2020高考物理一轮复习第9章磁场第三节带电粒子在复合场中的运动达标诊断高效训练.pdf
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1、【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】1/12 2020高考物理一轮复习第9章 磁场 第三节带电粒子在复合场中的运动达标诊断高效训练编 辑:_时 间:_教学资料范本【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】2/12(建议用时:60 分钟)一、单项选择题1如图所示,匀强磁场方向垂直纸面向里,匀强电场方向竖直向下,有一正离子恰能沿直线从左向右水平飞越此区域不计重力,则()A若电子从右向左飞入,电子也沿直线运动B若电子从右向左飞入,电子将向下偏转C若电子从左向右飞入,电子将向下偏转D若电子从左向右飞入,电子也沿直线运动解析:选D.若电子从右向左飞入,电场力向上,洛伦兹力也向上,所以向上偏
2、,A、B 选项错误;若电子从左向右飞入,电场力向上,洛伦兹力向下由题意知电子受力平衡将做匀速直线运动,D选项正确,C选项错误2(20 xx 市高三模拟)如图所示为研究某种带电粒子的装置示意图,粒子源射出的粒子束以一定的初速度沿直线射到荧光屏上的O点,出现一个光斑在垂直于纸面向里的方向上加一磁感应强度为B的匀强磁场后,粒子束发生偏转,沿半径为r 的圆弧运动,打在荧光屏上的 P 点,然后在磁场区域再加一竖直向下,场强大小为E 的匀强电场,光斑从P 点又回到 O 点,关于该粒子(不计重力),下列说法正确的是()【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】3/12 A粒子带负电B初速度为 vBEC比
3、荷为D 比荷为EB2r解析:选 D.垂直于纸面向里的方向上加一磁感应强度为B 的匀强磁场后,粒子束打在荧光屏上的P 点,根据左手定则可知,粒子带正电,选项 A 错误;当电场和磁场同时存在时:qvBEq,解得 v,选项 B错误;在磁场中时,由qvBm,可得:,故选项D正确,C错误3.如图所示,场强为E 的匀强电场方向竖直向下,场强为 B 的水平匀强磁场垂直纸面向里,三个油滴a、b、c带有等量的同种电荷已知a 静止,b、c 在纸面内按图示方向做匀速圆周运动(轨迹未画出)忽略三个油滴间的静电力作用,比较三个油滴的质量及 b、c 的运动情况,以下说法中正确的是()A三个油滴的质量相等,b、c 都沿顺时
4、针方向运动Ba 的质量最大,c 的质量最小,b、c 都沿逆时针方向运动Cb 的质量最大,a 的质量最小,b、c 都沿顺时针方向运动D三个油滴的质量相等,b 沿顺时针方向运动,c 沿逆时针方向运动解析:选 A.油滴 a 静止不动,其受到的合力为零,所以mag qE,电场力方向竖直向上,油滴带负电荷又油滴b、c 在场中做匀速圆周运动,则其重力和受到的电场力是一对平衡力,所以mbg mcg qE,油滴受到的洛伦兹力提供其做匀速圆周运动的向心力,由左手定则可判断,b、c 都沿顺时针方向运动故A正确【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】4/12 4.(20 xx 厦门模拟)如图所示,空间的某个复
5、合场区域内存在着竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的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(不计重力)穿过复合场区所用时间为 t,从复合场区穿出时的动能为Ek,则()A若撤去磁场 B,质子穿过场区时间大于tB若撤去电场 E,质子穿过场区时间等于tC若撤去磁场 B,质子穿出场区时动能大于EkD若撤去电场 E,质子穿出场区时动能大于Ek解析:选C.质子在加速电场中是直线加速,进入复合场,电场力与洛伦兹力均与速度垂直,是匀速直线运动若撤去磁场,只剩下电场,质子做类平抛运动,水平分运动是匀速直线运动,速度不变,故质子穿过场区时间不变,等于t,A 错误;若撤
6、去电场,只剩下磁场,质子做匀速圆周运动,速度大小不变,水平分运动的速度减小,故质子穿过场区时间增加,大于t,B 错误;若撤去磁场,只剩下电场,质子做类平抛运动,电场力做正功,故末动能大于Ek,C 正确;若撤去电场,只剩下磁场,质子做匀速圆周运动,速率不变,末动能不变,仍为 Ek,D错误二、多项选择题5.(20 xx 江西宜川五校联考)如图所示,含有 H、H、He 的带电粒子束从小孔O1处射入速度选择器,沿直线 O1O2运动的粒子在小孔O2处射出后垂直进入偏转磁场,最终打在 P1、P2两点则()A打在 P1点的粒子是 HeB打在 P2点的粒子是 H和 He【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠
7、存!】5/12 CO2P2的长度是 O2P1长度的 2 倍D粒子在偏转磁场中运动的时间都相等解析:选 BC.带电粒子在沿直线通过速度选择器时,电场力与洛伦兹力大小相等方向相反,即:qvB1qE所以:v,可知从粒子速度选择器中射出的粒子具有相等的速度带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,所以:qvB2,所以:r,可知粒子的比荷越大,则运动的半径越小,所以打在P1 点的粒子是 H,打在 P2点的粒子是 H和 He,故 A错误,B正确;由题中的数据可得,H的比荷是 H和 He的比荷的 2 倍,所以 H的轨道的半径是 H和 He的半径的,即 O2P2的长度是 O2P1长度的 2 倍,故
8、C正确;粒子运动的周期:T,三种粒子的比荷不相同,所以粒子在偏转磁场中运动的时间不相等,故D错误6带电小球以一定的初速度v0 竖直向上抛出,能够达到的最大高度为 h1;若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;若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,若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,如图所示不计空气阻力,则()A一定有 h1h3 B一定有 h1h4Ch2与 h4 无法比较D h1 与 h2 无法比较解析:选AC.第 1 个图:由竖直上抛运动的最大高度公式得:h1,2g).第 3 个图:当
9、加上电场时,由运动的分解可知:在竖直方向上有,v2gh3,所以 h1h3,故 A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,则由能量守恒得:mgh2 Ekmv,又【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】6/12 由于 mv mgh1,所以 h1h2,所以 D错误;第 4 个图:因小球电性不知,则电场力方向不清,则高度可能大于h1,也可能小于 h1,故C正确,B错误7.如图所示是选择密度相同、大小不同的纳米粒子的一种装置待选粒子带正电且电荷量与其表面积成正比,待选粒子从O1 进入小孔时可认为速度为零,加速电场区域的板
10、间电压为U,粒子通过小孔O2射入正交的匀强电场和匀强磁场区域,其中匀强磁场的磁感应强度大小为B,左右两极板间距为d,区域的出口小孔O3与 O1、O2在同一竖直线上,若半径为r0、质量为 m0、电荷量为q0 的纳米粒子刚好能沿该直线通过,不计纳米粒子重力,则()A区域的电场的场强大小与磁场的磁感应强度大小比值为2q0Um0B区域左右两极板的电势差U1Bdq0Um0C若密度相同的纳米粒子的半径r r0,则它进入区域时仍将沿直线通过D若密度相同的纳米粒子的半径r r0,它进入区域时仍沿直线通过,则区域的电场强度与原电场强度之比为r0r解析:选 AD.设半径为 r0 的粒子加速后的速度为v,则有 q0
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