高考物理试题《粒子在复合场中运动》高频试题强化练习(2019年最新版)(二)

时间:2019-06-26 04:45:41

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1、填空题  如图所示,质量为m,带电量为-q的粒子,从两平行电极板正中央垂直电场线和磁感线以速度v飞入.已知两板间距为d,磁感强度为B,这时粒子恰能直线穿过电场和磁场区域(重力不计).今将磁感强度增大到某值,则粒子将落到极板上.当粒子落到极板上时的动能为______.
?


参考答案:


本题解析:子恰能直线穿过电场和磁场区域,所以有:,当磁感强度增大时,洛伦兹力大于电场力,所以电场力做负功,根据动能定理有:,所以粒子落到极板上时的动能为
故答案为:


本题难度:简单



2、计算题  如图所示,竖直平面直角坐标系xOy中的第一象限,有垂直xOy平面向外的匀强磁场和竖直向上的匀强电场,磁感应强度和电场强度大小分别为BE;第四象限有垂直平面向里的匀强电场,电场强度大小也为E;第三象限内有一绝缘光滑竖直放置半径为R的半圆轨道.轨道最高点与坐标原点O相切,最低点与光滑绝缘水平面相切于N。一质量为m的带电小球从y轴上的P点沿x轴正方向以一定速度进入第一象限后做圆周运动,恰好能通过坐标原点O,并且水平切入半圆轨道内侧沿圆弧运动,通过N点水平进入第四象限后在电场中运动.(已知重力加速度为g)
(1)判断小球的带电性质,求出小球所带电荷量;
(2)P点距坐标原点O的距离至少多高;
(3)若该小球以满足(2)问中OP的最小值的位置和对应速度进入第一象限,通过N点时开始计时,经时间t=2 小球距点N的距离为多远.


参考答案:(1)带正电,?
(2)
(3)2R


本题解析:


本题难度:困难



3、选择题  如图所示,平行板间有正交的匀强电场E和匀强磁场B,一带电粒子(不计重力)沿垂直于B、E的方向射入,从平行板间射出时动能减少,为了使带电粒子在平行板间运动时动能增加,可采用下列哪些方法(  )
A.增加进入时粒子的速
B.使磁场的磁感应强度B增加
C.改变粒子带电性质
D.使两板间电压U增加
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参考答案:
无论粒子带何种电荷,由于电场力与洛伦兹力都是方向相反的,而动能减少说明电场力做了负功,即电场力小于洛伦兹力,粒子向洛伦兹力的方向偏转了.所以要使动能增大,必然减小磁场力或增大电场力.?
A:增大速度,则磁场力增大而电场力不变,动能更会减少.选项A错误;
B:增大磁感应强度即增大了洛伦兹力,不符合上面的分析.选项B错误;
C:改变电性,两力同时反向,磁场力仍大于电场力,所以粒子动能仍会减少.选项C错误;
D:若使两板电压增加,则增加电场强度,即增大电场力,使粒子向电场力方向偏转,这样电场力做正功,所以动能会增大.选项D正确.
故选:D


本题解析:


本题难度:一般



4、计算题  如图所示,在坐标系xOy内有一半径为a的圆形区域,圆心坐标为O1(a,0),圆内分布有垂直纸面向里的匀强磁场。在直线y=a的上方和直线x=2a的左侧区域内,有一沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E。一质量为m、电荷量为+q(q>0)的粒子以速度v从O点垂直于磁场方向射入,当速度方向沿x轴正方向时,粒子恰好从O1点正上方的A点射出磁场,不计粒子重力。
(1)求磁感应强度B的大小;
(2)若粒子以速度v从O点垂直于磁场方向射入第一象限,当速度方向沿x轴正方向的夹角=30°时,求粒子从射入磁场到最终离开磁场的时间t。


参考答案:解:(1)设粒子在磁场中做圆运动的轨迹半径为R,
粒子自A点射出,由几何知识,
解得
(2)粒子在磁场中做圆运动的周期
粒子从磁场中的P点射出,因磁场圆和粒子的轨迹圆的半径相等,OO1PO2构成菱形,故粒子从P点的出射方向与y轴平行,粒子由O到P所对应的圆心角为=60°
由几何知识可知,粒子由P点到x轴的距离S=acos
粒子在电场中做匀变速运动,在电场中运动的时间
粒子由P点第2次进入磁场,由Q点射出,PO1QO3构成菱形,由几何知识可知Q点在x轴上,粒子由P到Q的偏向角为=120°,则
粒子先后在磁场中运动的总时间
粒子在场区之间做匀速运动的时间
解得粒子从射入磁场到最终离开磁场的时间


本题解析:


本题难度:困难



5、选择题  如图所示,带电平行板中匀强磁场方向水平垂直纸面向里,某带电小球从光滑绝缘轨道上的a点自由滑下,经过轨道端点P进入板间恰能沿水平做直线运动.现使小球从较低的b点开始滑下,经P点进入板间后,在板间运动过程中(?)

A.其动能将会增加
B.其电势能将会增加
C.小球所受电场力将会增大
D.小球一定带正电


参考答案:ABD


本题解析:如果小球带负电,小球从a点下滑后进入板间不可能做匀速直线运动,故小球带正电.当小球从b点下滑时,进入板间时速度减小,洛伦兹力减小,小球向下做曲线运动.重力做的正功大于电场力做的负功,小球动能增加,其电势能一定增加.


本题难度:一般




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