1、(时间：60分钟满分：100分)一、选择题 (本题共9个小题，每小题6分，共54分，在每小题给出的四个选项中，第15题只有一个选项符合要求，第69题有多项符合要求)1(2014四川绵阳质检)如图甲所示，带电粒子(不计重力)以水平向右的初速度v0先通过有界匀强电场E，后通过有界匀强磁场B，再从磁场右边穿出，此过程中该粒子动能的改变量为E1；若如图乙所示，将该匀强电场和匀强磁场区域正交叠加，再让该粒子以同样的初速度水平向右穿越叠加场区而从右边穿出，此过程中该粒子动能的改变量为E2.比较E1和E2的大小，下列说法中正确的是()A一定有E1E2B一定有E1E2C一定有E1E2、E1E2、E1E2都有可
2、能解析：选A.带电粒子在图甲组合场中运动，电场力对带电粒子做正功，动能增加，在磁场中洛伦兹力不做功，穿过组合场后该粒子能量的改变量E1qEy1.当该粒子穿过图乙复合叠加场时，在穿越叠加场的过程中，同时受电场力和洛伦兹力作用，且刚进入复合场时电场力与洛伦兹力方向相反，设刚进入电场时速度为v，则：若EqBqv粒子在竖直方向的合力小于电场力，在电场方向上偏转的位移y2E2，故A正确2(2014江西省景德镇二模)如图所示，质量为m，电荷量为e的质子以某一初速度从坐标原点O沿x轴正方向进入场区，若场区仅存在平行于y轴向上的匀强电场时，质子通过P(d，d)点时的动能为5Ek；若场区仅存在垂直于xOy平面的
3、匀强磁场时，质子也能通过P点(不计质子的重力)设上述匀强电场的电场强度大小为E，匀强磁场的磁感应强度大小为B，则下列说法中正确的是()AEBECB DB解析：选D.质子在电场中，dv0t，dt，m()25Ek，vyat，a，解得E，A、B错误；再根据ev0B，B，故C错误、D正确3(2014四川省自贡市诊断)如下图所示，水平放置的平行板电容器两板间有垂直纸面向里的匀强磁场开关S闭合时，带电粒子恰好水平向右匀速穿过两板，粒子的重力不计，下列说法正确的是 ()A保持开关闭合，若滑片P向上滑动，粒子可能从下极板边缘射出B保持开关闭合，若滑片P向下滑动，粒子可能从下极板边缘射出C保持开关闭合，若只将A
4、极板向上移动后，粒子仍能沿直线穿出D如果开关断开，粒子仍能沿直线穿出解析：选A.保持开关闭合，若滑片P向上滑动，AB两板之间的电压降低，粒子可能从下极板边缘射出，选项A正确、B错误；保持开关闭合，若只将A极板向上移动后，AB两极板间电压不变，电场强度减小，粒子可能从下极板边缘射出，选项C错误；如果开关断开，电容器通过滑动变阻器放电，粒子可能从下极板边缘射出，选项D错误4(2014浙江五校联考)如图所示，空间有一垂直纸面的磁感应强度为0.5 T的匀强磁场，一质量为0.2 kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速放置一质量为0.1 kg、电荷量q0.2 C的滑块，滑块与绝缘木板之
5、间动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力t0时对木板施加方向水平向左，大小为0.6 N恒力，g取10 m/s2.则()A木板和滑块一直做加速度为2 m/s2的匀加速运动B滑块开始做加速度减小的变加速运动，最后做速度为10 m/s的匀速运动C木板先做加速度为2 m/s2的匀加速运动， 再做加速度增大的运动，最后做加速度为3 m/s2的匀加速运动Dt5 s后滑块和木块有相对运动解析：选C.t0时对木板施加方向水平向左，大小为0.6 N恒力，带电滑块速度增大，所受向上的洛伦兹力增大，滑块先做加速度为2 m/s2的匀加速运动后做加速度减小的加速运动，木板先做加速度为2 m/s2
