世纪金榜2016高考物理一轮课时提升作业 8.3 带电粒子在复合场中的运动

世纪金榜2016高考物理一轮课时提升作业 8.3 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 (二十五)带电粒子在复合场中的运动(45 分钟100 分)一、选择题(本题共 8 小题,每小题 8 分,共 64 分。 多选题已在题号后标出)属板 M、N 正对着平行放置,且板面垂直于纸面,在两板之间接有电阻 R。 在极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场。 当等离子束(分别带有等量正、负电荷的离子束)从左向右进入极板时,下列说法中正确的是()的电势高于 M 的电势等于 N 有由 b 向 a 有由 a 向 b 方向的电流【解析】选 D。 根据左手定则可知正离子向上极板偏转,负离子向下极板偏转,则 M 板电势高于 N 板电势。 M 板相当于电源的正极,那么R 中有由 a 向 b 2、方向的电流,据以上分析可知本题正确选项为 D。 2.(多选)(2015山师大附中模拟)如图所示,a、b 是一对平行金属板,分别接到直流电源两极上,右边有一挡板,正中间开有一小孔 d,在较大空间范围内存在着匀强磁场,磁感应强度大小为 B,方向垂直纸面向里,在 a、b 两板间还存在着匀强电场 E。 从两板左侧中点 计重力),这些正离子都沿直线运动到右侧,从高中物理资源下载平台世昌的博客。 则下列判断正确的是()a、b 两板间的匀强电场方向一定由 a 指向 仍能从 d 孔射出【解析】选 B、C、D。 三束离子在复合场中运动情况相同,即沿水平方向直线通过,故有 qE=以 v= ,故三束正离子的速度一定相E同 3、,故 A 错误。 三束离子在磁场中有 m ,故 r= = ,由于 mm E2三束正离子在磁场中做圆周运动的轨道半径不同,故比荷一定不相同,故B 正确。 由于在复合场中洛伦兹力竖直向上,则电场力一定竖直向下,故匀强电场方向一定竖直向下,即由 a 指向 b,故 C 正确。 若这三束离子改为带负电后电场力和洛伦兹力方向都发生改变,由于其他条件不变,故合力仍为 0,所以仍能从 d 孔射出,故 D 正确。 3.(多选)如图所示是质谱仪的工作原理示意图。 带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器。 速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为 B 和 E。 平板 S 上有可让粒子通过的狭缝 P 和记录粒子位置的 4、胶片 板 S 下方有磁感应强度为 列表述正确的是()高中物理资源下载平台世昌的博客 ,粒子的比荷越小【解析】选 A、B、C。 粒子在题图中的电场中加速,说明粒子带正电,其通过速度选择器时,所受的电场力与洛伦兹力平衡,则洛伦兹力方向应水平向左,由左手定则知,磁场的方向应垂直纸面向外,B 正确;由知,v= ,C 正确;粒子打在胶片上的位置到狭缝的距离即为E其做匀速圆周运动的直径 D= ,即 = ,可见 D 越小,则粒子的比2 q2荷越大,D 不同,则粒子的比荷不同,因此利用该装置可以分析同位素, 错误。 导体板水平放置,两板间的电势差为 U,带电粒子以某一初速度 过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直 5、的匀强磁场。 则粒子射入磁场和射出磁场的 M、N 两点间的距离 d 随着 U 和 )高中物理资源下载平台世昌的博客 ,d 与 U d 随 U U 的增大而增大,d 与 d 随 U 的增大而减小【解题指南】解答本题应把握以下两点：(1)弄清带电粒子在电场中的偏转角与粒子在磁场中做圆周运动的圆心角的关系。 (2)写出 d 与 U、v 0 的函数关系式。 【解析】选 A。 带电粒子射出电场时速度的偏转角为 ,运动轨迹如图所示,有：,又 R= ,而 d=2 ,选项 m m 20A 正确。 【总结提升】带电粒子在组合场中运动问题的解题技巧带电粒子在组合场中的运动,实际上仍是一个力学问题,分析的基本思高中物理资源下 6、载平台世昌的博客 ：(1)弄清组合场的组成。 (2)正确分析带电粒子的受力情况及运动特征。 (3)画出粒子运动轨迹, 灵活选择对应的运动规律列式求解。 例如,带电粒子在电场中加速,一般选择动能定理; 类平抛运动一般要进行运动的分解;圆周运动一般分析向心力等。 (4)对于临界问题,注意挖掘隐含条件,关注特殊词语,如“恰好” “刚好”“至少”, 寻找解题的突破口。 5.(多选)(2015青岛模拟)如图所示,空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为 的匀强磁场,一质量为 0.2 足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,在木板左端无初速放置一质量为 0.1 荷量 q=+ 的滑块,滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为 块受到的最 7、大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。 