1、高考资源网（） 您身边的高考专家温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。专题检测卷(十)带电粒子在组合场、复合场中的运动B组(45分钟100分)一、选择题(本大题共8小题,每小题8分,共64分。第15题只有一项符合题目要求,第68题有多项符合题目要求)1.(2013东莞一模)一个电子穿过某一空间而未发生偏转,则()A.此空间一定不存在磁场B.此空间一定不存在电场C.此空间可能只有匀强磁场,方向与电子速度垂直D.此空间可能同时有电场和磁场2.(2013株洲一模)如图所示,界面PQ与水平地面之间有一个正交的匀强磁场
2、B和匀强电场E,在PQ上方有一个带正电的小球A自O静止开始下落,穿过电场和磁场到达地面。设空气阻力不计,下列说法中正确的是()A.在复合场中,小球做匀变速曲线运动B.在复合场中,小球下落过程中的电势能增大C.小球从静止开始下落到水平地面时的动能等于其电势能和重力势能的减少量总和D.若其他条件不变,仅增大磁感应强度,小球从原来位置下落到水平地面时的动能不变3.如图所示为阿尔法磁谱仪的内部结构示意图,它曾由航天飞机携带升空,安装在阿尔法空间站中,用来探测宇宙射线。现假设一束由两种不同粒子组成的宇宙射线,恰好沿直线OO通过正交的电场和磁场区域后进入匀强磁场B2,形成两条径迹,则下列说法中正确的是()
3、A.粒子1进入磁场B2的速度小于粒子2的速度B.粒子1进入磁场B2的速度等于粒子2的速度C.粒子1的比荷等于粒子2的比荷D.粒子1的比荷小于粒子2的比荷4.(2013太原一模)如图所示,一个带正电的物块m,由静止开始从斜面上A点下滑,滑到水平面BC上的D点停下来。已知物块与斜面及水平面间的动摩擦因数相同,且不计物块经过B处时的机械能损失。先在ABC所在空间加竖直向下的匀强电场,第二次让物块m从A点由静止开始下滑,结果物块在水平面上的D点停下来。后又撤去电场,在ABC所在空间加水平向里的匀强磁场,再次让物块m从A点由静止开始下滑,结果物块沿斜面滑下并在水平面上的D点停下来。则以下说法中正确的是(
4、)A.D点一定在D点左侧B.D点一定与D点重合C.D点一定在D点左侧D.D点一定与D点重合5.(2013西安一模)真空中存在竖直向上的匀强电场和水平方向的匀强磁场,一质量为m、带电荷量为q的物体以速度v在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动。假设t=0时刻,物体在运动轨迹的最低点且重力势能为零,电势能也为零,则下列说法错误的是()A.物体带正电且逆时针运动B.在物体运动的过程中,机械能守恒,且机械能E=mv2C.在物体运动的过程中,重力势能随时间变化的关系为Ep=mgR(1-cost)D.在物体运动的过程中,电势能随时间变化的关系为E电=mgR(cost-1)6.(2013沈阳一模)如图所示,竖
5、直平面内的光滑绝缘轨道ABC,AB为倾斜直轨道,BC为圆形轨道,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、丙三个绝缘小球,甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电。现将三个小球从轨道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,三个小球的速度应相等B.经过最高点时,甲球的速度应最小C.释放的甲球位置比乙球高D.运动过程中三个小球的机械能均保持不变7.(2013连云港一模)如图所示为一个质量为m、电荷量为+q的圆环,可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动,细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中,不计空气阻力,现给圆环一向右的初速度v0,在以后的运
6、动过程中,圆环运动的速度图像可能是图中的()8.如图所示,在第二象限内有水平向右的匀强电场,电场强度为E,在第一、第四象限内分别存在如图所示的匀强磁场,磁感应强度大小相等。有一个带电粒子以初速度v0垂直x轴,从x轴上的P点进入匀强电场,恰好与y轴成45角射出电场,再经过一段时间又恰好垂直于x轴进入下面的磁场。已知OP之间的距离为d,则带电粒子()A.在电场中运动的时间为B.在磁场中做圆周运动的半径为dC.自进入磁场至第二次经过x轴所用时间为D.自进入电场至在磁场中第二次经过x轴的时间为二、计算题(本大题共2小题,共36分。需写出规范的解题步骤)9.(18分)(2013泉州二模)如图所示,边长为
7、L的正方形PQMN(含边界)区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,左侧有水平向右的匀强电场,场强大小为E,质量为m,电量为q的带正电粒子(不计重力)从O点由静止释放,O、P、Q三点在同一水平线上,OP=L,带电粒子恰好从M点离开磁场,求：(1)磁感应强度B的大小。(2)粒子从O点到M点经历的时间。10.(18分)离子扩束装置由离子加速器、偏转电场和偏转磁场组成。偏转电场由加了电压的相距为d=0.1m的两块水平平行放置的导体板形成,如图甲所示。大量带负电的相同离子(其重力不计)由静止开始,经加速电场加速后,连续不断地沿平行于导体板的方向从两板正中间射入偏转电场。当偏转电场两板不带电时,离子通过两板之间
