高中物理知识点复习《粒子在复合场中运动》试题特训(2017年最新版)(十)

时间:2017-11-10 08:25:15

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1、选择题  如图所示,带电平行金属板相互正对水平放置,两板间存在着水平方向的匀强磁场.带电液滴a沿垂直于电场和磁场的方向进入板间后恰好沿水平方向做直线运动,在它正前方有一个静止在绝缘小支架上不带电的液滴b,带电液滴a与液滴b发生正碰,在极短的时间内复合在一起形成带电液滴c.若不计支架对液滴c沿水平方向的作用力,则液滴c离开支架后(? )

A.一定做曲线运动
B.可能做匀速圆周运动
C.可能做直线运动
D.电场力对其做正功


参考答案:A


本题解析:液滴a在电?磁场中做匀速运动,有mag=Bqva+qE,与液滴b复合过程中动量守恒:mava=(mb+ma)v,刚碰后c受到的向上的作用力qE+Bqv<qE+Bqva=mag<(ma+mb)g,故此液滴要做曲线运动,电场力做负功,A对,C?D错.在匀强复合场中带点质点做匀速圆周运动时要求恒力的合力为零,洛伦兹力提供向心力,故B错误.


本题难度:一般



2、选择题  如图所示,质量为m,电荷量为q的带正电物体,在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,沿动摩擦因数为μ的水平面向左运动,则

[? ]
A.物体的速度由v减小到零所用的时间等于
B.物体的速度由v减小到零所用的时间小于
C.若另加一个电场强度为,方向水平向左的匀强电场,物体做匀速运动
D.若另加一个电场强度为,方向竖直向上的匀强电场,物体做匀速运动?


参考答案:CD


本题解析:


本题难度:一般



3、计算题  如图(甲)所示的轮轴,它可以绕垂直于纸面的光滑固定水平轴O转动。轮上绕有轻质柔软细线,线的一端系一重物,另一端系一质量为m的金属杆。在竖直平面内有间距为L的足够长的平行金属导轨PQ、EF,在QF之间连接有阻值为R的电 阻,其余电阻不计,磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直。开始时金属杆置于导轨下端,将质量为M的重物由静止释放,重物最终能匀速下降。运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好,忽略所有摩擦。

(1)重物匀速下降的速度V的大小是多少?
(2)对一定的磁感应强度B,重物的质量M取不同的值,测出相应的重物做匀速运动时的速度,可得出v-M实验图线。图(乙)中画出了磁感应强度分别为B1和B2时的两条实验图线,试根据实验结果计算B1和B2的比值。
(3)若M从静止到匀速的过程中一目下降的高度为h,求这一过程中R上产生的焦耳热


参考答案:(1)? (2)? (3)


本题解析:重物匀速下降时,金属杆匀速上升,合力为零.由F=BIL、、E=BLv,结合平衡条件求出重物匀速下降的速度v,再根据v的表达式,分析v-M图象的斜率,结合图象求出斜率,即可得到B1和B2的比值.M从静止到匀速的过程中下降高度h的过程中,M的重力势能减小转化为m的重力势能、系统的动能和内能,可根据能量守恒定律求解R上产生的焦耳热.
金属杆达到匀速运动时,受绳子拉力F、金属杆的重力mg、向下的安培力FA.
则:F=FA+mg?①
其中 F=Mg?②
又对金属杆有:安培力FA=BIL,感应电流,感应电动势E=BLv,
?③
由①②③得
(2) 由第一题结果及题意可得v-M的函数关系式为
结合图线可知,斜率?
所以

因此
(3)由能量关系,在这个过程中R上产生的焦耳热为

将v代入可得:


本题难度:一般



4、选择题  如图所示,某空间匀强电场的方向竖直向下,匀强磁场垂直纸面向里,一金属杆ab从高h处自由下落,则

[? ]
A.a端先着地
B.b端先着地
C.两端同时着地
D.以上说法均不正确


参考答案:B


本题解析:


本题难度:一般



5、计算题  如图所示,坐标平面的第I象限内存在大小为E、方向水平向左的匀强电场,足够长的挡板MN垂直x轴放置且距离点O为d.第Ⅱ象 限内存在垂直于纸面向里的匀强磁场.磁感应强 度为B。一质量为m,带电量为-q的粒子(重力忽略不计)若自距原点O为L的A点以一定的 速度垂直x轴进入磁场,则粒子恰好到达O点而不进入电场。现该粒子仍从A点进入磁场但初速 度大小为原来的4倍为使粒子进人电场后能垂直到达挡板MN上,求

(1)粒子第一次从A点进入磁场时,速度的大小:
(2)粒子第二次从A点进入磁场时,速度方向与x轴正向间的夹角大小
(3)粒子打到挡板上时的速度大小。


参考答案:(1);(2)30°或150°(3)


本题解析:
试题分析: (1)粒子自距原点O为L的A点以一定的速度垂直x轴进入磁场,恰好到达O点,轨迹为半圆,则得轨迹半径为r=,粒子进入匀强磁场中做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,则有:qv0B=,解得v0=
(2)设初速度大小为原来的4倍时半径为r1、速度为v1=4v0,由r1=,解得r1=2L
为使粒子进入电场后能垂直到达挡板MN上,粒子必须平行于x轴进入电场,设初速度方向与x轴正向间的夹角大小为θ,(如下图)由几何关系知:sinθ=得θ=30°或150°

在电场中电场力对粒子做正功,根据动能定理得:qEd=-
解得:v2=


本题难度:一般




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