6、匀加速运动，再做加速度增大的运动，最后滑块离开木板做加速度为3 m/s2的匀加速运动，选项C正确，A、B错误；t5 s时滑块速度vat10 m/s，所受洛伦兹力fqvB1 N，滑块已经离开木板，所以选项D错误5如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场在该区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球O点为圆环的圆心，a、b、c、d为圆环上的四个点，a点为最高点，c点为最低点，b、O、d三点在同一水平线上已知小球所受电场力与重力大小相等现将小球从环的顶端a点由静止释放，下列判断正确的是()A小球能越过d点并继续沿环向上运动B当小球运动到c点时，所受洛伦兹力最大
7、C小球从a点运动到b点的过程中，重力势能减小，电势能增大D小球从b点运动到c点的过程中，电势能增大，动能先增大后减小解析：选D.由题意可知，小球运动的等效最低点在b、c中间，又小球所受电场力与重力大小相等，因此当小球运动到d点时速度为0，不能继续向上运动，选项A错误；小球在等效最低点时速度最大，所受洛伦兹力最大，选项B错误；小球从a运动到b的过程中，重力做正功，电场力也做正功，所以重力势能与电势能均减小，选项C错误；小球从b运动到c的过程中，电场力做负功，电势能增大，合外力先做正功再做负功，动能先增大后减小，选项D正确6(2014广东省汕头市高三质检)如图所示，一束带电粒子以一定的初速度沿直线
8、通过由相互正交的匀强磁场(B)和匀强电场(E)组成的速度选择器，然后粒子通过平板S上的狭缝P，进入另一匀强磁场(B)，最终打在A1A2上，下列表述正确的是 ()A粒子带负电B所有打在A1A2上的粒子，在磁场B中运动时间都相同C能通过狭缝P的带电粒子的速率等于D粒子打在A1A2上的位置越靠近P，粒子的比荷越大解析：选CD.粒子在匀强磁场B中向左偏转，根据左手定则可知粒子带正电，选项A错误；打在A1A2上的粒子的运动时间t，与粒子的比荷有关，粒子的比荷不同，在磁场B中运动时间不同，选项B错误；粒子在复合场中做直线运动，EqBvq，所以v，选项C正确；粒子打在A1A2上的位置越靠近P，粒子在磁场B中
9、做圆周运动的轨道半径r越小，根据r可得，所以粒子的比荷越大，选项D正确7(2014吉林省长春市毕业班调研测试)如图所示，竖直放置的两块很大的平行金属板a、b，相距为d，ab间的电场强度为E，今有一带正电的微粒从a板下边缘以初速度v0竖直向上射入电场，当它飞到b板时，速度大小不变，而方向变成水平方向，且刚好从高度也为d的狭缝穿过b板而进入bc区域，bc区域的宽度也为d，所加电场大小为E，方向竖直向上，磁感应强度方向垂直于纸面向里，磁场磁感应强度大小等于，重力加速度为g，则下列关于粒子运动的有关说法正确的是()A粒子在ab区域的运动时间为B粒子在bc区域中做匀速圆周运动，圆周半径rdC粒子在bc区
10、域中做匀速圆周运动，运动时间为D粒子在ab、bc区域中运动的总时间为解析：选AD.粒子在ab区域运动时，竖直方向在重力作用下做匀减速运动，故v0gt，t，A正确在水平方向，v0at，a，则qEmg.在bc区域，由于粒子所受电场力竖直向上，且qEmg，故粒子只在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动其轨道半径r，又qEmg，v2gd，所以r2d，故B错误；设粒子在bc区域转过的角度为，则sin ，则30，所以粒子在bc区域做匀速圆周运动的时间t2T，或t2.故C错粒子在电场中运动时间t1，故总时间tt1t2，故D正确8(2014陕西西安质检)如图所示，ABC为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中AB为倾斜直轨道
