高考物理最新模拟题精选训练（磁场）专题04 带电粒子在复合场中的运动（含解析）

专题04 带电粒子在复合场中的运动1(2017黑龙江大庆一模)在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的磷离子P+和P3+，经电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，有一定的宽度的匀强磁场区域，如图所示已知离子P+在磁场中转过=30后从磁场右边界射出在电场和磁场中运动时，离子P+和P3+（）A在电场中的加速度之比为1：1B在磁场中运动的半径之比为：1C在磁场中转过的角度之比为1：2D离开电场区域时的动能之比为1：【参考答案】BC由B的分析知道，离子在磁场中运动的半径之比为：1，设磁场宽度为L，离子通过磁场转过的角度等于其圆心角，所以有sin=，则可知角度的正弦值之比为1：，又P+的角度为30，可知P3+角度为60，即在磁场中转过的角度之比为1：2，故C正确由电场加速后：qU=mv2可知，两离子离开电场的动能之比为1：3，故D错误2(2017河南部分重点中学联考)如图所示，两个相同的半圆形光滑绝缘轨道分别竖直放置在匀强电场E和匀强磁场B中，轨道两端在同 一高度上，两个相同的带正电小球a、b同时从轨道左端最高点由静止释放，且在运动过程中始终能通过各自轨道的最低点M、N，则（）A两小球某次到达轨道最低点时的速度不可能有N=MB两小球都能到达轨道的最右端C小球b第一次到达N点的时刻与小球a第一次到达M点的时刻相同D小球a受到的电场力一定不大于a的重力，小球b受到的最大洛伦兹力可能大于b的重力【参考答案】AD3（2017河南天一大联考）如图所示的坐标系中，第一象限存在与y轴平行的匀强电场，场强方向沿y轴负方向，第二象限存在垂直纸面向里的匀强磁场P、Q两点在x轴上，Q点横坐标是C点纵坐标的2倍一带电粒子（不计重力）若从C点以垂直于y轴的速度0向右射入第一象限，恰好经过Q点若该粒子从C点以垂直于y轴的速度0向左射入第二象限，恰好经过P点，经过P点时，速度与x轴正方向成90角，则电场强度E与磁感应强度B的比值为（）A0B0C0D0【参考答案】B【点评】本题考查带电粒子在电场和磁场中的运动规律，要注意明确带电粒子在电场中做类平抛运动，而在磁场中做圆周运动，要明确电场中应用运动的合成和分解规律求解，而在磁场中要注意圆周运动的性质和几何关系的应用4.(多选)(2016长春调研)如图所示，一个绝缘且内壁光滑的环形细圆管，固定于竖直平面内，环的半径为R(比细管的内径大得多)，在圆管的最低点有一个直径略小于细管内径的带正电小球处于静止状态，小球的质量为m，带电荷量为q，重力加速度为g。空间存在一磁感应强度大小未知(不为零)，方向垂直于环形细圆管所在平面且向里的匀强磁场。某时刻，给小球一方向水平向右，大小为v0的初速度，则以下判断正确的是()A.无论磁感应强度大小如何，获得初速度后的瞬间，小球在最低点一定受到管壁的弹力作用B.无论磁感应强度大小如何，小球一定能到达环形细圆管的最高点，且小球在最高点一定受到管壁的弹力作用C.无论磁感应强度大小如何，小球一定能到达环形细圆管的最高点，且小球到达最高点时的速度大小都相同D.小球在从环形细圆管的最低点运动到所能到达的最高点的过程中，水平方向分速度的大小一直减小【参考答案】BC5.(多选)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q6107 C，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2 m/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，轨迹上每点的电势随纵坐标y的变化关系如图乙所示，重力加速度g10 m/s2。则下列判断正确的是()A.匀强电场的场强大小为3.2106 V/mB.小球重力势能增加最多的过程中，电势能减少了2.4 JC.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3 N【参考答案】BD 6.(多选)(2016河南郑州模拟)如图所示，两个倾角分别为30和60的光滑斜面固定于水平地面上，并处于方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中。两个质量均为m、带电荷量为q的小滑块甲和乙分别从两个斜面顶端由静止释放，运动一段时间后，两小滑块都将飞离斜面，在此过程中()A.甲滑块飞离斜面瞬间的速度比乙滑块飞离斜面瞬间的速度大B.甲滑块在斜面上运动的时间比乙滑块在斜面上运动的时间短C.甲滑块在斜面上运动的位移与乙滑块在斜面上运动的位移大小相同D.两滑块在斜面上运动的过程中，重力的平均功率相等【参考答案】AD【名师解析】小滑块飞离斜面时，洛伦兹力与重力的垂直斜面的分力平衡，mgcosqvmB，解得vm，故斜面倾角越大，飞离时速度越小，甲飞离斜面速度大于乙，A正确；甲斜面倾角小，平均加速度小，但是末速度大，故甲在斜面上运动时间比乙的长，故B错误；根据动能定理mglsin mv，解得l，故甲的位移大于乙的位移，故C错误；重力的平均功率为重力乘以竖直方向的分速度的平均值Pmgsin mgsin ，代入数据相等，故D正确。7（2016洛阳一模）如图4所示，一个静止的质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力)，经电压U加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁感中，粒子打至P点，设OPx，能够正确反应x与U之间的函数关系的是 ()【参考答案】B【命题意图】本题考查了动能定理、带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动及其相关的知识点。【技巧点拨】解答判断两个物理量之间关系图象类问题，一般需要根据题述情景，运用相关物理知识，列出与情景、过程相关的方程，联立解得函数关系式，由此判断出题给的那个关系图象与之符合。8. （2016高考全国理综乙）现代质谱仪可用来分析比质子重很多的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定。质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍。此离子和质子的质量比约为A. 11 B.12C.121 D.144 【参考答案】.D 【命题意图】 本题考查动能定理、洛伦兹力、牛顿运动定律、匀速圆周运动及其相关的知识点，意在考查考生运用相关知识分析解决带电粒子在电场中加速、在匀强磁场中做匀速圆周运动问题的能力。【解题关键】解答此题的关键点主要有二：一是利用动能定理列出带电粒子的加速运动方程，利用洛伦兹力等于向心力列出带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的方程；二是根据题述条件找出质子和某种一价正离子的电荷量、质量、轨迹半径、磁场的磁感应强度关系。联立解得：Mm=1441，选项D正确ABC错误。9.如图1所示，边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场，边界OA上有一粒子源S。某一时刻，从S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子(不计粒子的重力及粒子间的相互作用)，所有粒子的初速度大小相同，经过一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场。已知AOC60，从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最短时间等于(T为粒子在磁场中运动的周期)，则从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最长时间为()A. B. C. D.【参考答案】B10. (多选)(2015四川理综，7)如图所示，S处有一电子源，可向纸面内任意方向发射电子，平板MN垂直于纸面，在纸面内的长度L9.1 cm，中点O与S间的距离d4.55 cm，MN与SO直线的夹角为，板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B2.0104 T.电子质量m9.11031 kg，电量e1.61019 C，不计电子重力。电子源发射速度v1.6106 m/s的一个电子，该电子打在板上可能位置的区域的长度为l，则()A.90时，l9.1 cm B.60时，l9.1 cmC.45时，l4.55 cm D.30时，l4.55 cm【参考答案】AD