2021届高考物理二轮复习专题提能专训:10带电粒子在复合场中运动.docx
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1、提能专训(十)带电粒子在复合场中运动时间:90分钟满分:100分一、选择题(本题共11小题,每小题4分,共44分多选全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1(2022陕西延安中学模拟)如图所示,一带电小球质量为m,用丝线悬挂于O点,在竖直面内摇摆,最大摆角为60,水平磁场垂直于小球摇摆的平面,当小球自左方摆到最低点时,悬线上的张力恰为零,则小球自右方摆到最低点时悬线上的张力为()A0 B2mg C4mg D6mg答案:C解析:设丝线的长度为L,小球经过最低点时速率为v,依据机械能守恒定律得:mgL(1cos 60)mv2,得到v当小球自左方摆到最低点时,有qvBmgm当小球自右
2、方摆到最低点时,有FmgqvBm解得:F2mg2m4mg,故选C项2如图所示,斜面顶端在同一高度的三个光滑斜面AB、AC、AD,均处于水平方向的匀强磁场中一个带负电的绝缘物块,分别从三个斜面顶端A点由静止释放,设滑到底端的时间分别为tAB、tAC、tAD,则()AtABtACtAD BtABtACtADCtABtACtAD D无法比较答案:C解析:带电物块在磁场中的斜面上运动时受到重力、支持力和垂直斜面对下的洛伦兹力,设斜面顶端的高度为h,倾角为,则物块的加速度为agsin ,由公式sat2,得t,知越大,t越小,则选项C正确3(2022北京东城区期末)如图所示,界面MN与水平地面之间有足够大
3、、正交的匀强磁场B和匀强电场E,磁感线和电场线都处在水平方向且相互垂直在MN上方有一个带正电的小球由静止开头下落,经电场和磁场到达水平地面若不计空气阻力,小球在通过电场和磁场的过程中,下列说法中正确的是()A小球做匀变速曲线运动B小球的电势能保持不变C洛伦兹力对小球做正功D小球的动能增量等于其电势能和重力势能削减量的总和答案:D解析:小球进入电场时,速度方向竖直向下,受到自身重力mg竖直向下,电场力qE水平向右,洛伦兹力qvB水平向右,合力方向与速度不共线,小球做曲线运动,而且与速度不能保持垂直,小球不能做匀速圆周运动,但随着速度大小变化,洛伦兹力变化,加速度变化,不是匀变速曲线运动,选项A错
4、;电场力做正功,电势能削减,选项B错;洛伦兹力不做功,选项C错;依据功能关系,削减的重力势能和电势能之和等于增加的动能,选项D对4.(2022河南六市联考)(多选)如图所示,两个半径相同的半圆形光滑轨道置于竖直平面内,左右两端等高,分别处于沿水平方向的匀强磁场和匀强电场中两个相同的带正电小球a、b同时从两轨道左端最高点由静止释放,M、N为轨道最低点,则下列说法中正确的是()A两个小球到达轨道最低点的速度vMFNC磁场中a小球能到达轨道另一端最高处,电场中b小球不能到达轨道另一端最高处Da小球第一次到达M点的时间大于b小球第一次到达N点的时间答案:BC解析:依据动能定理,对a球,mgRmv0,对
5、b球,mgREqRmv0,可得vMvN,所以a球第一次到达M点的时间小于b球第一次到达N点的时间,所以A、D两项均错由Fmgm,可知FMFN,所以B项正确依据能量守恒,洛伦兹力不做功,a球的机械能守恒,故能到达另一端最高处;电场力做负功,b小球机械能削减,故不能到达轨道另一端最高处,所以C项正确5(2022山西太原一模)(多选)如图所示,带等量异种电荷的平行金属板a、b处于匀强磁场中,磁场方向垂直纸面对里不计重力的带电粒子沿OO方向从左侧垂直于电磁场入射,从右侧射出a、b板间区域时动能比入射时小;要使粒子射出a、b板间区域时的动能比入射时大,可接受的措施是()A适当减小两金属板的正对面积B适当
6、增大两金属板间的距离C适当减小匀强磁场的磁感应强度D使带电粒子的电性相反答案:AC解析:在这个复合场中,动能渐渐减小,说明电场力做负功,因洛伦兹力不做功,则电场力小于洛伦兹力当减小正对面积,场强E,S,Q不变,E,电场力变大,当电场力大于洛伦兹力时,粒子向电场力方向偏转,电场力做正功,射出时动能变大,A项正确当增大两板间距离时,场强不变,所以B项错误当减小磁感应强度时洛伦兹力减小,可能小于电场力,所以C项正确当转变粒子电性时,其所受电场力、洛伦兹力大小不变,方向均反向,所以射出时动能仍旧减小,故D项错误6(2021石家庄质检)(多选)如图是磁流体发电机的原理示意图,金属板M、N正对着平行放置,
7、且板面垂直于纸面,在两板之间接有电阻R.在极板间有垂直于纸面对里的匀强磁场当等离子束(分别带有等量正、负电荷的离子束)从左向右进入极板时,下列说法中正确的是()AN板的电势高于M板的电势BM板的电势高于N板的电势CR中有由b向a方向的电流DR中有由a向b方向的电流答案:BD解析:本题考查洛伦兹力的方向的推断,电流形成的条件等学问点依据左手定则可知正电荷向上极板偏转,负电荷向下极板偏转,则M板的电势高于N板的电势,M板相当于电源的正极,那么R中有由a向b方向的电流7.(2022宁波高三其次次模拟)(多选)如图所示,在xOy坐标系中,以(r,0)为圆心、r为半径的圆形区域内存在方向垂直于纸面对里的
8、匀强磁场在yr的足够大的区域内,存在沿y轴负方向的匀强电场在xOy平面内,从O点以相同速率、沿不同方向向第一象限放射质子,且质子在磁场中运动的半径也为r.不计质子所受重力及质子间的相互作用力则质子()A在电场中运动的路程均相等B最终离开磁场时的速度方向均沿x轴正方向C在磁场中运动的总时间均相等D从进入磁场到最终离开磁场过程的总路程均相等答案:AC解析:本题考查粒子在电场与磁场中的运动题中粒子的速度方向未知,假设粒子以任意方向进入磁场,由于质子在磁场中运动的半径也为r,由几何关系,质子射入磁场后,在磁场中从O点运动到A点后,以速度v逆着电场方向进入电场,原路径返回后,再射入磁场,在磁场中由A点运
9、动到C点后离开磁场洛伦兹力不做功,可知粒子在A点竖直向上进入电场的速度均为v,故A正确几何关系如图,可知粒子在磁场中的时间都为,C正确8(2022江西宜春五校联考)如图所示的虚线区域内,布满垂直于纸面对里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场一带电粒子A(不计重力)以肯定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域,恰好沿直线由区域右边界的O点(图中未标出)穿出若撤去该区域内的磁场而保留电场不变,另一个同样的粒子B(不计重力)仍以相同初速度由O点射入,从区域右边界穿出,则粒子()A穿出位置肯定在O点下方B穿出位置肯定在O点上方C在电场中运动时,电势能肯定减小D在电场中运动时,动能肯定减小答案:C解析:若粒
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