11、，BC为与AB相切的圆形轨道，并且圆形轨道处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里质量相同的甲、乙、丙三个小球中，甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电现将三个小球在轨道AB上分别从不同高度处由静止释放，都恰好通过圆形轨道的最高点，则()A经过最高点时，三个小球的速度相等B经过最高点时，甲球的速度最小C甲球的释放位置比乙球的高D运动过程中三个小球的机械能均保持不变解析：选CD.由于小球恰好通过圆形轨道的最高点，则在圆形轨道最高点对小球受力分析可知，FN0，F合m，甲球带正电，受到的洛伦兹力竖直向下，乙球带负电，受到的洛伦兹力竖直向上，丙球不带电，不受洛伦兹力，故甲球的合外力最大，即甲球在圆环最高点的速
12、度最大，而三个小球从释放到圆环最高点机械能守恒，则由mghmv2可知，甲球的释放位置比乙球的高，故选项C、D正确9如图所示，一带电粒子，质量为m，电荷量为q，以一定的速度沿水平直线AB方向通过一正交的电磁场，磁感应强度为B1，电场强度为E.粒子沿垂直等边三角形磁场边框的AB边方向由中点的小孔O进入另一匀强磁场，该三角形磁场的边长为a，经过两次与磁场边框碰撞(碰撞过程遵从反射定律)后恰好返回到小孔O，则以下说法正确的是()A该带电粒子一定带正电B该带电粒子的速度为C等边三角形磁场的磁感应强度为D该粒子返回到小孔O之后仍沿BA直线运动解析：选BC.由于磁场的方向没有明确，因此无法确定带电粒子的电性
13、；由粒子做直线运动不难得出，该粒子做的一定是匀速直线运动，则由EqB1qv可得v；进入三角形磁场区后，经过2次碰撞恰好返回到小孔O，经分析可知，该粒子在其中做匀速圆周运动的半径为，由可得B2；当粒子重新返回到小孔O时，由粒子的受力不难得出电场力和洛伦兹力同向，故不能沿直线运动二、计算题(本题共2个小题，共46分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)10(22分)(2014北京丰台质检)如图甲所示，两平行金属板A、B的板长l0.20 m，板间距d0.20 m，两金属板间加如图乙所示的交变电压，并在两板间形成交变的匀强电场，忽略其边缘效应在金属板右侧有一方向垂直于
14、纸面向里的匀强磁场，其左右宽度D0.40 m，上下范围足够大，边界MN和PQ均与金属板垂直匀强磁场的磁感应强度B1.0102 T现从t0开始，从两极板左端的中点O处以每秒钟1 000个的速率不停地释放出某种带正电的粒子，这些粒子均以v02.0105 m/s的速度沿两板间的中线射入电场，已知带电粒子的比荷1.0108 C/kg，粒子的重力和粒子间的相互作用都忽略不计，在粒子通过电场区域的极短时间内极板间的电压可以看作不变求：(1)t0时刻进入的粒子，经边界MN射入磁场和射出磁场时两点间的距离；(2)当两金属板间的电压至少为多少时，带电粒子不能进入磁场；(3)在电压变化的第一个周期内有多少个带电粒
15、子能进入磁场解析：(1)t0时刻电压为零，粒子匀速通过极板由牛顿第二定律Bqv0得：r0.2 mD所以出射点到入射点的距离为s2r0.4 m.(2)考虑临界情况：粒子刚好不能射出电场对类平拋过程：yat2，a，lv0t联立解得U0400 V.(3)当|uAB|U0时，粒子可以射出电场，根据比例关系得第一个周期内能够出射的粒子数为n1 00043 200个答案：(1)0.4 m(2)400 V(3)3 200个11(24分)(2014广东潮州质检)如图所示，在xOy直角坐标系中，OQ与OP分别与x轴正负方向成45，在POQ区域中存在足够大的匀强电场，场强大小为E，其余区域存在匀强磁场，一带电量为q质量为m的粒子，在y轴上的A点(0，L)以平行于x轴的速度v0进入第四象限，在QO边界垂直进入电场，后又从PO边界离开电场，不计粒子的重力，求：(1)匀强磁场的磁感应强度大小？(2)粒子从PO进入磁场的位置坐标？解析：(1)设磁感应强度为B，则在磁场中运动过程中根据牛顿第二定律有qvB由几何关系可得rL则B.(2)设粒子在电场中运动的加速度大小为a，则根据牛顿第二定律有Eqma由平拋运动规律知rLSv0tv0则坐标值为答案：(1)(2)