子a(不计重力)以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域,恰好沿直线由区域右边界的O点(图中未标出)穿出若撤去该区域内的磁场而保留电场不变,另一个同样的粒子b(不计重力)仍以相同初速度由O点射入,从区域右边界穿出,则粒子b()A穿出位置一定在O点下方B穿出位置一定在O点上方C运动时,在电场中的电势能一定减
2、小D在电场中运动时,动能一定减小【解析】本题考查带电粒子在磁场和电场中的运动,意在考查考生发散思维的能力带电粒子的电性可正也可负,当只有电场作用时,粒子穿出位置可能在O点上方,也可能在O点下方电场力一定对粒子做正功,粒子的电势能减小,动能一定增加【答案】C2(2009广东)如图所示,表面粗糙的斜面固定于地面上,并处于方向垂直纸面向外、强度为B的匀强磁场中质量为m、带电量为Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑在滑块下滑的过程中,下列判断正确的是()A滑块受到的摩擦力不变B滑块到达地面时的动能与B的大小无关C滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下DB很大时,滑块可能静止于斜面上【解析】本题考查洛伦兹力意在考
3、查考生对带电物体在磁场中运动的受力分析滑块受重力、支持力、洛伦兹力、摩擦力,如图所示由左手定则首先容易判断洛伦兹力的方向为垂直斜面向下,C正确;由f洛QvB,当速度发生变化时,洛伦兹力变化,由FNf洛mgcos,支持力也随之变化,由fFN知摩擦力也随之变化,A错误;磁场B的大小最终影响摩擦力的大小,影响滑块到达地面的过程中摩擦力做功的大小,滑块到达地面时的动能与B的大小有关,B错误;滑块从斜面顶端由静止下滑,所以中间不可能静止在斜面上,D错误【答案】C3(2009高考辽宁、宁夏理综)医生做某些特殊手术时,利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度电磁血流计由一对电极a和b以及一对磁极N和S构成,磁
4、极间的磁场是均匀的使用时,两电极a、b均与血管壁接触,两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直,如图所示由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动,电极a、b之间会有微小电势差在达到平衡时,血管内部的电场可看作是匀强电场,血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零在某次监测中,两触点间的距离为a、b的正负为()A/s,a正、b负B/s,a正、b负C/s,a负、b正 D/s,a负、b正【解析】本题考查带电粒子在复合场中的运动、磁流体发电机、左手定则等知识点,意在考查考生对带电粒子在复合场中的运动、力的平衡、左手定则的综合运用能力根据左手定则,可知a正b负,所以CD错误;因为离子在场中所受合力
5、为零,Bqvq,所以v/s,A正确B错误【答案】A4(2009高考广东卷)如图是质谱仪的工作原理示意图带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有强度为B0的匀强磁场下列表述正确的是()A质谱仪是分析同位素的重要工具B速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/BD粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷越小【解析】本题考查质谱仪的工作原理,意在考查考生分析带电粒子在电场、磁场中的受力和运动的能力粒子先在电场中加速,进入速度选择器做匀速
6、直线运动,最后进入磁场做匀速圆周运动在速度选择器中受力平衡:EqqvB得vE/B,方向由左手定则可知磁场方向垂直纸面向外,BC正确;进入磁场后,洛伦兹力提供向心力,qvB0得,R,所以比荷不同的粒子偏转半径不一样,所以,A正确;D错误【答案】ABC5(2009江西重点中学联考)如图所示,从离子源发射出的正离子,经加速电压U加速后进入相互垂直的电场(E方向竖直向上)和磁场(B方向垂直纸面向外)中,发现离子向上偏转要使此离子沿直线通过电磁场,需要()A增加E,减小B B增加E,减小UC适当增加U D适当减小E【解析】离子所受的电场力FqE,洛伦兹力fqvB,qUmv2,离子向上偏转,电场力大于洛伦
7、兹力,故要使离子沿直线运动,可以适当增加U,增加速度,洛伦兹力增大,C正确;也可适当减小E,电场力减小,D正确【答案】CD6(2009武昌区调研)回旋加速器是用来加速带电粒子的装置,如图所示,它的核心部分是两个D形金属盒,两盒相距很近,连接好高频交流电源后,两盒间的窄缝中形成匀强电场,使带电粒子每次通过窄缝都能得到加速两盒放在匀强磁场中,磁场方向垂直盒面向下,带电粒子在磁场中做圆周运动,通过两盒间的窄缝时反复被加速,直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出,如果用同一回旋加速器分别加速氚核(H)和粒子(He),比较它们所需的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小,下列说法正确的是()A加速氚
8、核的交流电源的周期较大;氚核获得的最大动能较大B加速氚核的交流电源的周期较大;氚核获得的最大动能较小C加速氚核的交流电源的周期较小;氚核获得的最大动能较小D加速氚核的交流电源的周期较小;氚核获得的最大动能较大【解析】考查回旋加速器相关知识对于粒子在匀强磁场中的运动,由R可知,随着粒子速度的增大,粒子的运动半径也逐渐增大,设氚核的质量为3m,电荷量为e,在窄缝间被加速的次数为a,则由3mv2aeU和R(其中R为氚核在D形盒中运动的最大圆周半径)可得,a,同理,若粒子在D形盒中被加速的次数为b,则b,故ab23,故氚核的加速次数少于粒子的加速次数,获得的动能较少;由T可知,T与成正比,故加速氚核的
9、交流电源的周期较大,获得的动能较小,B正确【答案】B7(2010天津五校联考)如图所示,相距为d的两平行金属板水平放置,开始开关S1和S2均闭合使平行板电容器带电板间存在垂直纸面向里的匀强磁场一个带电粒子恰能以水平速度v向右匀速通过两板间在以下方法中,有可能使带电粒子仍能匀速通过两板的是(不考虑带电粒子所受重力)()A保持S1和S2均闭合,减小两板间距离,同时减小粒子射入的速率B保持S1和S2均闭合,将R1、R3均调大一些,同时减小板间的磁感应强度C把开关S2断开,增大两板间的距离,同时减小板间的磁感应强度D把开关S1断开,增大板间的磁感应强度,同时减小粒子入射的速率【解析】带电粒子恰能以水平
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