2015年高考近四年高考试卷分类汇编 带电粒子在复合场中的运动

2015年高考近四年高考试卷分类汇编 带电粒子在复合场中的运动内容摘要：

1、高中物理资源下载平台世昌的博客 如图，在两水平极板间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，磁场方向垂直于纸面向里。 一带电粒子以某一速度沿水平直线通过两极板。 若不计重力，下列四个物理量中哪一个改变时，粒子运动轨迹不会改变。 （ ）A粒子速度的大小 B粒子所带的电荷量C电场强度 D 磁感应强度答：电粒子以某一速度沿水平直线通过两极板，有 以粒子所带电荷量改变，粒子运动轨迹不会改变，选项 B 正确。 理综浙江卷24 （ 20 分）如图所示，两块水平放置、相距为 d 的长金属板接在电压可调的电源上。 两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。 将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面，从喷口连续不断喷出 2、质量均为 m、水平速度均为 相等电荷量的墨滴。 调节电源电压至 U，墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动；进入电场、磁场共存区域后，最终垂直打在下板的 M 点。 (1)判断墨滴所带电荷的种类，并求其电荷量； (2)求磁感应强度 B 的值； (3)现保持喷口方向不变，使其竖直下移到两板中间的位置。 为了使墨滴仍能到达下板 M 点，应将磁感应强度调至 B，则 B的大小为多少。 【答案】 ， ，2考点】带电粒子在复合场中运动【解析】 （1）墨滴在电场区域做匀速直线运动，有 ，于电场方向向下，电荷所受电场力向上，可知：墨滴带负电荷。 （2 ）进入电场、磁场共存区域后，重力与电场力平衡，磁场力做匀速圆周运 3、动的向心力， 20虑墨滴进入磁场和挡板的几何关系，可知墨滴在该区域恰完成四分之一圆周运动，则半图世昌的博客 ,由此可得 : 023 ）根据题设，墨滴运动轨迹如图，设圆周运动半径为 R,有20 得： ，22()d54立求得： 02452013 年浙江卷20在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的离子 P+和 经电压为 U 的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为 B、方向垂直纸面向里，有一定的宽度的匀强磁场区域，如图所示。 已知离子 P+在磁场中转过 =30后从磁场右边界射出。 在电场和磁场中运动时，离子 P+和 在电场中的加速度之比为 11B在磁场中运动的半径之比为 31C在磁场中转过的角度之比为 1 4、2D离开电场区域时的动能之比为 13答案：据 ，认为两种粒子的质量近似相等，可得，粒子进入磁场时，动能21比为 1:3， ，在磁场中做圆周运动的加速度 ,轨道半径1212:3q2可得半径之比为 :1；加速度之比为: ；由几何关系知，P 3+在磁场转过1:360o，带电粒子在磁场中速度不变，离开电场区域时的动能之比为 1:3。 理综四川卷 10 （17 分）在如图所示的竖直平面内。 水平轨道 倾斜轨道 半径 r = m 的光滑圆弧轨道49分别相切于 D 点和 G 点，水平面的夹角 = 37 0。 过 G 点、垂直于纸面的竖直平面左侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度 B = D 点、垂直于 5、纸面的竖直平面右侧有匀强电场，电场方向水平向右，电场强度 E = 1104N/C。 小物体 m = 210荷量高中物理资源下载平台世昌的博客 +810到水平向右的推力 F = 0作用，沿 右做匀速直线运动，到达 D 点后撤去推力。 当 达倾斜轨道底端 G 点时，不带电的小物体 端静止释放，经过时间 t = 遇。 P 1 和 轨道 H 间的动摩擦因数均为 u = 0. 5，取 g = 10m/s2, 0.6， = 体电荷量保持不变，不计空气阻力。 求：（1）小物体 水平轨道 运动速度 v 的大小；（2）倾斜轨道 长度 s。 