高考物理答题技巧《粒子在复合场中运动》试题强化练习(2017年最新版)(七)

时间:2017-07-17 07:15:43

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1、选择题  如图所示的电路中,三个灯泡L1、L2、L3的电阻关系为R1<R2<R3,电感L的电阻可忽略,D为理想二极管。电键K从闭合状态突然断开时,下列判断中不正确的是(?)
A.L1逐渐变暗
B.L1先变亮,然后逐渐变暗
C.L3先变亮,然后逐渐变暗
D.L2立即熄灭


参考答案:B


本题解析:K处于闭合状态时,电感L和二极管均相当于导线,通过灯泡L1、L2、L3的电流关系为I1>I2>I3。当K突然断开时,电感L相当于电源,由此时二极管处于反向截止状态,故L2立即熄灭,D正确;L、L1和L3构成一闭合回路,L中电流从I1逐渐减少,则通过L1的电流也逐渐减少,选项A正确,B错误。通过L3的电流开始时比原来电流大,后逐渐变小,故选项C正确。


本题难度:简单



2、简答题  如图所示,在xOy平面内,有场强E=12N/C,方向沿x轴正方向的匀强电场和磁感应强度大小为B=2T、方向垂直xOy平面指向纸里的匀强磁场.一个质量m=4×10-5kg,电量q=2.5×10-5C带正电的微粒,在xOy平面内做匀速直线运动,运动到原点O时,撤去磁场,经一段时间后,带电微粒运动到了x轴上的P点.求:
(1)P点到原点O的距离;
(2)带电微粒由原点O运动到P点的时间.91考试网


参考答案:
91考试网

对带电粒子进行受力分析,受到竖直向下的重力,水平向右的电场力和垂直于受到的洛伦兹力,由题意可知:
重力为:mg=4×10-4N
电场力为:F=Eq=3×10-4N
由力的合成有:(Bqv)2=(Eq)2+(mg)2
以上几式联立得:v=10m/s
设速度与x轴的方向为θ,则有:
tanθ=qEmg=34
θ=37°
因为重力和电场力的合力是恒力,且方向与微粒在O点的速度方向垂直,所以在撤去磁场后,微粒的运动为类平抛运动.
可沿初速度方向和合力方向进行分解.设沿初速度方向的位移为S1,沿合力方向的位移为S2,则有:
S1=vt
S2=12


本题解析:


本题难度:一般



3、简答题  如图所示,在地面上方的真空室内有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,匀强电场的方向指向Y轴的负方向,场强E=4.0×V/m,匀强磁场的方向指向X轴的正方向,磁感强度B=0.40T.现有一带电微粒m以200m/s的速度由坐标原点沿Y轴正方向射入真空室后立即做匀速圆周运动.从微粒由O点射入开始计时,求经时间时微粒所处位置的坐标.(g取10/)


参考答案:


本题解析:

微粒进入电磁复合场后做匀速圆周运动,所受重力mg="qE" ①


本题难度:简单



4、计算题  如图所示,空间内存在水平向右的匀强电场,在虚线MN的右侧有垂直纸面向里、磁感应强度为B的水平匀强磁场,一质量为m、带电荷量为+q的小颗粒自A点由静止开始运动,刚好沿直线运动至光滑绝缘的水平面C点,与水平面碰撞后小颗粒的竖直分速度立即减为零,而水平分速度不变,小颗粒运动至D处刚好离开水平面,然后沿图示曲线DP轨迹运动,AC与水平面夹角α=37°,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度为g,求:

(1)匀强电场的场强E;
2)AD之间的水平距离d;
(3)已知小颗粒在轨迹DP上某处达到最大速度vm,该处轨迹的曲率半径是该处距水平面高度的k倍,则该处的高度为多大?

提示:一般的曲线运动可以分成很多小段,每小段都可以看成圆周运动的一部分,即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图所示,曲线上的A点的曲率圆定义为:通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆,在极限情况下,这个圆就叫做A点的曲率圆,其半径r叫做A点的曲率半径。


参考答案:(1)E=4mg/3q(2)d=。(3)


本题解析:由平衡条件求出匀强电场的场强E;应用牛顿第二定律及其相关知识求出AD之间的水平距离d;应用牛顿第二定律、圆周运动的相关知识求出该处的高度。

解:(1)小颗粒受力如图所示。mg=qEtanα
解得E=4mg/3q
(2)设小颗粒在D点速度为vD,在水平方向上,由牛顿第二定律,qE=ma,
2ad=vD2,
小颗粒在D点离开水平面的条件是:qvDB=mg,
联立解得:d=
(3)当速度方向与电场力和重力合力方向垂直时,速度最大,则:
qvDB-mg/sinα=m,且r=kh,
解得h=


本题难度:一般



5、选择题  如图所示,一个质量为m,带电量为q的粒子,从平行板左侧中点沿垂直场强方向射入,不计重力,当入射速度为v时,恰好穿过电场而不碰金属板,要使粒子的入射速度变为

v
2
,仍能恰好穿过电场,则必须再使(  )
A.粒子的电量变为原来的
1
4

B.两板间电压减为原来的
1
2

C.保证极板带电量不变,板间距离增为原来的4倍
D.保证极板间电压不变,两板间距离增为原来的2倍



参考答案:设平行板长度为l,宽度为d,板间电压为U,
恰能穿过一电场区域而不碰到金属板上,则
沿初速度方向做匀速运动:t=Lv.
垂直初速度方向做匀加速运动:a=qUmd.
则y0=d2=12at2=qUL22mdv2.
欲使质量为m、入射速度为v2 的粒子也能恰好穿过这一电场区域而不碰到金属板,则沿初速度方向距离仍是l,垂直初速度方向距离仍为d2,
A、使粒子的带电量减少为原来的14,由上公式可知,y=d2.故A正确.
B、使两板间所接电源的电压减小到原来的一半,则y=d.故B错误.
C、同理,保证极板带电量不变,使两板间的距离增加到原来的4倍,此时垂直初速度方向距离y=d,而入身射点到极板间距为2d,因此不可能恰好穿过电场.故C错误.
D、保证极板间电压不变,两板间距离增为原来的2倍,此时垂直初速度方向距离应为y=d,故D正确.
故选:AD.


本题解析:


本题难度:一般




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