2020高考物理第一轮复习 专题 带电粒子在磁场、复合场中的运动同步练习 鲁科版

2020高考物理第一轮复习 专题 带电粒子在磁场、复合场中的运动同步练习 鲁科版

带电粒子在磁场、复合场中的运动 ‎【模拟试题】（答题时间：70分钟）‎ ‎1. 如图所示，在真空中匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场的方向垂直纸面向里，三个油滴a、b、c带有等量同种电荷，其中a静止，b向右做匀速运动，c向左做匀速运动，比较它们的重力Ga、Gb、Gc的关系，正确的是 A. Ga最大 B. Gb最大 ‎ C. Gc最大 D. Gb最小 ‎2. 如图所示，质量为m，电荷量为q的带负电的物体，在磁感应强度为B，方向垂直向里的匀强磁场中，沿着动摩擦因数为m的水平面向左运动，则 A. 当速度v＝mg/Bq时，物体做匀速运动 B. 物体的速度由v减小到零所用的时间小于mv/m（mg－Bqv）‎ C. 物体的速度由v减小到零所用的时间大于mv/m（mg－Bqv）‎ D. 当磁场反方向时，物体一定做匀减速运动 ‎3. 如图所示，水平正交的匀强磁场和匀强电场，E＝4 V/m，B＝2 T，一质量m＝‎1 g的带正电的小物块A，从绝缘粗糙的竖直壁的M点无初速下滑，当它滑行h＝‎0.8 m到达N点时，离开壁做曲线运动。当A运动到P点时恰好处于平衡状态，此时速度方向与水平方向成45°角，若P与M的高度差H＝‎1.6 m，求：（1）A沿壁下滑时摩擦力做的功。（2）P与M间的水平距离为多少？‎ 6‎ ‎4. 如图所示，a、b是位于真空中的平行金属板，a板带正电，b板带负电，两板间的电场为匀强电场，场强为E。同时在两板之间的空间中加匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度为B。一束电子以大小为v0的速度从左边S处沿图中虚线方向入射，虚线平行于两板，要想使电子在两板间能沿虚线运动，则v0、E、B之间的关系应该是 ‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎（全国文理综合卷）‎ ‎5. 如图所示，在y＜0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸面外，磁感强度为B。一带正电的粒子以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xy平面内，与x轴正向的夹角为θ。若粒子射出磁场的位置与O点的距离为l，求该粒子的电量和质量之比q/m。‎ ‎（全国高考卷）‎ ‎6. 如图所示，真空室内存在匀强磁场，磁场方向垂直于图中纸面向里，磁感应强度的大小B＝0.60 T，磁场内有一块平面感光干板ab，板面与磁场方向平行。在距ab的距离为l＝‎16 cm处，有一个点状的 放射源S，它向各个方向发射粒子，粒子的速度都是v＝3.0×‎106 m/s。已知 粒子的电荷与质量之比q/m＝5.0×‎107 C/kg。现只考虑到图纸平面中运动的 粒子，求ab上被粒子打中的区域的长度。‎ ‎（广东物理卷）‎ ‎7. 一匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面，在xy平面上，磁场分布在以O 6‎ 为中心的一个圆形区域内。一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，由原点O开始运动，初速为v，方向沿x正方向。后来，粒子经过y轴上的P点，此时速度方向与y轴的夹角为30°，P到O的距离为L，如图所示。不计重力的影响。求磁场的磁感应强度B的大小和xy平面上磁场区域的半径R。‎ ‎（甘肃等四省理综卷）‎ ‎8. 汤姆生用来测定电子的比荷（电子的电荷量和质量之比）的实验装置如图所示。