8、的时间为310-3s,当在两板间加如图乙所示的电压时,所有离子均能从两板间通过,然后进入水平宽度有限、竖直宽度足够大、磁感应强度为B=1T的匀强磁场中,最后通过匀强磁场打在竖直放置的荧光屏上。求：(1)离子在刚穿出偏转电场两板之间时的最大侧向位移与最小侧向位移之比为多少?(2)要使侧向位移最大的离子能垂直打在荧光屏上,偏转磁场的水平宽度L为多大?答案解析1.【解析】选D。当空间只有匀强磁场,且电子的运动方向与磁场方向垂直时,受洛伦兹力作用,会发生偏转,C不正确。当空间既有电场又有磁场,且两种场力相互平衡时,电子不会发生偏转,A、B不正确,D正确。2.【解析】选C。小球刚进入电场、磁场区域,受力
9、如图,因此小球向右偏转。由于洛伦兹力与速度有关,故小球所受的合力大小和方向均变化,故A错;因电场力做正功,故小球的电势能减少,B错;由于洛伦兹力不做功,由能量守恒可知C对;当磁场变强,小球落地点的水平位移增大,电势能减小量增大,小球动能增大,D错。3.【解析】选B。两种不同的宇宙射线粒子沿直线通过正交的电场和磁场区域(速度选择器),说明两种粒子的速度大小相等,都是v=,则选项B正确,而选项A错误;两种粒子在同一磁场中的运动半径不相等,且r2r1,即v丙v乙,则三个小球释放位置的高度满足h甲h丙h乙,由于三个小球运动过程中只有重力做功,则均保持机械能不变。由以上分析可知本题正确选项为C、D,选项
10、A、B错误。7.【解析】选A、D。由左手定则可判断洛伦兹力方向向上,圆环受到竖直向下的重力、垂直杆的弹力及向左的摩擦力,当洛伦兹力初始时刻小于重力时,弹力方向竖直向上,圆环向右减速运动,随着速度减小,洛伦兹力减小,弹力越来越大,摩擦力越来越大,故做加速度增大的减速运动,直到速度为零而处于静止状态,选项中没有对应图像;当洛伦兹力初始时刻等于重力时,弹力为零,摩擦力为零,故圆环做匀速直线运动,A正确;当洛伦兹力初始时刻大于重力时,弹力方向竖直向下,圆环做减速运动,速度减小,洛伦兹力减小,弹力减小,在弹力减小到零的过程中,摩擦力逐渐减小到零,故圆环做加速度逐渐减小的减速运动,摩擦力为零时,开始做匀速
11、直线运动,D正确。8. 【解析】选A、D。带电粒子在匀强电场中做类平抛运动,水平方向做匀加速直线运动,竖直方向做匀速直线运动,出电场时与y轴成45角,水平速度与竖直速度相等,则由水平方向t1=,则竖直方向的位移y=v0t1=2d,带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,恰好垂直于x轴进入下面的磁场,则由几何关系可求出粒子的半径为r=2d且r=,粒子垂直进入下面磁场中继续做匀速圆周运动,又垂直x轴出磁场,粒子自进入磁场至第二次经过x轴所用时间为t2=T=,自进入电场至在磁场中第二次经过x轴的时间为t=t1+t2=,故选A、D。9.【解析】(1)设粒子运动到P点时速度大小为v,由动能定理得：qEL=m
12、v2(2分)粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,半径r=L(2分)qvB=m(2分)由得：B=(2分)(2)设粒子在匀强电场中运动时间为t1,由牛顿第二定律及匀变速直线运动规律得：Eq=ma(2分)L=a(2分)由式得：t1=(2分)粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期T=,运动时间为t2=T解得：t2=(2分)粒子从O点运动到M点经历的时间t=t1+t2=(2分)答案：(1)(2)10.【解题指南】解答本题时应该注意：(1)离子进入偏转电场后在偏转方向上的运动规律分析和判断。(2)根据几何知识求离子在磁场中的运动半径与磁场宽度的关系。【解析】(1)设t0=110-3s,由题意可知,从0、3t0、
13、6t0时刻进入偏转电场的离子侧向位移最大,在这种情况下,离子的侧向位移为ymax=a(2t0)2+vyt0=2+(2t0)t0=(3分)从2t0、5t0、8t0时刻进入偏转电场的离子侧向位移最小,在这种情况下,离子的侧向位移为ymin=a(2t0)2=2(3分)所以最大侧向位移与最小侧向位移之比为ymaxymin=21(2分)(2)设离子从偏转电场中射出时的偏向角为,由于离子要垂直打在荧光屏上,离子在磁场中的运动轨迹如图所示。由几何知识可知离子在磁场中运动半径应为R=(2分)设离子从偏转电场中出来时的速度为v,垂直偏转极板的速度为vy,则离子从偏转电场中出来时有sin=(2分)式中vy=t0(2分)离子在磁场中由牛顿第二定律可得：qvB=m(2分)故R=综上所述可得L=0.02m(2分)答案：(1)21(2)0.02m关闭Word文档返回原板块- 11 - 版权所有高考资源网
