高考物理《帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》同步練習(xí)2

1、PAGE12帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1雙選如圖3213所示，在粒子散射實(shí)驗(yàn)中，圖中虛線表示金箔中某個(gè)原子核所形成的電場(chǎng)的等勢(shì)線，實(shí)線表示一個(gè)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡從a經(jīng)過(guò)b運(yùn)動(dòng)到c的過(guò)程中圖3213A粒子的動(dòng)能先增大后減小B粒子的電勢(shì)能先增大后減小C粒子受到的電場(chǎng)力先增大后減小D粒子運(yùn)動(dòng)的加速度先減小后增大2雙選，2022年佛山二模如圖3214所示，平行板電容器充電后形成一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，大小保持不變讓質(zhì)子eqoal1,1H流以不同初速度，先后兩次垂直電場(chǎng)射入，分別沿a、b軌跡落到極板的中央和邊緣，則質(zhì)子沿b軌跡運(yùn)動(dòng)時(shí)A加速度更大B初速度更大C動(dòng)能增量更大D兩次的電勢(shì)能增量相同圖32143如圖3215

2、所示，在光滑絕緣的水平面上放置兩個(gè)帶正電的、電量不同的小球Q1和Q2，則由靜止釋放后A兩小球的加速度逐漸增大B兩小球的電勢(shì)能逐漸減少C兩小球受到的庫(kù)侖力不做功D兩小球受到的庫(kù)侖力大小不相等圖32154如圖3216所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并處于方向垂直紙面向外、強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，質(zhì)量為m、帶電量為Q的小滑塊從斜面頂端由靜止下滑在滑塊下滑的過(guò)程中，下列判斷正確的是圖3216A滑塊受到的摩擦力不變B滑塊到達(dá)地面時(shí)的動(dòng)能與B的大小無(wú)關(guān)C滑塊受到的洛倫茲力方向垂直斜面向下DB很大時(shí)，滑塊可能靜止于斜面上5雙選，2022年新課標(biāo)卷電磁軌道炮工作原理如圖3217所示待發(fā)射的彈體可在兩平行軌道之

3、間自由移動(dòng)，并與軌道保持良好接觸電流I從一條軌道流入，通過(guò)導(dǎo)電彈體后從另一條軌道流回軌道電流可形成在彈體處垂直于軌道面的磁場(chǎng)可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與I成正比通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出現(xiàn)欲使彈體的出射速度增加至原來(lái)的2倍，理論上可采用的方法是圖3217A只將軌道長(zhǎng)度L變?yōu)樵瓉?lái)的2倍B只將電流I增加至原來(lái)的2倍C只將彈體質(zhì)量減至原來(lái)的一半D將彈體質(zhì)量減至原來(lái)的一半，軌道長(zhǎng)度L變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，其他量不變6雙選，2022年浙江卷利用如圖3218所示的裝置可以選擇一定速度范圍內(nèi)的帶電粒子圖中板MN上方是磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，板上有兩條寬度分別為2d和

4、d的縫，、電荷量為q，具有不同速度的粒子從寬度為2d的縫垂直于板MN進(jìn)入磁場(chǎng)，對(duì)于能夠從寬度為d的縫射出的粒子，下列說(shuō)法正確的是圖3218A粒子帶正電B射出粒子的最大速度為eqfqBL3d,2mC保持d和L不變，增大B，射出粒子的最大速度與最小速度之差增大D保持d和B不變，增大L，射出粒子的最大速度與最小速度之差增大7如圖3219所示，一個(gè)理想邊界為、電荷量為q的粒子在紙面內(nèi)從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)，若粒子的初速度為v0，最遠(yuǎn)可落在邊界上的A點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的有圖3220A若粒子落在A點(diǎn)的左側(cè)，其速度一定小于v0B若粒子落在A點(diǎn)的右側(cè)，其速度一定大于v0C若粒子落在A點(diǎn)左右兩側(cè)d的范圍內(nèi)，其速度不可能小

5、于v0eqfqBd,2mD若粒子落在A點(diǎn)左右兩側(cè)d的范圍內(nèi)，其速度不可能大于v0eqfqBd,2m92022年廣州一模如圖3221所示，絕緣地面上有長(zhǎng)為L(zhǎng)的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域，場(chǎng)強(qiáng)E6105N/C，方向水平向左，不帶電的物塊B靜止在電場(chǎng)邊緣的O點(diǎn)，帶電量q5108C、質(zhì)量為mA1102g的物塊A在距O點(diǎn)s處以v05m/s的水平初速度向右運(yùn)動(dòng)，再與B發(fā)生碰撞，假設(shè)碰撞前后A、B構(gòu)成的系統(tǒng)沒(méi)有動(dòng)能損失，A的質(zhì)量是B的1倍，A、B與絕緣地面的動(dòng)摩擦因數(shù)都為，物塊均可視為質(zhì)點(diǎn)，且A的電荷量始終不變，取g10m/s21求A到達(dá)O點(diǎn)與B碰撞前的速度大?。?求碰撞后瞬間，A與B的速度大??；3討論在不同數(shù)值范圍時(shí)，

