2016高考物理復(fù)習(xí)檢測訓(xùn)練：《帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)》

　　一、 單項(xiàng)選擇題

　　1. (2012·徐聞中學(xué)模擬)如圖所示,實(shí)線表示在豎直平面內(nèi)勻強(qiáng)電場的電場線,電場線與水平方向成α角,水平方向的勻強(qiáng)磁場與電場正交,有一帶電液滴沿斜向上的虛線l做直線運(yùn)動(dòng),l與水平方向成β角,且α>β,則下列說法中錯(cuò)誤的是()

　　A. 液滴一定做勻變速直線運(yùn)動(dòng)

　　B. 液滴一定帶正電

　　C. 電場線方向一定斜向上

　　D. 液滴一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)

　　2. (2012·揭陽調(diào)研)如圖,平行板電容器之間有互相垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,現(xiàn)有一束帶電粒子(不計(jì)重力)以速度v0恰能沿圖示方向直線穿過,則()

　　A. 此電容器左極板帶正電

　　B. 帶電粒子以小于v0的速度沿v0方向射入該區(qū)域時(shí),將不能沿直線穿過

　　C. 帶電粒子以小于v0的速度沿v0方向射入該區(qū)域時(shí),其動(dòng)能減小

　　D. 帶電粒子若從下向上以速度v0進(jìn)入該區(qū)域時(shí),其動(dòng)能減小

　　3. (2012·佛山一中模擬)如圖所示,a、b是一對平行金屬板,分別接到直流電源兩極上,右邊有一擋板,正中間開有一小孔d,在較大空間范圍內(nèi)存在著勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向里,在a、b兩板間還存在著勻強(qiáng)電場E.從兩板左側(cè)中點(diǎn)c處射入一束正離子(不計(jì)重力),這些正離子都沿直線運(yùn)動(dòng)到右側(cè),從d孔射出后分成3束.則下列判斷不正確的是()

　　A. 這三束正離子的速度一定不相同

　　B. 這三束正離子的比荷一定不相同

　　C. a、b兩板間的勻強(qiáng)電場方向一定由a指向b

　　D. 若這三束離子改為帶負(fù)電而其他條件不變則仍能從d孔射出

　　4. (2012·中山一中模擬)在某一空間同時(shí)存在相互正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,勻強(qiáng)電場的方向豎直向上,磁場方向如圖所示,兩個(gè)帶電液滴在此復(fù)合場中恰好能在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則()

　　A. 它們的運(yùn)動(dòng)周期一定相等

　　B. 它們做圓周運(yùn)動(dòng)的方向可能相反

　　C. 若它們的質(zhì)量和速度大小的乘積相等,軌道半徑就一定相等

　　D. 若它們的動(dòng)能相等,軌道半徑就一定相等

　　二、 雙項(xiàng)選擇題

　　5. (2012·東莞高級(jí)中學(xué)模擬)如圖所示,某空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,已知一離子在電場力和磁場力作用下,從靜止開始沿曲線acb運(yùn)動(dòng),到達(dá)b點(diǎn)時(shí)速度為零,c點(diǎn)為運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn),則()

　　A. 離子必帶負(fù)電

　　B. a、b兩點(diǎn)位于同一高度

　　C. 離子在c點(diǎn)速度

　　D. 離子到達(dá)b點(diǎn)后將沿原曲線返回a點(diǎn)

　　6. (2012·東山中學(xué)模擬)如圖所示.有一混合正離子束先后通過正交電場、磁場區(qū)域Ⅰ和勻強(qiáng)磁場區(qū)域Ⅱ,如果這束正離子束在區(qū)域Ⅰ中不偏轉(zhuǎn),進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ后偏轉(zhuǎn)半徑又相同,則說明這些正離子具有相同的()

　　A. 速度

　　B. 質(zhì)量

　　C. 電荷

　　D. 比荷

　　7. 質(zhì)量為m,帶電荷量為q的小物塊,從傾角為θ的光滑絕緣斜面上由靜止下滑,整個(gè)斜面置于方向水平向里的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,如圖所示,若帶電小物塊下滑后某時(shí)刻對斜面的作用力恰好為零,下面說法中正確的是()

　　A. 小物塊一定帶正電荷

　　B. 小物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

　　C. 小物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)做加速度增大,而速度也增大的變加速直線運(yùn)動(dòng)

　　D. 小物塊在斜面上下滑過程中,當(dāng)小球?qū)π泵鎵毫榱銜r(shí)的速度為

　　8. 如圖所示,質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電液滴從h高處自由下落,進(jìn)入一個(gè)互相垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場方向垂直于紙面,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,電場強(qiáng)度為E.已知液滴在此區(qū)域中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r為()

　　A. B.

　　C. D.

　　9. 如圖所示,電源電動(dòng)勢為E,內(nèi)阻為r,滑動(dòng)變阻器電阻為R,開關(guān)S閉合.兩平行極板間有勻強(qiáng)磁場,一帶電粒子(不計(jì)重力)正好以速度v勻速穿過兩板.以下說法正確的是()

