高考物理试卷《粒子在复合场中运动》在线测试(2019年最新版)(十)

时间:2019-06-23 22:54:34

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1、选择题  如图所示,界面MN与水平地面之间有足够大正交的匀强磁场B和匀强电场E,磁感线和电场线都处在水平方向且互相垂直。在MN上方有一个带正电的小球由静止开始下落,经电场和磁场到达水平地面。若不计空气阻力,小球在通过电场和磁场的过程中,下列说法中正确的是?

A.小球做匀变速曲线运动
B.小球的电势能保持不变
C.洛伦兹力对小球做正功
D.小球的动能增量等于其电势能和重力势能减少量的总和


参考答案:D


本题解析:小球进入电场时,速度方向竖直向下,受到自身重力竖直向下,电场力水平向右,洛伦兹力水平向右,合力方向与速度不共线,小球做曲线运动,而且与速度不能保持垂直,小球不能做匀速圆周运动,但随着速度大小变化,洛伦兹力变化,加速度变化,不是匀变速曲线运动选项A错。电场力做正功,电势能减少,选项B错。洛伦兹力不做功,选项C错。根据功能关系,减少的重力势能和电势能之和等于增加的动能,选项D对。


本题难度:一般



2、选择题  如图所示,在边长为l的正方形区域内,有与y轴平行的匀强电场和垂直于纸面的匀强磁场。一个带电粒子(不计重力)从原点0沿x轴的正向进入场区,恰好能够做匀速直线运?动,而且穿过场区的时间为T0;若撤去磁场,只保留电场,其他条件不变,该带电粒子穿过场区的时间为;若撤去电场,只保留磁场,其他条件不变,那么该带电粒子穿过场区的时间应该是

A:? B: ?C: ?D:


参考答案:B


本题解析:分析:带电粒子在电场与磁场中受到的电场力与洛伦兹力平衡,当粒子在电场中做类平抛运动时,由分解成的两个简单运动可得电场强度与位移关系.当撤去电场时,粒子做匀速圆周运动,由牛顿第二定律与几何关系可求出带电粒子穿过场区的时间.
解答:解:从原点沿x轴直线射出过程匀速直线运动,受力平衡:Eq=Bqv…①
由穿过场区的时间为T0可得:L=vT0…②
若撤去磁场,只保留电场,带电粒子在竖直方向偏转,做类平抛运动:
x=vT0…③? x=L…④;? y=at2…⑤
t=T0…⑥? a=…⑦
当撤去电场,在匀强磁场中匀速圆周运动,带电粒子在磁场中经过的轨迹是个半圆,故运动时间:
t=…⑧?由①②③④⑤式得:t=T0;
故该粒子穿过场区的时间应该是t=T0;
故选B.
点评:本题考查带电粒子在电场、磁场中两运动模型:匀速圆周运动与类平抛运动,及相关的综合分析能力,以及空间想像的能力,应用数学知识解决物理问题的能力.


本题难度:一般



3、选择题  如图所示,真空中存在竖直向上的匀强电场和水平方向的匀强磁场,一质量为m、带电荷量为q的物体以速度v在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动,下列说法正确的是(  )
A.电场强度为

mg
q

B.物体运动过程中机械能守恒
C.物体逆时针转动
D.磁感应强度为
qR
mv



参考答案:A、磁场方向向里,洛伦兹力的方向始终指向圆心,由左手定则可判断液滴的旋转方向为逆时针;由液滴做匀速圆周运动,得知电场力和重力大小相等,得:
mg=qE…①
得:m=qEg,故A正确;
B、液滴在重力场、匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动,可知,液滴受到的重力和电场力是一对平衡力,因此电场力做功,则物体运动中机械能不守恒,故B错误;
C、重力竖直向下,所以电场力竖直向上,与电场方向相同,故可知液滴带正电,根据左手定则可知,物体逆时针转动,故C正确.
D、液滴在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动的半径为:R=mvqB
因此磁感应强度为:B=mvqR,故D错误;
故选:AC


本题解析:


本题难度:简单



4、计算题  如图所示,在坐标系xOy平面的x>0区域内,有电场强度E=2×105 N/C,方向沿y轴负向的匀强电场和磁感应强度B=0.20T,方向与xOy平面垂直向里的匀强磁场。在y轴上有一足够长的荧光屏MN,在x轴上的P(10,0)点处有一粒子发射枪连续不断的发射大量质量m=6.4×10-27kg,电量q=3.2×10-19 C的带正电粒子,其向x轴方向发射的粒子恰能沿x轴做匀速直线运动。若撤去电场,并使粒子发射枪以P为轴在xOy平面内以角速度ω=2πrad/s逆时针转动(整个装置都处在真空中),求:
(1)带电粒子在磁场中运动的轨迹半径;
(2)荧光屏上闪光点的范围;
(3)荧光屏上闪光点从最高点移动到最低点所用的时间。


参考答案:解:(1)由粒子在复合场中做匀速运动,有qE=qvB
撤去电场后,有
则粒子在磁场中运动的轨迹半径
(2)画出粒子运动的轨迹如图可知,粒子最上端打在A点,最下端打在B点


(3)粒子在磁场中做圆周运动的周期
粒子在磁场中运动的时间可以忽略不计
闪光点从最高点移到最低点的过程中,粒子枪转过的圆心角为
所以用时


本题解析:


本题难度:困难



5、选择题  下图为一“滤速器”装置的示意图a、b为水平放置的平行金属板,一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间为了选取具有某种特定速率的电子,可在a、b间加上电压,并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场,使所选电子仍能够沿水平直线OOˊ运动,由Oˊ射出不计重力作用可能达到上述目的的办法是

[? ]

A.使a板电势高于b板,磁场方向垂直纸面向里
B.使a板电势低于b板,磁场方向垂直纸面向里
C.使a板电势高于b板,磁场方向垂直纸面向外
D.使a板电势低于b板,磁场方向垂直纸面向外



参考答案:AD


本题解析:


本题难度:一般



New brooms sweep clean. / A new official applies strict measures. 新官上任三把火.

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