广东省高考物理二轮复习 专题升级训练六 带电粒子在电磁场中的运动专题升级训练卷.doc

专题升级训练六带电粒子在电磁场中的运动（时间：60分钟满分：100分）一、单选题（本题共4小题，每小题4分，共16分）1（2012广东理综，15）质量和电荷量都相等的带电粒子m和n，以不同的速率经小孔s垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示。下列表述正确的是（）am带负电，n带正电bm的速率小于n的速率c洛伦兹力对mn做正功dm的运行时间大于n的运行时间2（2012安徽理综，19）如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度v从a点沿直径aob方向射入磁场，经过t时间从c点射出磁场，oc与ob成60角。现将带电粒子的速度变为，仍从a点沿原方向射入磁场，不计重力，则粒子在磁场中的运动时间变为（）atb2tct d3t3如图所示，正方形区域abcd中充满匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。一个氢核从ad边的中点m沿着既垂直于ad边又垂直于磁场的方向以一定速度射入磁场，正好从ab边中点n射出磁场。若将磁场的磁感应强度变为原来的2倍，其他条件不变，则这个氢核射出磁场的位置是（）a在b、n之间某点 b在n、a之间某点c就从a点射出 d在a、m之间某点4（2012襄樊四中高三11月月考）设图中m、n两板相距为d，电势差为u，一质量为m、电荷量为q带正电荷的微粒，恰能以水平速度v做匀速直线运动通过两板，若把两板距离减半，电势差不变，要使微粒仍能沿水平直线通过电场，可采取的措施为（）a把微粒的入射速度增大一倍b把微粒的入射速度减半c加一个b、垂直纸面向外的匀强磁场d加一个b、垂直纸面向里的匀强磁场二、双选题（本题共5小题，每小题6分，共30分。在每小题给出的四个选项中只有两个选项符合题目要求，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）5如图所示，从离子源发射出的正离子，经加速电压u加速后进入相互垂直的电场（e方向竖直向上）和磁场（b方向垂直纸面向外）中，发现离子向上偏转。要使此离子沿直线通过电磁场，需要（）a增加e，减小b b增加e，减小uc适当增加u d适当减小e6（2012湖北黄冈黄州一中高三物理月考）粒子回旋加速器的工作原理如图所示，置于真空中的d形金属盒的半径为r，两金属盒间的狭缝很小，磁感应强度为b的匀强磁场与金属盒盒面垂直，高频率交流电的频率为f，加速电压的电压为u，若中心粒子源处产生的质子质量为m，电荷量为e，初速近似为零，在加速器中被加速。不考虑相对论效应，则下列说法正确是（）a不改变磁感应强度b和交流电的频率f，该加速器也可加速粒子b加速的粒子获得的最大动能随加速电压u增大而增大c质子被加速后的最大速度不能超过2rfd质子第二次和第一次经过d形盒间狭缝后轨道半径之比为17场强为e的匀强电场与磁感应强度为b的匀强磁场正交，复合场的水平宽度为d，竖直方向足够长，如图所示。现有一束带电荷量为q、质量为m的粒子以各不相同的初速度v0沿电场方向射入场区，则那些能飞出场区的粒子的动能增量ek可能为（）adq（eb） bcqed d08如图所示，质量为m、电荷量为q的带电液滴从h高处自由下落，进入一个互相垂直的匀强电场和匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面，磁感应强度为b，电场强度为e。已知液滴在此区域中做匀速圆周运动，则圆周运动的半径r为（）a bc d9利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数n，现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为b，厚为d，并加有与侧面垂直的匀强磁场b，当通以图示方向电流i时，在导体上、下表面间用电压表可测得电压为u。已知自由电子的电荷量为e，则下列判断正确的是（）a上表面电势高b下表面电势高c该导体单位体积内的自由电子数为d该导体单位体积内的自由电子数为三、实验题（18分）10（2012广东潮州期末）某同学用如图甲所示电路来测定电池的电动势和内阻。（1）实验开始时，滑片p应位于_端。（填“a”或“b”）（2）该同学测得如下表的五组数据。根据数据在图乙中作出ui图线，从图象可得电池的电动势e_v，内阻r_。