2019年高考物理一輪總復習 洛倫茲力及帶電粒子在復合場中的運動課時作業(yè) 新人教版選修3-1.doc

2019年高考物理一輪總復習 洛倫茲力及帶電粒子在復合場中的運動課時作業(yè) 新人教版選修3-11帶電粒子垂直勻強磁場方向運動時，會受到洛倫茲力的作用下列表述正確的是() A洛倫茲力對帶電粒子做功 B洛倫茲力不改變帶電粒子的動能 C洛倫茲力的大小與速度無關(guān) D洛倫茲力不改變帶電粒子的速度方向第2題圖2如圖所示為云室中某粒子穿過鉛板P前后的軌跡室中勻強磁場的方向與軌跡所在平面垂直(圖中垂直于紙面向里)，由此可知此() A粒子一定帶正電 B粒子一定帶負電 C粒子由a向b運動 D粒子由b向a運動第3題圖3兩個質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a，b，以不同的速率對準圓心O沿著AO方向射入圓形勻強磁場區(qū)域，其運動軌跡如圖若不計粒子的重力，則下列說法正確的是() Aa粒子動能較大 Bb粒子速率較大 Cb粒子在磁場中運動時間最長 D它們做圓周運動的周期TaTb4如圖所示，質(zhì)量為m ，電量為q 的帶正電物體，在磁感應強度為B，方向垂直紙面向里的勻強磁場中，沿動摩擦因數(shù)為的水平面向左運動，則()第4題圖 A物體的速度由v減小到零的時間等于mv/(mgBqv) B物體的速度由v減小到零的時間小于mv/(mgBqv) C若另加一個電場強度大小為(mgBqv)/q，方向水平向右的勻強電場，物體將做勻速運動 D若另加一個電場強度大小為(mgBqv)/q，方向豎直向上的勻強電場，物體將做勻速運動5如圖所示，平面直角坐標系的第I象限內(nèi)有一勻強磁場，磁感應強度大小為B，磁場方向垂直于紙面向里一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子以速度v從O點沿著與y軸夾角為30的方向進入磁場，運動到A點時速度方向與x軸的正方向相同，不計粒子的重力，則()第5題圖 A該粒子帶正電 BA點與x軸的距離為 C粒子由O到A經(jīng)歷時間t D運動過程中粒子的速度不變6(13年江蘇模擬)如圖所示為種質(zhì)譜儀示意圖，由加速電場、靜電分析器和磁分析器組成若靜電分析器通道中心線的半徑為R，通道內(nèi)均勻輻射電場在中心線處的電場強度大小為E，磁分析器有范圍足夠大的有界勻強磁場，磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向外一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從靜止開始經(jīng)加速電場加速后沿中心線通過靜電分析器，由P點垂直邊界進入磁分析器，最終打到膠片上的Q點不計粒子重力下列說法正確的是()第6題圖 A極板M比極板N電勢高 B加速電場的電壓UER C直徑PQ2B D若一群離子從靜止開始經(jīng)過上述過程都落在膠片上同一點，則該群離子具有相同的比荷7如圖所示，在虛線方框內(nèi)的空間有方向豎直向下的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場，一帶電粒子垂直電場和磁場方向飛入場中，恰好做勻速直線運動，水平飛離正交電磁場如果該區(qū)域只有電場，粒子將從a點飛離，穿越場區(qū)的時間為t1，飛離時速度大小為v1；如果只有磁場，粒子將從b點飛離，穿越場區(qū)的時間為t2，飛離時速度大小為v2，重力忽略不計，則()第7題圖 At1<t2 Bt1>t2 Cv1>v2 Dv1<v28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束則下列判斷正確的是()第8題圖 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. 