6、電場(chǎng)力對(duì)A做的功圖322110如圖3222所示，在一個(gè)圓形區(qū)域內(nèi)，兩個(gè)方向相反且都垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在以直徑A2A4為邊界的兩個(gè)半圓形區(qū)域、中，A2A4與A1A3的夾角為60一質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子以某一速度從區(qū)的邊緣點(diǎn)A1處沿與A1A3成30角的方向射入磁場(chǎng)，隨后該粒子以垂直于A2A4的方向經(jīng)過(guò)圓心O進(jìn)入?yún)^(qū)，最后再?gòu)腁4處射出磁場(chǎng)已知該粒子從射入到射出磁場(chǎng)所用的時(shí)間為t，求區(qū)和區(qū)中磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小忽略粒子的重力圖3222參考答案1BC5BD解析：利用動(dòng)能定理有BIlLeqf1,2mv2，BI，解得veqrf2I2lL,m6BC解析：由左手定則可判斷粒子帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤；由題意知，粒

7、子的最大半徑rmaeqfL3d,2、粒子的最小半徑rmineqfL,2，根據(jù)reqfmv,qB，可得vmaeqfqBL3d,2m、vmineqfqBL,2m，則vmavmineqf3qBd,2m，故B、C正確，D錯(cuò)誤7D解析：電子從O點(diǎn)垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后做圓周運(yùn)動(dòng)，由左手定則知，粒子向左偏轉(zhuǎn)，故A錯(cuò)誤；又知道半徑為2d，有界磁場(chǎng)的寬度為d，由公式Reqfmv,qB，可得圓心在O點(diǎn)左邊且與O點(diǎn)相距2d，設(shè)粒子由A點(diǎn)射出磁場(chǎng)，如圖21所示，由幾何關(guān)系知AO2eqr3d，所以B、C錯(cuò)誤；電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間teqf,360Teqff,6,2eqf2R,v0eqfd,3v0，D正確圖218BC解析：

8、當(dāng)粒子以速度v0垂直于MN進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，最遠(yuǎn)可落在A點(diǎn)，若粒子落在A點(diǎn)的左側(cè)，速度不一定小于v0，可能方向不垂直，落在A點(diǎn)的右側(cè)，速度一定大于v0，所以A錯(cuò)誤，B正確；若粒子落在A點(diǎn)的左側(cè)處，則垂直MN進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，軌跡直徑為2rOAd，即eqf2mv,qBOAd，已知eqf2mv0,qBOA，解得vv0eqfqdB,2m，不垂直MN進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，vv0eqfqdB,2m，所以C正確，D錯(cuò)誤9解：1設(shè)碰撞前A的速度為v，由動(dòng)能定理mAgseqf1,2mAv2eqf1,2mAveqoal2,0得veqrvoal2,02gs4m/s2設(shè)碰撞后瞬間A、B速度分別為vA、vB，且向右為正方向，由于是彈性碰撞

9、，所以有mAvmAvAmBvBeqf1,2mAv2eqf1,2mAveqoal2,Aeqf1,2mBveqoal2,B聯(lián)立方程并將mAmB及v4m/s代入得vAeqf41,1m/svBeqf8,1m/s3如果A能從電場(chǎng)右邊界離開(kāi)，必須滿足eqf1,2mAveqoal2,AmAgLqEL聯(lián)立方程并代入數(shù)據(jù)得3電場(chǎng)力對(duì)A做功為WEqEL51086105102J如果A不能從電場(chǎng)右邊界離開(kāi)電場(chǎng)，必須滿足：eqf1,2mAveqoal2,AmAgLqEL聯(lián)立方程并代入數(shù)據(jù)得3考慮到1，所以在13范圍內(nèi)A不能從電場(chǎng)右邊界離開(kāi)又qE3102Nmg2102N所以A會(huì)返回并從電場(chǎng)的左側(cè)離開(kāi)，整個(gè)過(guò)程中電場(chǎng)力做功

10、為0，即WE010解：設(shè)粒子的入射速度為v，已知粒子帶正電，故它在磁場(chǎng)中先順時(shí)針做圓周運(yùn)動(dòng)，再逆時(shí)針做圓周運(yùn)動(dòng)，最后從A4點(diǎn)射出，用B1、B2、R1、R2、T1、T2分別表示在磁場(chǎng)區(qū)、區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度、軌道半徑和周期，有圖22qvB1meqfv2,R1qvB2meqfv2,R2T1eqf2R1,veqf2m,qB1T2eqf2R2,veqf2m,qB2設(shè)圓形區(qū)域的半徑為r，如圖22所示，已知帶電粒子過(guò)圓心且垂直A3A4進(jìn)入?yún)^(qū)磁場(chǎng)，連接A1A2，A1OA2為等邊三角形，A2為帶電粒子在區(qū)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心，其半徑R1A1A2OA2r圓心角A1A2O60，帶電粒子在區(qū)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1eqf1,