2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 分層規(guī)范快練30 帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動 新人教版.doc

分層規(guī)范快練(三十)帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動 雙基過關(guān)練1在如圖所示的平行板器件中，電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B相互垂直一帶電粒子(重力不計)從左端以速度v沿虛線射入后做直線運(yùn)動，則該粒子()A一定帶正電B速度vC若速度v>，粒子一定不能從板間射出D若此粒子從右端沿虛線方向進(jìn)入，仍做直線運(yùn)動解析：粒子帶正電和負(fù)電均可，選項A錯誤；由洛倫茲力等于電場力，qvBqE，解得速度v，選項B正確；若速度v>，粒子可能從板間射出，選項C錯誤；若此粒子從右端沿虛線方向進(jìn)入，所受電場力和洛倫茲力方向相同，不能做直線運(yùn)動，選項D錯誤答案：B2(多選)如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖帶電粒子被加速電場加速后，進(jìn)入速度選擇器速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場的強(qiáng)度分別為B和E.平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2.平扳S下方有強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場下列表述正確的是()A質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具B速度選擇器中的磁場方向垂直于紙面向外C能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于D粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的比荷越小解析：質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具，A正確在速度選擇器中，帶電粒子所受電場力和洛倫茲力在粒子沿直線運(yùn)動時應(yīng)等大反向，結(jié)合左手定則可知B正確由qEqvB可得v，C正確粒子在平板S下方的勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動，由qvB得R，所以，D錯誤答案：ABC3.2019山東濟(jì)寧模擬為監(jiān)測某化工廠的含有離子的污水排放情況，技術(shù)人員在排污管中安裝了監(jiān)測裝置，該裝置的核心部分是一個用絕緣材料制成的空腔，其寬和高分別為b和c，左、右兩端開口與排污管相連，如圖所示在垂直于上、下底面方向加磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場，在空腔前、后兩個側(cè)面上各有長為a的相互平行且正對的電極M和N，M、N與內(nèi)阻為R的電流表相連污水從左向右流經(jīng)該裝置時，電流表將顯示出污水排放情況下列說法中錯誤的是()AM板比N極電勢低B污水中離子濃度越高，則電流表的示數(shù)越小C污水流量越大，則電流表的示數(shù)越大D若只增大所加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，則電流表的示數(shù)也增大解析：污水從左向右流動時，正、負(fù)離子在洛倫茲力作用下分別向N板和M板偏轉(zhuǎn)，故N板帶正電，M板帶負(fù)電，A正確穩(wěn)定時帶電離子在兩板間受力平衡，qvBq，此時UBbv，式中Q是流量，可見當(dāng)污水流量越大、磁感應(yīng)強(qiáng)度越強(qiáng)時，M、N間的電壓越大，電流表的示數(shù)越大，而與污水中離子濃度無關(guān)，B錯誤，C、D正確答案：B42019吉林第三次調(diào)研電磁泵在目前的生產(chǎn)、科技中得到了廣泛應(yīng)用如圖所示，泵體是一個長方體，ab邊長為L1，兩側(cè)端面是邊長為L2的正方形；流經(jīng)泵體內(nèi)的液體密度為、在泵頭通入導(dǎo)電劑后液體的電導(dǎo)率為(電阻率倒數(shù))，泵體處有方向垂直向外的磁場B，泵體的上下兩表面接在電壓為U(內(nèi)阻不計)的電源上，則()A泵體上表面應(yīng)接電源負(fù)極B通過泵體的電流IC增大磁感應(yīng)強(qiáng)度可獲得更大的抽液高度D增大液體的電阻率可獲得更大的抽液高度解析：當(dāng)泵體上表面接電源的正極時，電流從上向下流過泵體，這時受到的磁場力水平向左，拉動液體，故A錯誤；根據(jù)電阻定律，泵體內(nèi)液體的電阻R，因此流過泵體的電流IUL1，故B錯誤；增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B，受到的磁場力變大，因此可獲得更大的抽液高度，故C正確；若增大液體的電阻率，可以使電流減小，受到的磁場力減小，使抽液高度減小，故D錯誤答案：C52019河南六市第一次聯(lián)考如圖所示，一帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)電場，經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后從磁場的左邊界上M點進(jìn)入垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場中，最后從磁場的左邊界上的N點離開磁場已知帶電粒子比荷3.2109 C/kg，電場強(qiáng)度E200 V，MN間距1 cm，金屬板長L25 cm.粒子初速度v04105 m/s，帶電粒子重力忽略不計求：(1)粒子射出電場時的運(yùn)動方向與初速度v0的夾角.(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小解析：(1)qEma，粒子在電場中水平方向做勻速直線運(yùn)動，Lv0t，粒子在豎直方向做初速度為零的勻加速運(yùn)動，射出電場時的豎直分速度vyat，速度偏向角tan，由以上各式解得45.(2)粒子射出電場時運(yùn)動速度大小為v，在磁物中洛倫茲力提供向心力Bqvm，由幾何關(guān)系得r，解得B2.5102T.答案：(1)45(2)2.5102T62019合肥一檢如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy的第四象限內(nèi)有一勻強(qiáng)電場，其場強(qiáng)大小為E，方向與x軸成30角斜向上一比荷為的帶正電粒子從P點由靜止出發(fā)，接著在x軸上Q點進(jìn)入第一象限，通過磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的矩形勻強(qiáng)磁場區(qū)域(圖中未畫出)后，從坐標(biāo)原點O沿y軸負(fù)方向離開磁場區(qū)域若P、Q間距為L，粒子重力不計，試求：(1)粒子到達(dá)Q點時的速度大??；(2)Q點的坐標(biāo)；(3)矩形磁場區(qū)域的最小面積解析：作出粒子運(yùn)動軌跡如圖所示(1)粒子從P到Q過程，根據(jù)動能定理得qELmv2解得粒子到達(dá)Q點時的速度v(2)設(shè)粒子在磁場中運(yùn)動的軌跡半徑為R，由幾何關(guān)系可知Q點的坐標(biāo)為(3R,0)又qvBm，可得R 則Q點的坐標(biāo)為(3)由圖可得，最小的矩形磁場面積Smin2Rcos30(RRsin30)R2答案：(1)(2)(3)技能提升練7.2019合肥模擬(多選)如圖所示，豎直直線MN右側(cè)存在豎直向上的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，現(xiàn)有一質(zhì)量m0.01 kg、電荷量q0.01 C的小球從MN左側(cè)水平距離為l0.4 m的A點水平拋出，當(dāng)下落距離是水平距離的一半時從MN上的D點進(jìn)入電磁場，并恰好能做勻速圓周運(yùn)動，圖中C點是圓周的最低點且C到MN的水平距離為2l，不計空氣阻力，g取10 m/s2，則()A小球的初速度為20 m/sB勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為10 V/mC勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2 TD小球從D到C運(yùn)動的時間為0.1 s解析：小球從A到D做平拋運(yùn)動，lv0t，gt2，所以t0.2 s，v02 m/s，選項A錯誤；小球進(jìn)入電磁場中恰好做勻速圓周運(yùn)動，則qEmg，即E10 V/m，選項B正確；小球進(jìn)入電磁場時有vygtv0，即小球進(jìn)入電磁場時的速度為v2 m/s，且與MN成45角，由幾何關(guān)系可得小球做勻速圓周運(yùn)動的半徑為r m，又因Bqvm，聯(lián)立并代入數(shù)值得B2.5 T，選項C錯誤；小球從D到達(dá)C經(jīng)歷了圓周，所以從D到C運(yùn)動的時間為t0.1 