高考物理二轮复习 第一部分 专题三 电场与磁场 第二讲 带电粒子在电磁场中的运动课后“高仿”检测卷-人教版高三全册物理试题.doc
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1、专题三第二讲 带电粒子在电磁场中的运动课后“高仿”检测卷一、高考真题集中演练明规律1.(2017全国卷)如图,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上(与纸面平行),磁场方向垂直于纸面向里。三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等,质量分别为ma、mb、mc。已知在该区域内,a在纸面内做匀速圆周运动,b在纸面内向右做匀速直线运动,c在纸面内向左做匀速直线运动。下列选项正确的是()AmambmcBmbmamcCmcmamb Dmcmbma解析:选B该空间区域为匀强电场、匀强磁场和重力场的叠加场,a在纸面内做匀速圆周运动,可知其重力与所受到的电场力平衡,洛伦兹力提供其做匀速圆周运动的向心力,
2、有magqE,解得ma。b在纸面内向右做匀速直线运动,由左手定则可判断出其所受洛伦兹力方向竖直向上,可知mbgqEqvbB,解得mb。c在纸面内向左做匀速直线运动,由左手定则可判断出其所受洛伦兹力方向竖直向下,可知mcgqvcBqE,解得mc。综上所述,可知mbmamc,选项B正确。2.(2017全国卷)如图,虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁场,P为磁场边界上的一点,大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点,在纸面内沿不同方向射入磁场。若粒子射入速率为v1,这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上;若粒子射入速率为v2,相应的出射点分布在三分之一圆周上。不计重力及带电粒子之间的
3、相互作用。则v2v1为()A.2 B.1C.1 D3解析:选C由于是相同的粒子,粒子进入磁场时的速度大小相同,由qvBm可知,R,即粒子在磁场中做圆周运动的半径相同。若粒子运动的速度大小为v1,如图所示,通过旋转圆可知,当粒子在磁场边界的出射点A离P点最远时,则AP2R1;同样,若粒子运动的速度大小为v2,粒子在磁场边界的出射点B离P点最远时,则BP2R2,由几何关系可知,R1,R2Rcos 30R,则,C项正确。3.(2016全国卷)平面OM和平面ON之间的夹角为30,其横截面(纸面)如图所示,平面OM上方存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为m,电荷量为q
4、(q0)。粒子沿纸面以大小为v的速度从OM的某点向左上方射入磁场,速度与OM成30角。已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点,并从OM上另一点射出磁场。不计重力。粒子离开磁场的出射点到两平面交线O的距离为()A.B.C. D.解析:选D如图所示,粒子在磁场中运动的轨迹半径为R。设入射点为A,出射点为B,圆弧与ON的交点为P。由粒子运动的对称性及粒子的入射方向知,ABR。由几何关系知,APR,则AOAP3R,所以OB4R。故选项D正确。4.(2018全国卷)如图,从离子源产生的甲、乙两种离子,由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动,自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场,磁场方向垂直于纸
5、面向里,磁场左边界竖直。已知甲种离子射入磁场的速度大小为v1,并在磁场边界的N点射出;乙种离子在MN的中点射出;MN长为l。不计重力影响和离子间的相互作用。求:(1)磁场的磁感应强度大小;(2)甲、乙两种离子的比荷之比。解析:(1)设甲种离子所带电荷量为q1、质量为m1,在磁场中做匀速圆周运动的半径为R1,磁场的磁感应强度大小为B,由动能定理有q1Um1v12由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有q1v1Bm1由几何关系知2R1l由式得B。(2)设乙种离子所带电荷量为q2、质量为m2,射入磁场的速度为v2,在磁场中做匀速圆周运动的半径为R2。同理有q2Um2v22q2v2Bm2由题给条件有2R2由式得
6、,甲、乙两种离子的比荷之比为14。答案:(1)(2)145.(2017全国卷)如图,空间存在方向垂直于纸面(xOy平面)向里的磁场。在x0区域,磁感应强度的大小为B0;x1)。一质量为m、电荷量为q(q0)的带电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴正向射入磁场,此时开始计时,当粒子的速度方向再次沿x轴正向时,求:(不计重力)(1)粒子运动的时间;(2)粒子与O点间的距离。解析:(1)在匀强磁场中,带电粒子做圆周运动。设在x0区域,圆周半径为R1;在x0区域,圆周半径为R2。由洛伦兹力公式及牛顿定律得qB0v0mqB0v0m粒子速度方向转过180时,所需时间t1为t1粒子再转过180时,所需时间t2
7、为t2联立式得,所求时间为t0t1t21。(2)由几何关系及式得,所求距离为d02(R1R2)。答案:(1)(2)二、名校模拟重点演练知热点6.(2018滁州一中调考)如图所示,平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度,两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器,则在此过程中,关于该粒子下列说法错误的是()A电势能逐渐增加B动能逐渐减小C粒子所受重力小于电场力D粒子做匀加速直线运动解析:选D由于粒子做直线运动,受力分析可知粒子所受的电场力与重力的合力与速度方向反向,粒子做匀减速直线运动,动能减小,电场力垂直于极板向上,与速度方向的夹角为钝角,电场力对粒子做负功,则粒子
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