2019-2020年高考物理第一轮复习 课时跟踪检测(二十九)带电粒子在叠加场中的运动.doc

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资源描述
2019-2020年高考物理第一轮复习 课时跟踪检测(二十九)带电粒子在叠加场中的运动一、单项选择题1(xx福州质检)如图1所示,在平行线MN、PQ之间存在竖直向上的匀强电场和垂直纸面的磁场(未画出),磁场的磁感应强度从左到右逐渐增大。一带电微粒进入该区域时,由于受到空气阻力作用,恰好能沿水平直线OO通过该区域。带电微粒所受的重力忽略不计,运动过程带电量不变。下列判断正确的是()图1A微粒从左到右运动,磁场方向向里B微粒从左到右运动,磁场方向向外C微粒从右到左运动,磁场方向向里D微粒从右到左运动,磁场方向向外2.如图2所示,一电子束垂直于电场线与磁感应线方向入射后偏向A极板,为了使电子束沿射入方向做直线运动,可采用的方法是()图2A将变阻器滑动头P向右滑动B将变阻器滑动头P向左滑动C将极板间距离适当减小D将极板间距离适当增大3.医生做某些特殊手术时,利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成,磁极间的磁场是均匀的。使用时,两电极a、b均与血管壁接触,两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直,如图3所示。由于血液中的正负离子随血液一起在磁场中运动,电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时,血管内部的电场可看做是匀强电场,血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中,两触点间的距离为3.0 mm,血管壁的厚度可忽略,两触点间的电势差为160 V,磁感应强度的大小为0.040 T。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为()图3A1.3 m/s,a正、b负B2.7 m/s,a正、b负C1.3 m/s,a负、b正 D2.7 m/s,a负、b正4. (xx南京月考)如图6所示的虚线区域内,充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。一带电粒子a(不计重力)以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域,恰好沿直线由区域右边界的O点(图中未标出)穿出。若撤去该区域内的磁场而保留电场不变,另一个同样的粒子b(不计重力)仍以相同初速度由O点射入,从区域右边界穿出,则粒子b()图6A穿出位置一定在O点下方B穿出位置一定在O点上方C运动时,在电场中的电势能一定减小D在电场中运动时,动能一定减小二、多项选择题5(xx盐城测试)物体导电是由其中的自由电荷定向移动引起的,这些可以移动的自由电荷又叫载流子。金属导体的载流子是自由电子,现代广泛应用的半导体材料分为两大类:一类是N型半导体,它的载流子为电子;另一类是P型半导体,它的载流子为“空穴”,相当于带正电的粒子,如果把某种材料制成的长方体放在匀强磁场中,磁场方向如图8所示,且与前后侧面垂直,长方体中通有方向水平向右的电流,设长方体的上下表面M、N的电势分别为M和N,则下列判断中正确的是()图8A如果是P型半导体,有MNB如果是N型半导体,有MNC如果是P型半导体,有MN6.如图9所示,两平行、正对金属板水平放置,使上面金属板带上一定量正电荷,下面金属板带上等量的负电荷,再在它们之间加上垂直纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子以初速度v0沿垂直于电场和磁场的方向从两金属板左端中央射入后向上偏转。