s，選項D正確答案：BD82019江蘇一模(多選)自行車速度計利用霍爾效應(yīng)傳感器獲知自行車的運(yùn)動速率如圖甲所示，自行車前輪上安裝一塊磁鐵，輪子每轉(zhuǎn)一圈，這塊磁鐵就靠近傳感器一次，傳感器會輸出一個脈沖電壓圖乙為霍爾元件的工作原理圖當(dāng)磁場靠近霍爾元件時，導(dǎo)體內(nèi)定向運(yùn)動的自由電荷在磁場力作用下偏轉(zhuǎn)，最終使導(dǎo)體在與磁場、電流方向都垂直的方向上出現(xiàn)電勢差，即為霍爾電勢差下列說法正確的是()A根據(jù)單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)和自行車輪的半徑即可獲知車速大小B自行車的車速越大，霍爾電勢差越高C圖乙中霍爾元件的電流I是由正電荷定向運(yùn)動形成的D如果長時間不更換傳感器的電源，霍爾電勢差將減小解析：根據(jù)單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)，可求得車輪轉(zhuǎn)動周期，結(jié)合車輪半徑，即可求解車輪的速度大小故A項正確；根據(jù)qvBq得，UHBdv，v是導(dǎo)電粒子運(yùn)動的速度，由電流的微觀定義式：Inesv，聯(lián)立解得：UH，可知霍爾電壓UH與車速大小無關(guān)故B項錯誤；霍爾元件的電流I是由負(fù)電荷定向運(yùn)動形成的故C項錯誤；由公式UH，若長時間不更換傳感器的電源，那么電流I減小，則霍爾電勢差將減小，故D項正確答案：AD9如圖所示，粗糙的足夠長的豎直木桿上套有一個帶電的小球，整個裝置處在由水平勻強(qiáng)電場和垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場組成的足夠大的復(fù)合場中，小球由靜止開始下滑，在整個運(yùn)動過程中小球的vt圖象如圖所示，其中正確的是()解析：該題中，小球的運(yùn)動性質(zhì)與電性無關(guān)設(shè)小球帶正電，對帶電小球進(jìn)行受力分析如圖所示，剛開始速度v比較小，F(xiàn)洛qvB比較小，電場力F>F洛，GFfma，即maG(FqvB)，隨著速度v的不斷增大，a也不斷增大當(dāng)FF洛時，a最大，為重力加速度g.再隨著速度v的不斷增大，F(xiàn)<F洛，即maG(qvBF)，加速度a不斷減小，當(dāng)a減小到零時，GFf，再往后做勻速運(yùn)動故選C.答案：C102018全國卷，25一足夠長的條狀區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，其在xOy平面內(nèi)的截面如圖所示：中間是磁場區(qū)域，其邊界與y軸垂直，寬度為l，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向垂直于xOy平面；磁場的上、下兩側(cè)為電場區(qū)域，寬度均為l，電場強(qiáng)度的大小均為E，方向均沿x軸正方向；M、N為條狀區(qū)域邊界上的兩點，它們的連線與y軸平行一帶正電的粒子以某一速度從M點沿y軸正方向射入電場，經(jīng)過一段時間后恰好以從M點入射的速度從N點沿y軸正方向射出不計重力(1)定性畫出該粒子在電磁場中運(yùn)動的軌跡；(2)求該粒子從M點入射時速度的大小；(3)若該粒子進(jìn)入磁場時的速度方向恰好與x軸正方向的夾角為，求該粒子的比荷及其從M點運(yùn)動到N點的時間解析：(1)粒子運(yùn)動的軌跡如圖(a)所示(粒子在電場中的軌跡為拋物線，在磁場中為圓弧，上下對稱)(2)粒子從電場下邊界入射后在電場中做類平拋運(yùn)動設(shè)粒子從M點射入時速度的大小為v0，在下側(cè)電場中運(yùn)動的時間為t，加速度的大小為a；粒子進(jìn)入磁場的速度大小為v，方向與電場方向的夾角為如圖(b)，速度沿電場方向的分量為v1.根據(jù)牛頓第二定律有qEma式中q和m分別為粒子的電荷量和質(zhì)量由運(yùn)動學(xué)公式有v1atlv0tv1vcos粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，設(shè)其運(yùn)動軌道半徑為R，由洛倫茲力公式和牛頓第二定律得qvB由幾何關(guān)系得l2Rcos聯(lián)立式得v0(3)由運(yùn)動學(xué)公式和題給數(shù)據(jù)得v1v0cot聯(lián)立式得設(shè)粒子由M點運(yùn)動到N點所用的時間為t，則t2tT式中T是粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的周期，T由式得l答案：(1)見解析(2)(3)