高考物理一轮专题 第39讲 带电粒子在复合场中的运动.docx

1、高考物理一轮专题 第39讲 带电粒子在复合场中的运动2020年高考物理一轮专题： 第39讲 带电粒子在复合场中的运动姓名:_ 班级:_ 成绩:_一、 单选题 (共9题；共19分)1. （2分） (2017高二上中卫期末) 带电油滴以水平速度v0垂直进入磁场，恰做匀速直线运动，如图所示，若油滴的质量为m，磁感应强度大小为B，则下述说法正确的是（ ）A . 油滴必带正电荷，电荷量为 B . 油滴必带正电荷，比荷 = C . 油滴必带负电荷，电荷量为 D . 油滴带什么电荷都可以，只要满足q= 2. （2分） (2017浙江模拟) 如图所示，设行星绕太阳的运动是匀速圆周运动，金星自身的半径是火星的n

2、倍，质量为火星的k倍，不考虑行星自转的影响，则（ ）A . 金星表面的重力加速度是火星的 B . 金星的第一宇宙速度是火星的 C . 金星绕太阳运动的加速度比火星小D . 金星绕太阳运动的周期比火星大3. （2分） (2017高二上辽宁期末) 在如图所示的正方形区域内有匀强磁场，一束电子以不同的速率从a点沿ab方向射入匀强磁场区域，最终又从磁场区域射出则下列结论中正确的是（ ）A . 从c点射出的电子和从d点射出的电子，其速率之比为2：1B . 从c点射出的电子和从d点射出的电子，其速率之比为1：2C . 若电子从bc边射出，则电子射入磁场时的速率越大，其在磁场中的运动时间就越长D . 若电子

3、从ad边射出，则电子射入磁场时的速率越大，其在磁场中的运动时间就越短4. （2分） 霍尔效应广泛应用于半导体材料的测试和研究中，例如应用霍尔效应测试半导体是电子型还是空穴型，研究半导体内载流子浓度的变化等。在霍尔效应实验中，如图所示，ab宽为1cm，ad长为4cm，ae厚为cm的导体，沿ad方向通有3A的电流，当磁感应强度B=1.5T的匀强磁场垂直向里穿过abcd平面时，产生了V的霍尔电压，（已知导体内定向移动的自由电荷是电子），则下列说法正确的是（ ）A . 在导体的前表面聚集自由电子，电子定向移动的速率B . 在导体的上表面聚集自由电子，电子定向移动的速率C . 在其它条件不变的情况下，增

4、大ad的长度，可增大霍尔电压D . 每立方米的自由电子数为个5. （2分） (2017丰台模拟) 如图所示，两平行金属板P、Q水平放置，上极板带正电，下极板带负电；板间存在匀强电场和匀强磁场（图中未画出）一个带电粒子在两板间沿虚线所示路径做匀速直线运动粒子通过两平行板后从O点垂直进入另一个垂直纸面向外的匀强磁场中，粒子做匀速圆周运动，经过半个周期后打在挡板MN上的A点不计粒子重力则下列说法不正确的是（ ）A . 此粒子一定带正电B . P、Q间的磁场一定垂直纸面向里C . 若另一个带电粒子也能做匀速直线运动，则它一定与该粒子具有相同的荷质比D . 若另一个带电粒子也能沿相同的轨迹运动，则它一定

5、与该粒子具有相同的荷质比6. （3分） (2016高二上宝应期中) 某空间存在着如图所示的足够大的沿水平方向的匀强磁场在磁场中A、B两个物块叠放在一起，置于光滑水平面上，物块A带正电，物块B不带电且表面绝缘在t1=0时刻，水平恒力F作用在物块B上，物块A、B由静止开始做加速度相同的运动在A、B一起向左运动的过程中，以下说法正确的是（ ） A . 图乙可以反映A所受洛仑兹力大小随时间t变化的关系B . 图乙可以反映A对B的摩擦力大小随时间t变化的关系C . 图乙可以反映A对B的压力大小随时间t变化的关系D . 图乙可以反映B对地面压力大小随时间t变化的关系7. （2分） (2019高二下北京期中