若這三束粒子改為帶負電而其它條件不變則仍能從d孔射出第9題圖9如圖所示，足夠長的光滑絕緣斜面與水平面的夾角為(sin0.6)，放在勻強電場和勻強磁場中，電場強度E50V/m，方向水平向左，磁場方向垂直紙面向外一個電荷量為q4102C，質(zhì)量m0.40kg的光滑小球，以初速度v020m/s從斜面底端向上滑，然后又下滑，共經(jīng)過3s脫離斜面，求磁場的磁感應強度(g取10m/s2)10在場強為B的水平勻強磁場中，一質(zhì)量為m、帶正電q的小球在O點靜止釋放，小球的運動曲線如圖所示已知此曲線在最低點的曲率半徑為該點到x軸距離的2倍，重力加速度為g.求：(1)小球運動到任意位置P(x，y)處的速率v；(2)小球在運動過程中第一次下降的最大距離ym；第10題圖11如圖所示，一帶電量為q的小球，質(zhì)量為m，以初速度v0豎直向上射入水平方向的勻強磁場中，磁感應強度為B.當小球在豎直方向運動h高度時，球在b點所受的磁場力多大？第11題圖12如圖甲所示，偏轉(zhuǎn)電場的兩個平行極板水平放置，板長L0.08m，板距足夠大，兩板的右側(cè)有水平寬度l0.06m、豎直寬度足夠大的有界勻強磁場，一個比荷為5107C/kg的帶負電粒子(其重力不計)以v08105m/s速度從兩板中間沿與板平行的方向射入偏轉(zhuǎn)電場，進入偏轉(zhuǎn)電場時，偏轉(zhuǎn)電場的場強恰好按圖乙所示的規(guī)律變化，粒子離開偏轉(zhuǎn)電場后進入勻強磁場，最終垂直于磁場右邊界射出求：(1)粒子在磁場中運動的速率v；(2)粒子在磁場中運動的軌道半徑R；(3)磁場的磁感應強度B.甲乙第12題圖13(13年江蘇模擬)如圖所示，在長度足夠長、寬度d5cm的區(qū)域MNPQ內(nèi)，有垂直紙面向里的水平勻強磁場，磁感應強度B0.33T.水平邊界MN上方存在范圍足夠大的豎直向上的勻強電場，電場強度E200N/C.現(xiàn)有大量質(zhì)量m6.61027kg、電荷量q3.21019C的帶負電的粒子，同時從邊界PQ上的O點沿紙面向各個方向射入磁場，射入時的速度大小均為v1.6106m/s，不計粒子的重力和粒子間的相互作用求：(1)求帶電粒子在磁場中運動的半徑r；(2)求與x軸負方向成60角射入的粒子在電場中運動的時間t；(3)當從MN邊界上最左邊射出的粒子離開磁場時，求仍在磁場中的粒子的初速度方向與x軸正方向的夾角范圍，并寫出此時這些粒子所在位置構(gòu)成的圖形的曲線方程第13題圖課時作業(yè)(三十五)洛倫茲力及帶電粒子在復合場中的運動1.B【解析】 洛倫茲力的方向總跟速度方向垂直，所以洛倫茲力永不做功，不會改變粒子的動能，因此B正確2.AC【解析】 粒子穿過鉛板后速度要減小，由粒子在磁場中運動的半徑公式可知半徑應減小，所以粒子應是從a向b運動的，C對；再由左手定則可得粒子帶正電，A對3.BD【解析】 洛倫茲力提供向心力得周期公式和半徑公式，即由FqvBm得，R，T，而tT，由圖可知，粒子半徑小轉(zhuǎn)過的圓心角大，故粒子的速率小、動能小、運動時間長，a、b運動周期相同4.D【解析】 當物體速度為v時，物體受到豎直向下的磁場力qvB，由于摩擦力作用，物體速度減小，所以qvB變小，物體受的摩擦力也越來越小，所以由動量定理得當速度減為零時所用時間大于mv/(mgBqv)；加豎直向上電場后，物體受到向上的電場力FqE(mgBqv)，物體所受合外力為零，所以物體將做勻速運動，D正確5.BC【解析】 