现对木板施加方向水平向左,大小为 的恒力,g 取 10 m/() m/后做加速度减小的加速运动, m/块做速度为 10 m/ m/块做速度为 10 m/世昌的博客 【解析】选 B、D。 由于动摩擦因数为 摩擦力能提供的最大加速度为 5m/以当 的恒力作用于木板时,系统一起以 a= m/m/当滑块获得向左运F+ 洛伦兹力等于重力时滑块与木板之间的弹力为零,此时 得：v=10m/s,此时摩擦力消失,滑块做匀速运动,而木板在恒力作用下做匀加速运动,a= = m/m/以 B、D 正确。 F固训练】某空间存在水平方向的匀强电场(图中未画出),同时存在由 A 指向 B 的匀强磁 8、场,带电小球沿如图所示的直线斜向下由 A 点沿直线向 B 点运动,则下列说法正确的是()球的机械能可能减小【解析】选 C。 由于小球重力方向竖直向下,空间存在磁场,且小球沿直线运动,方向斜向下,与磁场方向相同,故不受磁场力作用,电场力必水平向右,但电场具体方向未知,故不能判断带电小球的电性,选项 A 错误;重力和电场力的合力不为零,故小球不做匀速直线运动,所以选项 B 错误;因为重力与电场力的合力方向与运动方向相同,故小球一定做匀加速直线运动,选项 C 正确;运动过程中由于电场力做正功,故机械能增加,选项 D 错。 高中物理资源下载平台世昌的博客 (多选)如图所示,O 点有一粒子源,在某时刻发射大 9、量质量为 m、电荷量为 q 的带正电的粒子,它们的速度大小相等、速度方向均在 面内。 在直线 x=a 与 x=2a 之间存在垂直于 面向外的磁感应强度为 B 的匀强磁场,与 y 轴正方向成 60角发射的粒子恰好垂直于磁场右边界射出。 不计粒子的重力和粒子间的相互作用力。 关于这些粒子的运动,下列说法正确的是()C.与 y 轴正方向成 120角射出的粒子在磁场中运动的时间最长D.与 y 轴正方向成 90角射出的粒子在磁场中运动的时间最长【解析】选 A、C。 带正电粒子与 y 轴正方向成 60角发射,进入磁场后的轨迹如图甲所示,根据几何关系可得 a=其中 R= ,联立解得 v= ,故选项m 2A 正确,B 10、 错误;带电粒子在匀强磁场中运动的时间 t=T,可见圆弧所对的圆心角 越大,粒子在磁场中运动的时间越长,2由图甲中的几何关系可得粒子的轨道半径 R=2a,因此与 y 轴正方向成 120角射出的粒子在磁场中运动的圆弧所对圆心角最大为 120,此时粒子的运动轨迹恰好与磁场的右边界相切,如图乙所示,最长时高中物理资源下载平台世昌的博客 ,故选项 C 正确,D 错误。 满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。 一带电粒子 A(不计重力)以一定的初速度由左边界的 O 点射入磁场、电场区域,恰好沿直线由区域右边界的 O点(图中未标出)穿出。 若撤去该区域内的磁场而保留电场不变,另一个同样的粒子 B(不计 11、重力)仍以相同初速度由 O 点射入,从区域右边界穿出,则粒子 B()能一定减小【解析】选 C。 若粒子 B 带正电荷,其向下偏转做类平抛运动 ,穿出位置一定在 O 点下方,相反 ,若其带负电荷,其向上偏转做类平抛运动 ,穿出位置一定在 O点上方 ,选项 A、B 错误;在电场中运动时,电场力做正功, 动能一定增大, 电势能一定减小 ,选项 C 正确,D 错误。 8.(多选)如图所示为一个质量为 m、电荷量为+q 的圆环,可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动,细杆处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中,不计空气阻力,现给圆环向右的初速度 以后的运动过程中,圆环运动的速度图像可能是图中的()高中物理资源下载 12、平台世昌的博客 【解析】选 A、D。 带电圆环在磁场中受到向上的洛伦兹力,当重力与洛伦兹力相等时,圆环将做匀速直线运动,A 正确。 当洛伦兹力大于重力时,圆环受到摩擦力的作用,并且随着速度的减小而减小,圆环将做加速度减小的减速运动,最后做匀速直线运动,D 正确。 如果重力大于洛伦兹力,圆环也受摩擦力作用,且摩擦力越来越大,圆环将做加速度增大的减速运动,故 B、C 错误。 二、计算题(本题共 2 小题,共 36 分。 需写出规范的解题步骤)9.(18 分)(2014湖州模拟)如图所示,与水平面成 37的倾斜轨道延长线在 D 点与半圆轨道 切,全部轨道为绝缘材料制成且位于竖直面内,整个空间存在水平向左的匀强电场,右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场(C 点处于。