6、) 平行板电容器两板之间距离为d，接在电压为U的电源上。现有一质量为m，带电量为+q的粒子，以速度v沿水平方向射入两板之间（粒子重力不计），如图所示。若要使粒子能以速度v沿直线匀速穿过，则可以在两板间加（ ） A . 磁感应强度大小B= ，方向向里的匀强磁场B . 磁感应强度大小B= ，方向向外的匀强磁场C . 磁感应强度大小B=Udv，方向向里的匀强磁场D . 磁感应强度大小B=Udv，方向向外的匀强磁场8. （2分） (2017高二上福建期末) 速度相同的一束粒子，由左端射入速度选择器后，又进入质谱仪，其运动轨迹如图 所示，则下列说法中正确的是（ ）A . 该束带电粒子带负电B . 能通过

7、狭缝S0的带电粒子的速率等于 C . 若保持 B2不变，粒子打在胶片上的位置越远离狭缝 S0 ， 粒子的比荷 越小D . 若增大入射速度，粒子在磁场中轨迹半圆将变大9. （2分） 如图所示，线框abcd在竖直面内可以绕固定的OO轴转动现通以abcda电流，要使它受到磁场力后，ab边向纸外转动，cd边向纸里转动，则所加的磁场方向可能是（ ）A . 垂直纸面向外B . 竖直向上C . 竖直向下D . 在OO上方垂直纸面向里，在OO下方垂直纸面向外二、 多选题 (共4题；共12分)10. （3分） (2019镇平模拟) 如图所示，竖直放置的两平行金属板，长为L，板间距离为d，接在电压为U的直流电源上

8、在两板间加一磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场一个质量为m、电荷量为g的带正电油滴，从距金属板上端高为h处由静止开始自由下落，并经两板上端连线的中点P进入板间油滴在P点所受的电场力与磁场力大小恰好相等，且最后恰好从金属板的下边缘离开电磁场区域空气阻力不计，重力加速度为g，则下列说法正确的是 （ ） A . 油滴刚进入电磁场时的加速度为gB . 油滴开始下落时距金属板上端的高度 C . 油滴从左侧金属板的下边缘离开D . 油滴离开电磁场时的速度大小为 11. （3分） (2017高二上河北期末) 用如图所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子n，若一块横截面为矩形的金属导体的宽为

9、b，厚为d，当通以图示方向电流I，并加有与侧面垂直的匀强磁场B时，在导体上、下表面间用理想电压表测得电压为U已知自由电子的电荷量为e，则下列判断正确的是（ ）A . 上表面电势低B . 下表面电势低C . n= D . n= 12. （3分） (2017高二上陆丰期末) 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电源的两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中有周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，则下列说法中错误的是（ ）A . 只增大狭缝间的加速电压，可增大带电粒子射出时的动能B . 只增大狭缝间的加速电压，可增大带

10、电粒子在回旋加速器中运动的时间C . 只增大磁场的磁感应强度，可增大带电粒子射出时的动能D . 用同一回旋加速器可以同时加速质子（ H）和氚核（ H）13. （3分） (2017高二上南昌期末) 圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率沿着AO方向对准圆心O射入磁场，其运动轨迹如图所示若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是（ ）A . a粒子速率最大B . c粒子速率最大C . a粒子在磁场中运动的时间最长D . 它们做圆周运动的周期TaTbTc三、 综合题 (共7题；共85分)14. （10分） (2019浙江模拟) 如图1所示是某质

