济南市高考物理一轮复习38 带电粒子在复合场中的运动I卷.docx

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济南市高考物理一轮复习38带电粒子在复合场中的运动I卷

济南市2020年高考物理一轮复习：

38带电粒子在复合场中的运动（I）卷

姓名:

________班级:

________成绩:

________

一、单选题（共7题；共14分）

1.（2分）（2017高二上·临夏期末）如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，匀强电场的方向竖直向下，有一正离子恰能以速率v沿直线从左向右水平飞越此区域，则（）

A.若电子以速率v从右向左飞入，电子也沿直线运动    

B.若电子以速率v从右向左飞入，电子将向上偏转    

C.若电子以速率v从右向左飞入，电子将向下偏转    

D.若电子以速率v从左向右飞入，电子将向下偏转    

2.（2分）（2017高二上·嘉峪关期末）场强为E的匀强电场和磁感强度为B的匀强磁场正交．如图质量为m的带电粒子在垂直于磁场方向的竖直平面内，做半径为R的匀速圆周运动，设重力加速度为g，则下列结论不正确的是（）

A.粒子带负电，且q=

B.粒子顺时针方向转动    

C.粒子速度大小v=

D.粒子的机械能守恒    

3.（2分）（2017高二上·黑龙江期末）如图所示，一带电粒子沿x轴正方向进入一个垂直纸面向里的匀强磁场中，若要使该粒子所受合外力为零（重力不计），应该加的匀强电场的方向是（）

A.+y方向    

B.﹣y方向    

C.﹣x方向    

D.因不知q的正负，无法确定    

4.（2分）如图甲所示，绝缘轻质细绳一端固定在方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场中的O点，另一端连接带正电的小球，小球电荷量q=6×10﹣7C，在图示坐标中，电场方向沿竖直方向，坐标原点O的电势为零．当小球以2m/s的速率绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动时，细绳上的拉力刚好为零．在小球从最低点运动到最高点的过程中，轨迹上每点的电势φ随纵坐标y的变化关系如图乙所示，重力加速度g=10m/s2．则下列判断正确的是（）

A.匀强电场的场强大小为3.2×106v/m    

B.小球重力势能增加最多的过程中，电势能减少了2.4J    

C.小球做顺时针方向的匀速圆周运动    

D.小球所受的洛伦兹力的大小为3N    

5.（2分）（2016高二上·龙江期末）目前世界上正在研究的一种新型发电机叫磁流体发电机，图11表示它的发电原理：

将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，而从整体上来说呈电中性）喷入磁场，由于等离子体在磁场力的作用下运动方向发生偏转，磁场中的两块金属板A和B上就会聚集电荷，从而在两板间产生电压．在图示磁极配置的情况下，金属板的电势高低和通过电阻R的电流方向分别是（）

A.A板电势高，电流方向a→b    

B.A板电势高，电流方向b→a    

C.B板电势高，电流方向a→b    

D.B板电势高，电流方向b→a    

6.（2分）（2018高二上·阜新月考）如图所示,在两水平金属板构成的器件中,存在匀强电场与匀强磁场,电场强度E和磁感应强度B相互垂直,以某一水平速度进入的不计重力的带电粒子恰好能沿直线运动,下列说法正确的是（）

A.粒子一定带负电    

B.粒子的速度大小v=B/E    

C.若粒子速度大小改变,粒子将做曲线运动    

D.若粒子速度大小改变,电场对粒子的作用力会发生改变    

7.（2分）在

粒子散射实验中，电子对

粒子运动的影响可以忽略，这是因为与

粒子相比，电子（）

A.电量太小     

B.速度太小      

C.体积太小       

D.质量太小    

二、多选题（共8题；共24分）

8.（3分）（2017·晋中模拟）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中正确的是（）

A.粒子在ab区域中做匀变速运动，运动时间为

B.粒子在bc区域中做匀速圆周运动，圆周半径r=2d    

C.粒子在bc区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

9.（3分）（2018高二上·汕头月考）在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定初速度水平抛出，从B点进入电场，到达C点时速度方向恰好水平，A、B、C三点在同一直线上，且AB＝2BC，如下图所示.下列正确的是（）

A.电场力大小为3mg    

B.小球从A到B与从B到C运动时间相同    

C.小球从A到B重力做功与从B到C克服电场力做功相等    

D.小球从A到B与从B到C的速度变化量相等    

10.（3分）回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直盒底的匀强磁场中，如图所示，设D形盒半径为R，若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f．则下列说法正确的是（）

A.加速质子所需能量来自电场，增大电场可以增大质子射出时的动能

B.增大D形金属盒的半径R，可以增大带电粒子射出时的动能

C.不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速电子

D.虽然洛仑兹力不做功，但增强磁场可以增大带电粒子出射时的动能

11.（3分）如图所示，一水平放置的平行板电容器充电以后与电源断开，并在其间加上垂直纸面向里的匀强磁场；某带电质点以某一速度从水平平行板中央进入正交的匀强电场和匀强磁场中，刚好做匀速直线运动。