當粒子運動到A點時速度方向與x軸正方向相同，此時受到的洛倫茲力豎直向下，由左手定則判斷粒子帶負電，A錯；A點與x軸的距離yRRsin30R，B對；O到A所經(jīng)歷時間t，C對；運動過程中粒子的速度方向一直在變，D錯，故選BC.6.AD【解析】 由于小球從P點垂直邊界進入磁場，打在膠片Q上，由左手定則可判定為正電荷q，由qUmv2加速電場可判斷mN；粒子進入靜電分析器時，速度v與電場力qE垂直，故電場力對粒子不做功，電場力提供向心力、qEqUmv2mv2則UER；在P點時，洛倫茲力提供向心力，qvBR2；由R，可知，電荷相同，運動的半徑相同；所以AD正確，BC錯誤，故選AD.7.AC【解析】 由題意可知，粒子帶正電，qEBqv0.只有電場時，粒子做類平拋運動，t1；只有磁場時，粒子只受洛倫茲力，在磁場區(qū)域內(nèi)做勻速圓周運動，弧線長度大于直線長度，故t1<t2，A對；在電場區(qū)域內(nèi)電場力做正功動能增大，速度增大，在磁場區(qū)域內(nèi)速率不變，v1>v2，故選AC.8.BCD【解析】 在復合場中，粒子沿直線運動，則有qvBEq，則有vBE，則各粒子速度相同，由R可知，正離子的比荷一定不同，洛倫茲力方向向上，則安培力方向向下，則電場強度方向由a指向b，若改成負電子，其洛倫應力和安培力仍舊平衡，故BCD正確9.5T【解析】 小球沿斜面向上運動過程中受力分析如圖(1)所示，由牛頓第二定律，得qEcosmgsinma1，故a1gsin，代入數(shù)據(jù)得a110m/s2，上行時間t12s.小球沿斜面下滑過程中受力分析如圖(2)所示，小球在離開斜面前做勻加速直線運動，a210m/s2，運動時間t21s，脫離斜面時的速度va2t210m/s，在垂直斜面方向上小球脫離斜面受力條件有：qvBqEsinmgcos，故B5T.第9題圖(1)第9題圖(2)10.(1)(2)【解析】 (1)洛倫茲力不做功，由動能定理得mgymv2，得v.(2)設(shè)在最大距離ym處的速度為vm，根據(jù)圓周運動有qvmBmgm，且由式知vm，由式及R2ym，得ym.11.Bq【解析】 根據(jù)機械能守恒mvmghmv2得vFBqvBq12.(1)1106m/s(2)0.1m(3)0.2T【解析】 (1)電子在偏轉(zhuǎn)電場中的運動時間ts10108s對比乙圖可知，電子在極板間運動的時間是偏轉(zhuǎn)電壓的一個周期在第一個t5108s時間內(nèi)，電子在垂直于極板方向上做初速為0的勻加速運動，在第二個t5108s時間內(nèi)，電子做勻速直線運動第12題圖在第一個t5108s時間內(nèi)，vyt51072.41055108m/s6105m/svm/s1106m/s(2)電子在磁場中的軌跡如圖所示，設(shè)電子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為R由幾何關(guān)系Rl0.06m0.1m(3)粒子在磁場中做勻速圓周運動，有qvBmBT0.2T.13.(1)0.1m(2)3.3104s(3)x2y2R2(R0.1m，mx0.1m)【解析】 (1)由牛頓第二定律有qvBm解得r0.1m(2)粒子的運動軌跡如圖甲所示，由幾何關(guān)系知，在磁場中運動的圓心角為30，粒子平行于場強方向進入電場粒子在電場中運動的加速度a粒子在電場中運動的第13題甲圖時間t解得t3.3104s(3)如圖乙所示，由幾何關(guān)系可知，從MN邊界上最左邊射出的粒子在磁場中運動的圓心角為60，圓心角小于60的粒子已經(jīng)從磁場中射出，此時刻仍在磁場中的粒子運動軌跡的圓心角均為60.則仍在磁場中的粒子的初速度方向與x軸正方向的夾角范圍為3060所有粒子此時分布在以O(shè)點為圓心，弦長0.1m為半徑的圓周上曲線方程為x2y2R2(R0.1m，mx0.1m)第13題乙圖