11、谱仪的模型简化图，P点为质子源，初速度不计的质子经电压加速后从O点垂直磁场边界射入，在边界OS的上方有足够大的垂直纸面的匀强磁场区域，B0.2T。a、b间放有一个宽度为Lab0.1cm的粒子接收器S，oa长度为2m。质子的比荷 ，质子经电场、磁场后正好打在接收器上。 （1） 磁场的方向是垂直纸面向里还是向外？ （2） 质子进入磁场的角度范围如图2所示，向左向右最大偏角 ，所有的质子要打在接收板上，求加速电压的范围（结果保留三位有效数字，取cos800.99, ）。 （3） 将质子源P换成气态的碳I2与碳14原子单体，气体在P点电离后均帯一个单位正电（初速度不计），碳12的比荷 Ckg，碳14的

12、比荷 保持磁感应强度不变，从O点入射的角度范围 不变，加速电压可以在足够大的范围内改变。要使在任一电压下接收器上最多只能接收到一种粒子，求oa的最小值（结果保留三位有效数字，取 ) （4） 第（3）问中的电离体经电压加速后，单位时间内从O点进入的粒子数保持不变，其中碳12占80、碳14占20。通过控制加速电压，使碳14在磁场中做圆周运动的半径与时间的关系R140.90.1t(cm）。请在图3中描绘出接收器上的亮度随时间的变化的图像（每毫秒内接收到的粒子越多越亮，1表示在这一过程中最亮时的亮度）。 15. （10分） (2017高二上黑龙江期末) 如图所示，在y0的空间中存在匀强电场，场强沿y轴

13、负方向；在y0的空间中，存在匀强磁场，磁场方向垂直xy平面（纸面）向外一电荷量为q、质量为m的带正电的运动粒子，经过y轴上y=h处的点P1时速率为v0 ， 方向沿x轴正方向；然后，经过x轴上x=2h处的 P2点进入磁场，并经过y轴上y=2h处的P3点不计重力求：（1） 电场强度的大小（2） 粒子到达P2时速度的大小和方向（3） 磁感应强度的大小（4） 粒子从P1点运动到P3点所用时间16. （10分） (2019端州模拟) 如图，竖直面内坐标系xOy第一、三象限角平分线A1A2右侧区域有一场区（内存在匀强电场和匀强磁场）平行板M、N如图放置，M板带正电带负电的N板在x轴负半轴上N板上有一小孔P

14、，离原点O的距离为LA1A2上的Q点处于P孔正下方质量为m、电量为+q的小球从OA2上的某点以一水平速度v向右进入场区，恰好能做匀速圆周运动第一次出场后，小球能进入M、N板间且恰好能到达M板但不接触已知磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外M、N板间距为L、电压为 ，重力加速度为g求： （1） A1A2右侧区域内的匀强电场的场强大小与方向； （2） 求射入场区的水平速度v的大小； （3） 小球从OA2上的某点出发后，到第四次（不包括出发那次）经过边界A1A2的运动时间 17. （10分） (2019重庆模拟) 如图所示，平面直角坐标系的第二象限内存在与水平方向成45 、大小为E1的匀强电场，一质

15、量为m、带电荷量为q的小球从 点静止释放，穿过y轴后，在y轴和竖直线PQ之间的第一象限内有垂直纸面向外的匀强磁场B1 ， 整个第一象限内都有竖直向上的匀强电场E2 ， 且 ，小球在里面恰好能做匀速圆周运动在y轴与PQ之间的第四象限内有一竖直向上，大小为 的匀强电场；而在一、四象限PQ的右侧是一大小为 ，方向垂直纸面向内的匀强磁场。已知PQ与x轴的交点坐标为 。求： （1） 小球第一次进入第一象限时的速度大小； （2） 小球第二次通过PQ的坐标； （3） 从开始释放到第二次通过PQ一共经历的时间。 18. （15分） (2017高二上肇庆期末) 如图所示，由S点发出的电量为q、质量为m的静止带电粒子，被加速电压为U，极板间距离为d的匀强电场加速后，从正中央垂直射入电压为U