若带电粒子所受重力可忽略不计,仍按上述方式将带电粒子射入两板间,为使其向下偏转,下列措施中可能可行的是()图9A仅增大带电粒子射入时的速度B仅增大两金属板所带的电荷量C仅减小粒子所带电荷量D仅改变粒子的电性7(xx郑州质检)如图10所示为一个质量为m、电荷量为q的圆环,可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动,细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中,不计空气阻力,现给圆环向右的初速度v0,在以后的运动过程中,圆环运动的速度图像可能是图11中的()图10图11三、非选择题8. (xx兰州模拟)如图14所示,第四象限内有互相正交的匀强电场E与匀强磁场B1,E的大小为1.5103 V/m,B1大小为0.5 T;第一象限的某个矩形区域内,有方向垂直纸面的匀强磁场,磁场的下边界与x轴重合。一质量m11014 kg,电荷量q21010 C的带正电微粒以某一速度v沿与y轴正方向或60角的M点射入,沿直线运动,经P点后即进入处于第一象限内的磁场B2区域。一段时间后,微粒经过y轴上的N点并沿与y轴正方向成60角的方向飞出。M点的坐标为(0,10),N点的坐标为(0,30),不计微粒重力,g取10 m/s2。则求:图14(1)微粒运动速度v的大小;(2)匀强磁场B2的大小;(3)B2磁场区域的最小面积。答 案1选B由微粒恰好能沿水平直线OO通过该区域说明洛伦兹力qvB与电场力qE平衡,微粒受到空气阻力作用,速度逐渐减小,沿运动方向磁场的磁感应强度必须逐渐增大。因此微粒从左到右运动;磁场方向向外,选项B正确。2选D电子入射极板后,偏向A板,说明EqBvq,由E可知,减小场强E的方法有增大板间距离和减小板间电压,故C错误,D正确;而移动滑动头P并不能改变板间电压,故A、B均错误。3选A由于正负离子在匀强磁场中垂直于磁场方向运动,利用左手定则可以判断:a电极带正电,b电极带负电。血液流动速度可根据离子所受的电场力和洛伦兹力的合力为0,即qvBqE得v1.3 m/s。4选Ca粒子要在电场、磁场的复合场区内做直线运动,则该粒子一定沿水平方向做匀速直线运动,故对粒子a有:BqvEq,即只要满足EBv无论粒子带正电还是负电,粒子都可以沿直线穿出复合场区;当撤去磁场只保留电场时,粒子b由于电性不确定,故无法判断从O点的上方还是下方穿出,选项A、B错误;粒子b在穿过电场区的过程中必然受到电场力的作用而做类平抛运动,电场力做正功,其电势能减小,动能增大,故C项正确,D项错误。5选CD如果是P型半导体,由左手定则可知,“空穴”向下表面N偏转,有MN,选项B错误;如果是金属导体,导电定向移动的是自由电子,由左手定则可知,电子向下表面N偏转,有MN,选项D正确。6选ABD带电粒子在两板之间受电场力与洛伦兹力,但两者的大小不等,且方向不确定。若仅增大带电粒子射入时的速度,可能因为所受的洛伦兹力变大,而使带电粒子将向下偏转,A正确;若仅增大两金属板所带的电荷量,因两极板间的电场强度增大,故带电粒子可能向下偏转,B正确;若仅减小粒子所带的电荷量,则由于粒子所受电场力与洛伦兹力以相同的倍数变化,故带电粒子仍向上偏转,C错误;仅改变粒子的电性,则由于两个力的方向都发生变化,带电粒子将向下偏转,D正确。7选AD带电圆环在磁场中受到向上的洛伦兹力,当重力与洛伦兹力相等时,圆环将做匀速直线运动,A正确。当洛伦兹力大于重力时,圆环受到摩擦力的作用,并且随着速度的减小而减小,圆环将做加速度减小的减速运动,最后做匀速直线运动,D正确。如果重力大于洛伦兹力,圆环也受摩擦力作用, 且摩擦力越来越大,圆环将做加速度增大的减速运动,故B、C错误。8解析:(1)带正电微粒在电场和磁场复合场中沿直线运动,qEqvB1,解得vE/B13103 m/s。(2)画出微粒的运动轨迹如图,粒子做圆周运动的半径为R m。由qvB2mv2/R,解得B23/4 T。(3)由图可知,磁场B2的最小区域应该分布在图示的矩形PACD内,由几何关系易得PD2Rsin 6020 cm0.2 m,PAR(1cos 60)/30 m。所以,所求磁场的最小面积为SPDPA m2。答案:(1)3103 m/s(2) T(3) m2
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