2016高考物理復(fù)習檢測訓練：《帶電粒子在復(fù)合場中的運動》
一、 單項選擇題
1. (2012·徐聞中學模擬)如圖所示,實線表示在豎直平面內(nèi)勻強電場的電場線,電場線與水平方向成α角,水平方向的勻強磁場與電場正交,有一帶電液滴沿斜向上的虛線l做直線運動,l與水平方向成β角,且α>β,則下列說法中錯誤的是( )
A. 液滴一定做勻變速直線運動
B. 液滴一定帶正電
C. 電場線方向一定斜向上
D. 液滴一定做勻速直線運動
2. (2012·揭陽調(diào)研)如圖,平行板電容器之間有互相垂直的勻強電場和勻強磁場,現(xiàn)有一束帶電粒子(不計重力)以速度v0恰能沿圖示方向直線穿過,則( )
A. 此電容器左極板帶正電
B. 帶電粒子以小于v0的速度沿v0方向射入該區(qū)域時,將不能沿直線穿過
C. 帶電粒子以小于v0的速度沿v0方向射入該區(qū)域時,其動能減小
D. 帶電粒子若從下向上以速度v0進入該區(qū)域時,其動能減小
3. (2012·佛山一中模擬)如圖所示,a、b是一對平行金屬板,分別接到直流電源兩極上,右邊有一擋板,正中間開有一小孔d,在較大空間范圍內(nèi)存在著勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B,方向垂直紙面向里,在a、b兩板間還存在著勻強電場E.從兩板左側(cè)中點c處射入一束正離子(不計重力),這些正離子都沿直線運動到右側(cè),從d孔射出后分成3束.則下列判斷不正確的是( )
A. 這三束正離子的速度一定不相同
B. 這三束正離子的比荷一定不相同
C. a、b兩板間的勻強電場方向一定由a指向b
D. 若這三束離子改為帶負電而其他條件不變則仍能從d孔射出
4. (2012·中山一中模擬)在某一空間同時存在相互正交的勻強電場和勻強磁場,勻強電場的方向豎直向上,磁場方向如圖所示,兩個帶電液滴在此復(fù)合場中恰好能在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動,則( )
A. 它們的運動周期一定相等
B. 它們做圓周運動的方向可能相反
C. 若它們的質(zhì)量和速度大小的乘積相等,軌道半徑就一定相等
D. 若它們的動能相等,軌道半徑就一定相等
二、 雙項選擇題
5. (2012·東莞高級中學模擬)如圖所示,某空間存在豎直向下的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場,已知一離子在電場力和磁場力作用下,從靜止開始沿曲線acb運動,到達b點時速度為零,c點為運動的最低點,則( )
A. 離子必帶負電
B. a、b兩點位于同一高度
C. 離子在c點速度
D. 離子到達b點后將沿原曲線返回a點
6. (2012·東山中學模擬)如圖所示.有一混合正離子束先后通過正交電場、磁場區(qū)域Ⅰ和勻強磁場區(qū)域Ⅱ,如果這束正離子束在區(qū)域Ⅰ中不偏轉(zhuǎn),進入?yún)^(qū)域Ⅱ后偏轉(zhuǎn)半徑又相同,則說明這些正離子具有相同的( )
A. 速度
B. 質(zhì)量
C. 電荷
D. 比荷
7. 質(zhì)量為m,帶電荷量為q的小物塊,從傾角為θ的光滑絕緣斜面上由靜止下滑,整個斜面置于方向水平向里的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度為B,如圖所示,若帶電小物塊下滑后某時刻對斜面的作用力恰好為零,下面說法中正確的是( )
A. 小物塊一定帶正電荷
B. 小物塊在斜面上運動時做勻加速直線運動
C. 小物塊在斜面上運動時做加速度增大,而速度也增大的變加速直線運動
D. 小物塊在斜面上下滑過程中,當小球?qū)π泵鎵毫榱銜r的速度為
8. 如圖所示,質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電液滴從h高處自由下落,進入一個互相垂直的勻強電場和勻強磁場區(qū)域,磁場方向垂直于紙面,磁感應(yīng)強度為B,電場強度為E.已知液滴在此區(qū)域中做勻速圓周運動,則圓周運動的半徑r為( )
