2019版高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題三 電場(chǎng)和磁場(chǎng) 專題突破練10 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng).doc

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專題突破練10帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(時(shí)間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(共4小題,每小題6分,共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)或不答的得0分)1.(2018四川樂山調(diào)研)在半導(dǎo)體離子注入工藝中,初速度可忽略的磷離子P+和P3+,經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里、有一定寬度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,如圖所示,已知離子P+在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過=30后從磁場(chǎng)右邊界射出。在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),離子P+和P3+()A.在電場(chǎng)中的加速度之比為11B.在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為31C.在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過的角度之比為13D.離開電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的動(dòng)能之比為132.(2018山西晉城一模)足夠大的空間內(nèi)存在著豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng),有一帶正電的小球在電場(chǎng)力和重力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將磁場(chǎng)方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)30,同時(shí)給小球一個(gè)垂直磁場(chǎng)方向斜向下的速度(如圖所示),則關(guān)于小球的運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是()A.小球做類平拋運(yùn)動(dòng)B.小球在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)C.小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能增加D.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能不守恒3.(2018湖北黃岡調(diào)研)如圖所示直角坐標(biāo)系xOy,P(a,-b)為第四象限內(nèi)的一點(diǎn),一質(zhì)量為m、電荷量為q的負(fù)電荷(電荷重力不計(jì))從原點(diǎn)O以初速度v0沿y軸正方向射入。第一次在整個(gè)坐標(biāo)系內(nèi)加垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng),該電荷恰好能通過P點(diǎn);第二次保持y0區(qū)域磁場(chǎng)不變,而將y0區(qū)域磁場(chǎng)不變,而將yt2,即第二次所用時(shí)間一定短些,故C正確;電荷通過P點(diǎn)時(shí)的速度,第一次與x軸負(fù)方向的夾角為,則有tan =R2-b2b=a2-b22ab;第二次與x軸負(fù)方向的夾角為,則有tan =b2R-R2-b2=a2b=a22ab,所以有tan tan ,電荷通過P點(diǎn)時(shí)的速度,第二次與x軸負(fù)方向的夾角一定大些,故D錯(cuò)誤;故選AC。4.AC解析 帶電小球在重力場(chǎng)、勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),可知,帶電小球受到的重力和電場(chǎng)力是一對(duì)平衡力,重力豎直向下,所以電場(chǎng)力豎直向上,與電場(chǎng)方向相反,故小球一定帶負(fù)電荷,故A正確;磁場(chǎng)方向向外,洛倫茲力的方向始終指向圓心,由左手定則可判斷小球的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針,故B錯(cuò)誤;由電場(chǎng)力和重力大小相等,得:mg=qE,帶電小球在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為:r=mvqB,聯(lián)立得:v=gBrE,故C正確;小球在做圓周運(yùn)動(dòng)的過程中,電場(chǎng)力要做功,洛倫茲力始終不做功,故D錯(cuò)誤;故選AC。二、計(jì)算題(本題共4個(gè)小題,共76分)5.答案 (1)0B1d聯(lián)立得:0B12a所以,粒子應(yīng)射出電場(chǎng)后打到熒光屏上粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,豎直方向位移為y,水平方向位移為x,則水平方向有x=v0t豎直方向有y=qE2mt2代入數(shù)據(jù)得x=2ay設(shè)粒子最終打在熒光屏上的點(diǎn)距Q點(diǎn)為H,粒子射出電場(chǎng)時(shí)與x軸的夾角為,則tan =vyvx=qEmxv0v0=2ya有H=(3a-x)tan =(3a-2y)2y當(dāng)3a-2y=2y時(shí),即y=98a時(shí),H有最大值由于98a2a,所以H的最大值Hmax=94a,粒子射入磁場(chǎng)的位置為y=98a-2a=-78a。8.答案 (1)5 N/C10 m/s(2)22 s(3)0.25 J解析 (1)小球勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力如圖所示,其所受的三個(gè)力在同一平面內(nèi),合力為零。電場(chǎng)力和重力的合力方向與水平方向成45,tan 45=mgqE。則E=mgq=10-2210-3 N/C=5 N/CqvB=q2E2+m2g2v=2mgqB=210-2210-322 m/s=10 m/s(2)根據(jù)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性,豎直方向做初速度vy0=22v,加速度為g的勻減速運(yùn)動(dòng)vy0=22v=gt,求得t=22 s。(3)顆粒再次回到與M點(diǎn)水平方向等高位置時(shí),時(shí)間為2t=2 s在水平方向上的初速度vx0=22v水平方向獲得的速度vx=22v+qEm2t,其中qE=mg。得vx=152 m/s豎直方向的速度vy=52 m/s。合速度v=105 m/s,動(dòng)能Ek=12mv2=0.25 J。