高考物理试题《粒子在复合场中运动》试题特训（2018年最新版） - 高考物理题库

1、选择题如图所示，两个折成直角的金属薄板围成足够大的正方形abcd，加上电压，忽略边缘及转角处对电场分布的影响，正方形内部处处可视为方向由a指向c的匀强电场（图中未画出），同时在内部加方向垂直纸面向里的匀强磁场．现在有一个带负电、重力不计的粒子以v0（v0≠0）分别从图示三个方向开始运动，则（　　）
A．只要v0大小合适，可以沿1（ac方向）轨迹直线运动
B．无论v0多大，都不能沿2（平行dc方向）轨迹直线运动
C．只要v0大小合适，可以沿3（db方向）轨迹直线运动
D．只能沿3轨迹加速直线运动

参考答案：A、不论v0大小如何，粒子受到电场力与洛伦兹力不共线，则不可能平衡，因此不可能沿着1（ac方向）轨迹直线运动，故A错误；
B、无论v0多大，粒子受到电场力与洛伦兹力不可能平衡，因此不可能沿着2（平行dc方向）轨迹直线运动，故B正确；
C、只要v0大小合适，则有电场力与洛伦兹力相平衡，可以沿3（db方向）轨迹直线运动，且做匀速直线运动，故C正确，D错误；
故选：BC．

本题解析：

本题难度：简单

2、计算题如图所示，一带电粒子以某一速度在竖直平面内做直线运动，经过一段时间后进入一垂直于纸面向里、磁感应强度为B的最小的圆形匀强磁场区域（图中未画出磁场区域），粒子飞出磁场后垂直电场方向进入宽为L的匀强电场。电场强度大小为E，方向竖直向上。当粒子穿出电场时速度大小变为原来的倍。已知带电粒子的质量为m，电量为g，重力不计。粒子进入磁场前的速度如图与水平方向成θ＝60°角。求：

（1）粒子带什么性质的电荷；
（2）粒子在磁场中运动时速度多大；
（3）该最小的圆形磁场区域的面积为多大？

参考答案：（1）负电；（2）（3）

本题解析：（1）根据粒子在磁场中偏转的情况和左手定则可知，粒子带负电。
（2）由于洛伦兹力对粒子不做功，故粒子以原来的速率进入电场中，设带电粒子进入电场的初速度为v0，在电场中偏转时做类平抛运动，由题意知粒子离开电场时的末速度大小为，将分解为平行于电场方向和垂直于电场方向的两个分速度
由几何关系知?①?
?②?
?③?
?④?
?⑤?
联立求解①②③④⑤得?
（3）如图所示，带电粒子在磁场中所受洛伦兹力作为向心力，设在磁场中做圆周运动的半径为R，圆形磁场区域的半径为r，则

?⑦?
?⑧?
由几何知识可得：r＝Rsin30°?⑨?
磁场区域的最小面积为?⑩?
联立求解⑧⑨⑩得

本题难度：一般

3、计算题（15分）如图甲所示，空间存在B=0.5T，方向竖直向下的匀强磁场，MN、PQ是处于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨，间距L=0.2m， R是连接在导轨一端的电阻，ab是跨接在导轨上质量为m=0.1kg的导体棒。从零时刻开始，通过一小型电动机对ab棒施加一个牵引力F，方向水平向左，使其从静止开始沿导轨做加速运动，此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好。图乙是棒的v-t图象，其中OA段是直线，AC是曲线，DE是曲线图象的渐进线，小型电动机在12s末达到额定功率P=4.5W，此后保持功率不变。除R外，其余部分电阻均不计，g=10m/s2。

（1）求导体棒ab在0－12s内的加速度大小
（2）求导体棒ab与导轨间的动摩擦因数及电阻R的值
（3）若t=17s时，导体棒ab达最大速度，从0－17s内共发生位移100m，试求12s－17s内，R上产生的热量是多少？

参考答案：（1）0.75m/s2（2）?R=0.4Ω（3）

本题解析：（1）由v-t图象的斜率得m/s2=0.75m/s2
（2）t1=12s时，由v-t图象得速度为 v1="9m/s"
因为，，,
由牛顿第二定律得?即
由图象知17s末导体棒ab的最大速度为v2=10m/s，此时加速度为零，同理有
?
联立解得?，R=0.4Ω
（3）由v-t图象知0－12s内，导体棒匀加速运动的位移=54m
12－17s内，导体棒的位移 m
由能量守恒得
代入数据解得R上产生的热量? Q="12.35" J

本题难度：一般

4、选择题如图所示，a、b是一对水平放置的平行金属板，板间存在着竖直向下的匀强电场。一个不计重力的带电粒子从两板左侧正中位置以初速度v沿平行于金属板的方向进入场区，带电粒子进入场区后将向上偏转，并恰好从a板的右边缘处飞出；若撤去电场，在两金属板间加垂直纸面向里的匀强磁场，则相同的带电粒子从同一位置以相同的速度进入场区后将向下偏转，并恰好从b板的右边缘处飞出。现上述的电场和磁场同时存在于两金属板之间，仍让相同的带电粒子从同一位置以相同的速度进入场区，则下面的判断中正确的是：

A．带电粒子将做匀速直线运动
B．带电粒子将偏向a板一方做曲线运动
C．带电粒子将偏向b板一方做曲线运动
D．无法确定带电粒子做哪种运动

参考答案：B

本题解析：略

本题难度：简单

5、计算题如图所示，水平放置的两块长直平行金属板、相距，、间的电场强度为，板下方整个空间存在着磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场。今有一质量为、电荷量为的带正电的粒子(不计重力)，从贴近板的左端以的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝处穿过板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到板的处(图中未画出)．求、之间的距离。