　　A. 保持開關(guān)閉合,將滑片P向上滑動(dòng)一些,粒子將可能從下極板邊緣射出

　　B. 保持開關(guān)閉合,將滑片P向下滑動(dòng)一些,粒子將可能從下極板邊緣射出

　　C. 保持開關(guān)閉合,將a極板向下移動(dòng)一些,粒子將一定向下偏轉(zhuǎn)

　　D. 如果將開關(guān)斷開,粒子將繼續(xù)沿直線穿出

　　三、 非選擇題

　　10. (2012·南海摸底)如圖所示,平行板電容器的極板長度L1=1.6 m、間距d=1 m,加上U=300 V的恒定電壓.距離極板右邊緣L2處有一光屏P,在這個(gè)區(qū)域內(nèi)又有一垂直紙面向里的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=50 T的勻強(qiáng)磁場(上下無限).現(xiàn)有一質(zhì)量m=1×10-8 kg,電荷量q=+1×10-9C的微粒(不計(jì)重力),以v0=8 m/s的初速度從上金屬板附近水平射入,通過電容器后,再進(jìn)入勻強(qiáng)磁場B .取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.試求:

　　(1) 微粒離開電容器時(shí)的速度v的大小及方向.

　　(2) 要微粒能打中光屏,求L2的值L2 m .

　　11. (2011·惠州模擬)如圖所示,PR是一長為L=0.64 m的絕緣平板,固定在水平地面上,擋板R固定在平板的右端.整個(gè)空間有一個(gè)平行于PR的勻強(qiáng)電場E,在板的右半部分有一垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁場的寬度d=0.32 m.一個(gè)質(zhì)量m=0.50×10-3 kg、帶電荷量為q=5.0×10-2C的小物體,從板的P端由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動(dòng),從D點(diǎn)進(jìn)入磁場后恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng).當(dāng)物體碰到擋板R后被彈回,若在碰撞瞬間撤去電場(不計(jì)撤去電場對原磁場的影響),物體返回時(shí)在磁場中仍做勻速運(yùn)動(dòng),離開磁場后做減速運(yùn)動(dòng),停在C點(diǎn),PC=.若物體與平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.20,取g=10 m/s2.(保留兩位有效數(shù)字)

　　(1) 判斷電場的方向及物體帶正電還是帶負(fù)電.

　　(2) 求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小.

　　(3) 求物體與擋板碰撞過程中損失的機(jī)械能.

　　1. A

　　2. B

　　3. A

　　4. A

　　5. BC

　　6. AD

　　7. BD

　　8. AC

　　9. AB

　　10. (1) 微粒射入電容器后做類平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,

　　在水平方向上,微粒通過電容器的時(shí)間為t==0.2s.

　　在豎直方向上,電容器兩板間向下的電場強(qiáng)度為E=.

　　電場力F=qE.

　　微粒向下的加速度為a=.

　　解得a==30m/s2.

　　微粒離開金屬板時(shí)的豎直速度vy=at=6m/s.

　　微粒離開電容器時(shí)的速度大小v==10m/s.

　　設(shè)與水平方向所夾的角θ,則tanθ==.

　　所以θ=37°.

　　(2) 微粒進(jìn)入磁場后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),若最后能打中光屏,則臨界條件是軌跡與光屏P相切于C點(diǎn),如右圖所示.

　　根據(jù)qvB=m.

　　得半徑R==2m.

　　由幾何關(guān)系得L2的長度為

　　L2m=Rsin θ+R=3.2m.

　　11. (1) 物體由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動(dòng),證明電場力向右且大于摩擦力.進(jìn)入磁場后做勻速直線運(yùn)動(dòng),說明它受的摩擦力增大,證明它受的洛倫茲力方向向下.由左手定則判斷,物體帶負(fù)電,物體帶負(fù)電而所受電場力向右,證明電場方向向左.

　　(2) 設(shè)物體被擋板彈回后做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度為v2,從離開磁場到停在C點(diǎn)的過程中,根據(jù)動(dòng)能定理有

　　-μmg=0-m.

　　解得v2=0.80m/s.

　　物體在磁場中向左做勻速直線運(yùn)動(dòng),受力平衡mg=qv2B.

　　解得B=0.13T.

　　(3) 設(shè)從D點(diǎn)進(jìn)入磁場時(shí)的速度為v1,根據(jù)動(dòng)能定理有

　　qEL-μmgL=m.

　　物體從D到R做勻速直線運(yùn)動(dòng),受力平衡 qE=μ(mg+qv1B).

　　解得 v1=1.6m/s.

　　小物體撞擊擋板損失的機(jī)械能為ΔE=m-m.

　　解得 ΔΕ=4.8×10-4 J.