解：设小物体 匀强磁场中运动的速度为 v，受到向上的洛伦兹力为 到的摩擦力为 f， 6、则F1 f( 1) 由题意，水平方向合理为零F f0 联立式，代入数据解得v4 m/s 说明：式各 1 分，式各 2 分（2 ）设 G 点的速度大小为 于洛伦兹力不做功，根据动能定理 mv)2 运动，受到重力、电场力和摩擦力的作用，设加速度为 据牛顿第二定律 ( 相遇时，设 动的距离为 21设 量为 运动的加速度为 m 2m 2 相遇时，设 动的距离为 2立式，代入数据得 ss 1s 2 sm =37世昌的博客 ：式各 1 分， 式各 2 理综新课标卷25.（ 18 分）如图，一半径为 R 的圆表示一柱形区域的横截面（纸面）。 在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场，一质量为 m、电荷量为 7、q 的粒子沿图中 直线在圆上的 a 点射入柱形区域，在圆上的 b 点离开该区域，离开时速度方向与直线垂直。 圆心 O 到直线的距离为。 现将磁场换为平行于纸面且垂直于直线的匀53强电场，同一粒子以同样速度沿直线在 a 点射入柱形区域，也在 b 点离开该区域。 若磁感应强度大小为 B，不计重力，求电场强度的大小。 答案 解析 粒子在磁场中做圆周运动，设圆周的半径为 r，由牛顿第二定律和洛仑兹力公式得 式中 v 为粒子在 a 点的速度。 b 点和 O 点作直线的垂线，分别与直线交于 c 和 d 点。 由几何关系知，线段 、 和过 a、 b 两点的轨迹圆弧的两条半径围成一正方形。 =x，由几何关系得 4253 8、联立式得 电场强度的大小为 E，粒子在电场中做类平抛运动。 设其加速度大小为 a，由牛顿第二定律和带电粒子在电场中受力公式得子在电场方向和直线方向所走的距离均为 r，由运动学公式得 21式中 t 是粒子在电场中运动的时间，联立式得 物理江苏卷15. (16 分) 如图所示,待测区域中存在匀强电场和匀强磁场,根据带电粒子射入时的受力情况可推测其电场和磁场. 图中装置由加速器和平移器组成，,平移器由两对水平放置、相距为l 的相同平行金属板构成, 极板长度为 l、间距为 d,两对极板间偏转电压大小相等、电场方向相反. 质量为 m、电荷量为+q 的粒子经加速电压 速后,水平射入偏转电压为 平世昌的博客 9、, 最终从 A 点水平射入待测区域. 不考虑粒子受到的重力.(1)求粒子射出平移器时的速度大小 2)当加速电压变为 4,欲使粒子仍从 A 点射入待测区域, 求此时的偏转电压 U ;(3)已知粒子以不同速度水平向右射入待测区域, 刚进入时的受力大小均为 F. 现取水平向右为 x 轴正方向,建立如图所示的直角坐标系 保持加速电压为 变,移动装置使粒子沿不同的坐标轴方向射入待测区域,粒子刚射入时的受力大小如下表所示. 射入方向 y y z 5 7 解析：（1）设粒子射出加速器的速度为 ， 动能定理 0题意得 ，即01v ）在第一个偏转电场中，设粒子的运动时间为 t：加速度的大小 ，直分速度 直位移 10、，经历时间也为 y2= 由题意知，粒子竖直总位移 y=2y1+得 当加速电压为 4，U=4U 1（3 ） 由沿 x 轴方向射入时的受力情况可知：B 平行于 x 轴，且)(a 沿y 轴方向射入时的受力情况可知：E 与 面平行。 bl 1m+世昌的博客 , 则 f=2F 且 f=(解得 0x 轴方向夹角为 ,)( 沿 x 轴方向，由沿 轴方向射入时的受力情况得()解得 ，或03 与 面平行且与 x 轴方向的夹角为 300 或 1500，同理若 B 沿方向，E 与 面平行且与 x 轴方向的夹角为 或。 理综四川卷 25 （20 分）如图所示，水平虚线 X 下方区域分布着方向水平、垂直纸面向里、磁感应强度 11、为 B 的匀强磁场，整个空间存在匀强电场（图中未画出）。 质量为 m，电荷量为+q 的小球 P 静止于虚线 X 上方 A 点，在某一瞬间受到方向竖直向下、大小为 I 的冲量作用而做匀速直线运动。 在A 点右下方的磁场中有定点 O，长为 l 的绝缘轻绳一端固定于 O 点，另一端连接不带电的质量同为 m 的小球 Q，自然下垂。 保持轻绳伸直，向右拉起 Q，直到绳与竖直方向有一小于 50 的夹角，在 P 开始运动的同时自由释放 Q，Q 到达 O 点正下方 W 点时速率为、Q 两小球在 W 点发生正碰，碰后电场、磁场消失，两小球粘在一起运动。 P 、Q 两小球均视为质点，P 小球的电荷量保持不变，绳不可伸长，。