下列说法正确的是（）

A.该质点一定带正电    

B.该质点可能带负电    

C.若仅磁场的水平方向均匀增大，质点将向上偏转，速率越来越小    

D.若将下极板缓慢向下移动，质点将向下偏转，速率越来越大    

12.（3分）笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。

当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作：

当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。

如图所示，一块宽为a、长为c的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为v。

当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压U，以此控制屏幕的熄灭。

则元件的（）

A.前表面的电势比后表面的电势高    

B.前表面的电势比后表面的电势低    

C.前、后表面间的电压U与v无关    

D.前、后表面间的电压U与v有关    

13.（3分）如图所示，甲是回旋加速器的原理图，乙是研究自感现象的实验电路图，丙是探究单摆周期装置图，丁图是动圈式话筒的原理图，以下说法正确的是（）

A.甲图是加速带电粒子的装置，其加速电压越大，带电粒子最后获得的速度越大

B.乙图电路开关断开瞬间，灯泡A一定会突然闪亮一下

C.丙图在测量单摆周期时，为减小误差，可测n次全振动时间t，则T=

D.丁图利用了电磁感应的原理，声波使膜片振动，从而带动音圈产生感应电流

14.（3分）（2017高二上·中卫期末）如图所示，回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置，其核心部分是两个D型金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连．下列说法正确的有（）

A.粒子被加速后的最大速度随磁感应强度和D型盒的半径的增大而增大

B.粒子被加速后的最大动能随高频电源的加速电压的增大而增大

C.高频电源频率由粒子的质量、电量和磁感应强度决定

D.粒子从磁场中获得能量

15.（3分）（2019高二上·集宁月考）如图所示，空间某处存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，一个带负电的金属小球从M点水平射入场区，经一段时间运动到N点，关于小球由M到N的运动，下列说法正确的是（）

A.小球可能做匀变速运动    

B.小球一定做变加速运动    

C.小球动能可能不变    

D.小球机械能守恒    

三、综合题（共5题；共70分）

16.（15分）（2017高二上·青山期末）如图所示，两块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上．两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场．将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面，从喷口连续不断喷出质量均为m、水平速度均为v0、带相等电荷量的墨滴．调节电源电压至U，墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动；进入电场、磁场共存区域后，最终垂直打在下板的M点．

（1）

判断墨滴所带电荷的种类，并求其电荷量；

（2）

求磁感应强度B的值；

（3）

现保持喷口方向不变，使其竖直下移到两板中间的位置．为了使墨滴仍能到达下板M点，应将磁感应强度调至B′，则B′的大小为多少？

17.（15分）如图所示的平行板之间，存在着相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度B1=0.20T，方向垂直纸面向里，电场强度

，PQ为板间中线．紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内，有一边界线AO，与y轴的夹角∠AOy=45°，边界线的上方有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度

，边界线的下方有水平向右的匀强电场，电场强度

，在x轴上固定一水平的荧光屏．一束带电荷量

、质量

的正离子从P点射入平行板间，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板后从y轴上坐标为（0，0.4m）的Q点垂直y轴射入磁场区，最后打到水平的荧光屏上的位置C．求：

（1）离子在平行板间运动的速度大小．

（2）离子打到荧光屏上的位置C的坐标．

（3）现只改变AOy区域内磁场的磁感应强度的大小，使离子都不能打到x轴上，磁感应强度大小B2′应满足什么条件？

18.（15分）题9图为某种离子加速器的设计方案.两个半圆形金属盒内存在相同的垂直于纸面向外的匀强磁场.其中

和

是间距为

的两平行极板，其上分别有正对的两个小孔

和

，

为靶点，（为大于1的整数）.极板间存在方向向上的匀强电场，两极板间电压为

.质量为

、带电量为

的正离子从

点由静止开始加速，经

进入磁场区域.当离子打到极板上

区域（含

点）或外壳上时将会被吸收.两虚线之间的区域无电场和磁场存在，离子可匀速穿过.忽略相对论效应和离子所受的重力.求：

（1）

离子经过电场仅加速一次后能打到

点所需的磁感应强度大小；

（2）

能使离子打到P点的磁感应强度的所有可能值；

（3）

打到P点的能量最大的离子在磁场中运动的时间和在电场中运动的时间。

19.（10分）（2017高二下·万州开学考）如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d=0.10m，a、b间的电场强度为E=5.0×105N/C，b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=6.0T、方向垂直纸面向里的匀强磁场．今有一质量为m=4.8×10﹣25kg、电荷量为q=1.6×1018C的带正电的粒子（不计重力），从贴近a板的左端以υ0=1.0×106m/s的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P穿过b板而垂直进入匀强磁场，最后粒子回到边界b的Q（图中未标出）处．试求

（1）

粒子穿过狭缝P时的速度υ及其与b板的夹角θ．

（2）

P、Q之间的距离L．

20.（15分）（2018高二上·南宁期中）如图所示，竖直平面坐标系xOy的第一象限有垂直xOy面向外的水平匀强磁场和竖直向上的匀强电场，大小分别为B和E；第四象限有垂直xOy面向里的水平匀强电场，大小也为E；第三象限内有一绝缘光滑竖直放置的半径为R的半圆轨道，轨道最高点与坐标原点O相切，最低点与绝缘光滑水平面相切于N，一质量为m的带电小球从y轴上（y＞0）的P点沿x轴正方向进入第一象限后做圆周运动，恰好通过坐标原点O，且水平切入半圆轨道并沿轨道内侧运动，过N点水平进入第四象限，并在电场中运动（已知重力加速度为g）．

（1）判断小球的带电性质并求出其所带电荷量；

（2）P点距坐标原点O至少多高；

（3）若该小球以满足

（2）中OP最小值的位置和对应速度进入第一象限，通过N点开始计时，经时间t＝2

小球距坐标原点O的距离s为多远？

参考答案

一、单选题（共7题；共14分）

1-1、

2-1、

3-1、

4-1、

5-1、

6-1、

7-1、

二、多选题（共8题；共24分）

8-1、

9-1、

10-1、

11-1、

12-1、

13-1、

14-1、

15-1、

三、综合题（共5题；共70分）

16-1、

16-2、

16-3、

17-1、

17-2、

17-3、

18-1、

18-2、

18-3、

19-1、

19-2、

20-1、

20-2、

20-3、