A. B.
C. D.
9. 如圖所示,電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,滑動變阻器電阻為R,開關(guān)S閉合.兩平行極板間有勻強磁場,一帶電粒子(不計重力)正好以速度v勻速穿過兩板.以下說法正確的是( )
A. 保持開關(guān)閉合,將滑片P向上滑動一些,粒子將可能從下極板邊緣射出
B. 保持開關(guān)閉合,將滑片P向下滑動一些,粒子將可能從下極板邊緣射出
C. 保持開關(guān)閉合,將a極板向下移動一些,粒子將一定向下偏轉(zhuǎn)
D. 如果將開關(guān)斷開,粒子將繼續(xù)沿直線穿出
三、 非選擇題
10. (2012·南海摸底)如圖所示,平行板電容器的極板長度L1=1.6 m、間距d=1 m,加上U=300 V的恒定電壓.距離極板右邊緣L2處有一光屏P,在這個區(qū)域內(nèi)又有一垂直紙面向里的、磁感應(yīng)強度為B=50 T的勻強磁場(上下無限).現(xiàn)有一質(zhì)量m=1×10-8 kg,電荷量q=+1×10-9C的微粒(不計重力),以v0=8 m/s的初速度從上金屬板附近水平射入,通過電容器后,再進入勻強磁場B .取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.試求:
(1) 微粒離開電容器時的速度v的大小及方向.
(2) 要微粒能打中光屏,求L2的值L2 m .
11. (2011·惠州模擬)如圖所示,PR是一長為L=0.64 m的絕緣平板,固定在水平地面上,擋板R固定在平板的右端.整個空間有一個平行于PR的勻強電場E,在板的右半部分有一垂直于紙面向里的勻強磁場,磁場的寬度d=0.32 m.一個質(zhì)量m=0.50×10-3 kg、帶電荷量為q=5.0×10-2C的小物體,從板的P端由靜止開始向右做勻加速運動,從D點進入磁場后恰能做勻速直線運動.當物體碰到擋板R后被彈回,若在碰撞瞬間撤去電場(不計撤去電場對原磁場的影響),物體返回時在磁場中仍做勻速運動,離開磁場后做減速運動,停在C點,PC=.若物體與平板間的動摩擦因數(shù)μ=0.20,取g=10 m/s2.(保留兩位有效數(shù)字)
(1) 判斷電場的方向及物體帶正電還是帶負電.
(2) 求磁感應(yīng)強度B的大小.
(3) 求物體與擋板碰撞過程中損失的機械能.
1. A
2. B
3. A
4. A
5. BC
6. AD
7. BD
8. AC
9. AB
10. (1) 微粒射入電容器后做類平拋運動,根據(jù)平拋運動的規(guī)律,
在水平方向上,微粒通過電容器的時間為t==0.2s.
在豎直方向上,電容器兩板間向下的電場強度為E=.
電場力F=qE.
微粒向下的加速度為a=.
解得a==30m/s2.
微粒離開金屬板時的豎直速度vy=at=6m/s.
微粒離開電容器時的速度大小v==10m/s.
設(shè)與水平方向所夾的角θ,則tanθ==.
所以θ=37°.
(2) 微粒進入磁場后做勻速圓周運動,若最后能打中光屏,則臨界條件是軌跡與光屏P相切于C點,如右圖所示.
根據(jù)qvB=m.
得半徑R==2m.
由幾何關(guān)系得L2的長度為
L2m=Rsin θ+R=3.2m.
11. (1) 物體由靜止開始向右做勻加速運動,證明電場力向右且大于摩擦力.進入磁場后做勻速直線運動,說明它受的摩擦力增大,證明它受的洛倫茲力方向向下.由左手定則判斷,物體帶負電,物體帶負電而所受電場力向右,證明電場方向向左.
(2) 設(shè)物體被擋板彈回后做勻速直線運動的速度為v2,從離開磁場到停在C點的過程中,根據(jù)動能定理有
-μmg=0-m.
解得v2=0.80m/s.
物體在磁場中向左做勻速直線運動,受力平衡mg=qv2B.
解得B=0.13T.
(3) 設(shè)從D點進入磁場時的速度為v1,根據(jù)動能定理有
qEL-μmgL=m.
物體從D到R做勻速直線運動,受力平衡 qE=μ(mg+qv1B).
解得 v1=1.6m/s.
小物體撞擊擋板損失的機械能為ΔE=m-m.
解得 ΔΕ=4.8×10-4 J.