高考物理高频考点《粒子在复合场中运动》高频试题强化练习(2017年最新版)(四)

时间:2017-08-09 09:01:44

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1、选择题  如图所示,在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中,电量为q的液滴做半径为R的匀速圆周运动,已知电场强度为E,磁感应强度为B,则油滴的质量和环绕速度分别为(  )
A.

Eq
g
BgR
E

B.
B2qR
E
E
b

C.B
Rq
g
qRg

D.
Eq
g
E
B



参考答案: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,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.
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=Eqg
液滴在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动的半径为:
R=mvqB…②
①②联立得:
v=BgRE
故选:A.


本题解析:


本题难度:简单



2、计算题  (18分)如图所示,真空中以为圆心,半径r=0.1m的圆形区域内只存在垂直纸面向外的匀强磁场,圆形区域的最下端与xoy坐标系的x轴相切于坐标原点O,圆形区域的右端与平行y轴的虚线MN相切,在虚线MN右侧x轴的上方足够大的范围内有方向水平向左的匀强电场,电场强度E=1.0×105 N/C。现从坐标原点O沿xoy平面在y轴两侧各30°角的范围内发射速率均为v0=1.0×106m/s的带正电粒子,粒子在磁场中的偏转半径也为r=0.1m,已知粒子的比荷,不计粒子的重力、粒子对电磁场的影响及粒子间的相互作用力,求:

(1)磁场的磁感应强度B的大小;
(2)沿y轴正方向射入磁场的粒子,在磁场和电场中运动的总时间;
(3)若将匀强电场的方向改为竖直向下,其它条件不变,则粒子达到x轴的最远位置与最近位置的横坐标之差。


参考答案:(1)(2)(3)


本题解析:(1)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,由? ①
可得:? ②
(2)分析可知,带电粒子运动过程如图所示,

由粒子在磁场中运动的周期? ③
可知粒子第一次在磁场中运动的时间:? ④
? ⑤
粒子在电场中的加速度? ⑥
粒子在电场中减速到0的时间:? ⑦
由对称性,可知运动的总时间: ?⑧
?⑨
(3)由题意分析可知,当粒子沿着y轴两侧300角射入时,将会沿着水平方向射出磁场区域,之后垂直虚线MN分别从P" 、Q"射入电场区,做类平抛运动,最终到达x轴的位置分别为最远位置P和最近位置Q。?⑩

由几何关系P"到x轴的距离,?(11)

最远位置P坐标为? (12)
Q"到x轴的距离? (13)

最近位置Q坐标为? (14)
所以,坐标之差为? (15)
? (16)
评分标准:①②每式2分,③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩(11)(12)(13)(14)(15)(16)每式1分。


本题难度:一般



3、计算题  (18分) 如图所示,在足够大的空间范围内,同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场,电场强度为E,磁感应强度为B.足够长的光滑斜面固定在水平面上,斜面倾角为30.有一带电的物体P静止于斜面顶端且P对斜面无压力,若给物体P一瞬时冲量,使其获得水平方向的初速度向右抛出,同时另有一不带电的物体QA处由静止开始沿斜面滑下(PQ均可视为质点),PQ二物体运动轨迹在同一竖直平面内.一段时间后,物体P恰好与斜面上的物体Q相遇,且相遇时物体P的速度方向与其水平初速度方向的夹角为60.已知重力加速度为,求:
(1)PQ相遇所需的时间;
(2)物体P在斜面顶端受到瞬时冲量后所获得的初速度的大小.


参考答案:(1)
(2)


本题解析:

(1)(10分)物体P静止时对斜面无压力??①?(2分)
P获得水平初速度后做匀速圆周运动?②(2分)
?③?(2分)
?④(2+2分)
(2)(8分)在时间t内,Q物体在斜面上做匀加速直线运动
?(2分)
?⑤?(2分)
P做匀速圆周运动?⑥?
由几何关系知R=S?⑦?(2分)
由①④⑤⑥⑦可解得?(2分)


本题难度:一般



4、计算题  (16分)如图所示,坐标系xOy在竖直平面内,水平轨道AB和斜面BC均光滑且绝缘,AB和BC的长度均为L,斜面BC与水平地面间的夹角θ=600?,有一质量为m、电量为+q的带电小球(可看成质点)被放在A点。已知在第一象限分布着互相垂直的匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上,场强大小,磁场为水平方向(图中垂直纸面向外),磁感应强度大小为B;在第二象限分布着沿x轴正向的水平匀强电场,场强大小。现将放在A点的带电小球由静止释放,则小球需经多少时间才能落到地面(小球所带的电量不变)?


参考答案:


本题解析:设带电小球运动到B点时速度为vB,则由功能关系:
,解得:? ①? 2分
设带电小球从A点运动到B点用时为t1,则由动量定理:
?②? 2分
当带电小球进入第一象限后所受电场力为
?③? 2分
所以带电小球做匀速圆周运动:? ④? 1分
则带电小球做匀速圆周运动的半径 ?⑤? 1分

则其圆周运动的圆心为如图所示的点,
? 2分
假设小球直接落在水平面上的点,则
? 2分
重合,小球正好打在C点。
? 1分
所以带电小球从B点运动到C点运动时间 ?⑥? 1分
所以小球从A点出发到落地的过程中所用时间? ⑦? 2分


本题难度:一般



5、选择题  一个带电粒子穿过某一空间而未发生偏转,则下列说法中正确的是
A.此空间一定不存在磁场
B.此空间可能有磁场,方向与电子的速度方向平行
C.此空间可能有磁场,方向与电子的速度方向垂直
D.此空间可能有正交的匀强电场和匀强磁场,它们的方向均与电子的速度方向垂直


参考答案:BD


本题解析:


本题难度:一般




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