真空管内的阴极K发出的电子（不计初速、重力和电子间的相互作用）经加速电压加速后，穿过A′中心的小孔沿中心轴O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P′间的区域，当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O点处，形成了一个亮点；加上偏转电压U后，亮点偏离到O′点，O′与O点的竖直间距为d，水平间距可忽略不计，此时，在P和P′间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场，调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B时，亮点重新回到O点，已知极板水平方向的长度为L1，极板间距为b，极板右端到荧光屏的距离为L2（如图所示）。‎ ‎（1）求打在荧光屏O点的电子速度的大小 ‎（2）推导出电子的比荷的表达式。‎ ‎（江苏物理卷）‎ ‎9. 空间中存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，一带电量为＋q、质量为m的粒子，在P点以某一初速开始运动，初速方向在图中纸面内如图中P点箭头所示。该粒子运动到图中Q点时速度与P点时速度方向垂直，如图中Q点箭头所示。已知P、Q间的距离为l。若保持粒子在P点时的速度不变，而将匀强磁场换成匀强电场，电场方向与纸面平行且与粒子在P点时的速度方向垂直，在此电场作用下粒子也由P点运动到Q点。不计重力。求：‎ ‎（1）电场强度的大小 6‎ ‎（2）两种情况中粒子由P运动到Q点所经历的时间之差。‎ ‎（内蒙古等四省理综卷）‎ ‎10. K－介子衰变的方程为：K－→π－＋π0，其中K－介子和π－介子带负的基元电荷，π0介子不带电。一个K－介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧AP，衰变后产生的π－介子的轨迹为圆弧PB，两轨迹在P点相切，它们的半径RK-与Rπ-之比为2︰1。π0介子的轨迹未画出。由此可知π－的动量大小与π0的动量大小之比为 A. 1︰1 B. 1︰‎2 C. 1︰3 D. 1︰6‎ ‎ （新课程全国理综卷）‎ ‎11. 如图所示，在y＞0的空间中存在匀强电场，场强沿y轴负向；在y＜0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时的速度的大小和方向。‎ ‎（3）磁感应强度的大小。‎ ‎（湖北等八省理综卷）‎ ‎12. 钍核Th发生衰变生成镭核Ra并放出一个粒子。设该粒子的质量为m、电荷量为q，它进入电势差为U的带窄缝的平行平板电极S1和S2间电场时，其速度为v0，经电场加速后，沿Ox方向进入磁感应强度为B，方向垂直纸面向外的有界匀强磁场，Ox垂直平板电极S2，当粒子从P点离开磁场时，其速度方向与Ox方位的夹角q＝60°，如图所示，整个装置处于真空中。‎ 6‎ ‎（1）写出钍核衰变方程；‎ ‎（2）求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨迹半径；‎ ‎（3）求粒子在磁场中运动所用的时间t。‎ 6‎ ‎【试题答案】‎ ‎1. C ‎2. AB ‎ ‎3. （1）6×10－3 J （2）‎‎0.6 m ‎4. A ‎ ‎5. ‎ 提示：由几何关系得，偏转半径；又，两式联立得。‎ ‎6. ‎‎20 cm 提示： 粒子带正电，故在磁场中沿逆时针方向做匀速圆周运动，用R表示轨道半径，有qvB＝m，由此得R＝＝‎10 cm。‎ 因朝不同方向发射的 粒子的圆轨迹都过S，由此可知，某一圆轨迹在图中N左侧与ab相切，则此切点P1就是粒子能打中的左侧最远点。为定出P1点的位置，可作平行于ab的直线cd，cd到ab的距离为R，以S为圆心，R为半径，作弧交cd于Q点，过Q作ab的垂线，它与ab的交点即为P1。由图中几何关系得：‎ NP1＝‎ 再考虑N的右侧，任何 粒子在运动中离S的距离不可能超过2R，以2R为半径，S为圆心作圆，交ab于N的右侧的P2点，此即粒子打到右侧的最远点。由图中几何关系得：‎ NP2＝‎ 所求的长度为P1P2＝NP1＋NP2＝‎‎20 cm ‎7. 由几何关系得到L=3r，又，得；R=2rsin60o=‎ ‎8. （1）（2） ‎ ‎9. （1）（2） ‎ ‎10. C ‎ ‎11. （1）（2）与ｘ轴成45o夹角斜向下（3） ‎ ‎12. （1）　　（2）（3）‎ 6‎