（结果均保留两位小数）四、计算题（本题共2小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）11（18分）如图所示，空间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向为y轴正方向，磁场方向垂直于xy平面（纸面）向外（未画出），电场和磁场都可以根据需要加上或撤除，重新加上的电场或磁场与撤除前的一样。一带正电荷的粒子从p（0，h）点以一定的速度平行于x轴正向入射。这时若只有磁场，粒子将做半径为r0的圆周运动；若同时存在电场和磁场，粒子恰好做直线运动。现在只加电场，当粒子从p点运动到xr0平面（图中虚线所示）时，立即撤除电场同时加上磁场，粒子继续运动，其轨迹与x轴交于m点，不计重力，求：（1）粒子到达xr0平面时的速度方向与x轴的夹角以及粒子到x轴的距离。（2）m点的横坐标xm。12（18分）（2012潮州金中下学期高三月考理综物理试卷）如图所示，一质量为m、电荷量为q、重力不计的带电粒子，从a板的s点由静止开始释放，经a、b加速电场加速后，穿过中间偏转电场，再进入右侧匀强磁场区域。已知ab间的电压为u，mn极板间的电压为2u，mn两板间的距离和板长均为l，磁场垂直纸面向里、磁感应强度为b、有理想边界。求：（1）带电粒子离开b板时速度v0的大小；（2）带电粒子离开偏转电场时速度v的大小与方向；（3）要使带电粒子最终垂直磁场右边界射出磁场，磁场的宽度d多大？参考答案1a解析：由左手定则判断知，a正确；粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，qvbm，半径为r，在质量与电荷量相同的情况下，半径大说明速率大，即m的速率大于n的速率，b错；洛伦兹力不做功，c错；粒子在磁场中运动半周，即时间为周期的一半，而周期为t，m的运行时间等于n的运行时间，故d错。2b解析：此带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，且出射方向的反向延长线必过圆心o。设圆形磁场区域半径为r，粒子以速度v在磁场中运动的轨迹圆的半径为r1，通过作图可知轨迹对应的圆心角为60，再作其角平分线，则tan 30，且t，t；粒子以速度v在磁场中运动的轨迹圆的半径为r2，设对应的圆心角为2，又由r，r2r1，则tan 3tan 30，可得60，故120，粒子在磁场中的运动时间t2t，b正确。3c解析：设正方形的边长为l，原来粒子做匀速圆周运动的半径为r，当b变为2b时，可知粒子做匀速圆周运动的半径变为，所以从a点射出。4c解析：原来：mg，把两板距离减半，电势差不变，电场力是原来的两倍，加上磁场后，洛伦兹力须方向向下，mgqvb，解两式得b，由左手定则知磁场方向须垂直纸面向外，选项c正确。5cd解析：离子所受的电场力fqe，洛伦兹力fqvb，qumv2，离子向上偏转，电场力大于洛伦兹力，故要使离子沿直线运动，可以适当增加u，增大速度，洛伦兹力增大，c正确；也可适当减小e，电场力减小，d正确。6cd解析：质子被加速获得的最大速度受到d形盒最大半径制约，vm2r/t2rf，c正确；粒子旋转频率为fbq/2m，与被加速粒子的比荷有关，所以a错误；粒子被加速的最大动能ekm2m2r2f2，与电压u无关，b错误；因为运动半径rmv/bq，nuqmv2/2，知半径比为1，d正确。7cd解析：带电粒子可从左侧飞出或从右侧飞出场区，由于洛伦兹力不做功，电场力做功与路径无关，所以从左侧飞出时ek0，从右侧飞出时ekeqd，选项c、d正确。8ac解析：液滴进入电磁场的速度v，液滴在重力、电场力、洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，满足mgqe，qvbm，可得a、c选项正确。9bd解析：画出平面图如图，由左手定则，自由电子向上表面偏转，故下表面电势高，故b正确，a错误。再根据eevb，inesvnebdv得n，故d正确，c错误。10答案：（1）a（2）如解析图所示1.431.480.640.78解析：（1）要使变阻器的电阻值最大。（2）纵轴截距表示电动势e1.45 v，斜率绝对值表示电源内阻r0.71 。电路图如图所示：11答案：（1）h（2）解析：（1）粒子做直线运动时，有：qeqbv0做圆周运动时，有：只有电场时，粒子做类平抛运动，则有：qemar0v0tvyat解得：vyv0粒子的速度大小为：速度方向与x轴的夹角为：粒子与x轴的距离为：hhat2h。（2）撤去电场加上磁场后，有：qbvm得：rr0此时粒子的运动轨迹如图所示。圆心c位于与速度v方向垂直的直线上，该直线与x轴和y轴的夹角均为。由几何关系可得c点的坐标为：xc2r0ychr0h过c点作x轴的垂线，在cdm中，有：lcmrr0，lc