2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí) 極限突破 帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng).doc

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2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí) 極限突破 帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng) 1．空間存在一個(gè)勻強(qiáng)磁場B，其方向垂直紙面向里，還有一點(diǎn)電荷Q的電場，如圖所示，一帶電粒子－q以初速度v0從圖示位置垂直于電場、磁場入射，初位置到點(diǎn)電荷＋Q的距離為r，則粒子在電、磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡不可能為 (　　) A．以點(diǎn)電荷＋Q為圓心，以r為半徑，在紙平面內(nèi)的圓周 B．初階段在紙面內(nèi)向右偏的曲線 C．初階段在紙面內(nèi)向左偏的曲線 D．沿初速度v0方向的直線 2如圖所示，質(zhì)量為m、帶電量為+q的帶電粒子，以初速度υ0垂直進(jìn)入相互正交場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B勻強(qiáng)磁場中，從P點(diǎn)離開該區(qū)域，此時(shí)側(cè)向位移為y，粒子重力不計(jì)，則（ ） A．粒子在P點(diǎn)所受的電場力一定比磁場力大　　 B．粒子在P點(diǎn)的加速度為（qE－qυ0B）/m C．粒子在P點(diǎn)的為動(dòng)能為 D．粒子在P點(diǎn)的動(dòng)能為 答案：C 解析：由左手定則，帶電量為+q的帶電粒子所受洛倫茲力向上，從P點(diǎn)離開該 3.水平放置的平行金屬板M N之間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場和垂直于紙面的交變磁場（如圖a所示，垂直紙面向里為正），磁感應(yīng)強(qiáng)度=50T，已知兩板間距離d=0.3m，電場強(qiáng)度E=50V/m，M板中心上有一小孔P，在P正上方h=5cm處的O點(diǎn)，一帶電油滴自由下落，穿過小孔后進(jìn)入兩板間，若油滴在t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間，最后恰好從N板邊緣水平飛出。已知油滴的質(zhì)量 m=10kg，電荷量q=+210C（不計(jì)空氣阻力。重力加速度取g=10m/s2，取π=3）求： （1）油滴在P點(diǎn)的速度； （2）N板的長度； （3）交變磁場的變化周期。 解析：（10分）（1）由機(jī)械能守恒定律，得 ① 解得，1m/s ② （2）進(jìn)入場區(qū)時(shí)，因?yàn)椋?10-3N， =10-3N，方向向上。 所以，重力與電場力平衡，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 所以， ③ 1分 4.如圖，水平地面上方有一底部帶有小孔的絕緣彈性豎直檔板，板高h(yuǎn)=9m，與板等高處有一水平放置的籃筐，筐口的中心離擋板s=3m．板的左側(cè)以及板上端與筐口的連線上方存在勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T；質(zhì)量、電量、直徑略小于小孔寬度的帶電小球（視為質(zhì)點(diǎn)），以某一速度水平射入場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若與檔板相碰就以原速率彈回，且碰撞時(shí)間不計(jì)，碰撞時(shí)電量不變，小球最后都能從筐口的中心處落入筐中，，求： （1）電場強(qiáng)度的大小與方向； （2）小球運(yùn)動(dòng)的最大速率； （3）小球運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間。 （3）因?yàn)樗俣确较蚺c半徑方向垂直，圓心必在檔板的豎直線上 （3）要求最小速度，需求最小半徑，由幾何關(guān)系得： 或 ┄3分 整理得： 此方程R有解，則有： 得 所以： 或（n為奇數(shù)） 6．如圖甲所示，豎直擋板MN的左側(cè)空間有方向豎直向上的勻強(qiáng)電場和垂直紙面的水平勻強(qiáng)磁場，電場和磁場的范圍足夠大，電場強(qiáng)度的大小，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象如圖乙所示，選定磁場垂直紙面向里為正方向，在時(shí)刻，一質(zhì)量，帶電荷量的微粒在O點(diǎn)具有豎直向下的速度是擋板MN上一點(diǎn)，直線與擋板MN垂直，取。求： ⑴微粒下一次經(jīng)過直線時(shí)到O點(diǎn)的距離。 ⑵微粒在運(yùn)動(dòng)過程中離開直線的最大距離。 ⑶水平移動(dòng)擋板，使微粒能垂直射到擋板上，擋板與O點(diǎn)間距離應(yīng)滿足的條件。 距O點(diǎn)的距離為：2R=1.2 （m） （2分） 7．一個(gè)質(zhì)量為m帶電量為+q的小球以水平初速度v0自離地面h高度處做平拋運(yùn)動(dòng)。不計(jì)空氣阻力。重力加速度為g。試回答下列問題： （1）小球自拋出到第一次落地至點(diǎn)P的過程中發(fā)生的水平位移x大小是多少？ （2）若在空間加一個(gè)豎直方向的勻強(qiáng)電場，發(fā)現(xiàn)小球水平拋出后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則勻強(qiáng)電場強(qiáng)度E是多大？ （3）若在空間再加一個(gè)垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，發(fā)現(xiàn)小球第一次落地點(diǎn)仍然是P。已知0P間的距離大于h。試問磁感應(yīng)強(qiáng)度B是多大？ 8．如圖所示，坐標(biāo)系xOy在豎直平面內(nèi)，空間有沿水平方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,在x>0的空間里有沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)的大小為E，一個(gè)帶正電的小球經(jīng)過圖中的x軸上的A點(diǎn)，沿著與水平方向成= 300角的斜向下直線做勻速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過y軸上的B點(diǎn)進(jìn)入x<0的區(qū)域，要使小球進(jìn)入x<0區(qū)域后能在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，需在x<0區(qū)域另加一勻強(qiáng)電場，若帶電小球做圓周運(yùn)動(dòng)通過x軸上的C點(diǎn)，且，設(shè)重力加速度為g，求： (1)小球運(yùn)動(dòng)速率的大??； (2)在x<0的區(qū)域所加電場大小和方向； (3)小球從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)所用時(shí)間及的長度． 9、如圖所示，在光滑的水平桌面內(nèi)有一直角坐標(biāo)系xOy，在y軸正半軸與邊界直線MN間有一垂直于紙面向外磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，直線MN平行于y軸，N點(diǎn)在x軸上，在磁場中放置一固定在短絕緣板，其上表面所在的直線過原點(diǎn)O，且與x軸正方向成α=30角，在y軸上的S點(diǎn)左側(cè)正前方處，有一左端固定的絕緣輕質(zhì)彈簧，彈簧的右端與一個(gè)質(zhì)量為m，帶電量為q的帶電小球接觸（但不栓接），彈簧處于壓縮鎖定狀態(tài)，在某時(shí)刻解除鎖定，帶電小球?qū)⒋怪庇趛軸從S點(diǎn)射入磁場，垂直打在絕緣板上，并以原速率反向彈回，然后經(jīng)過直線MN上的P點(diǎn)并垂直于MN向右離開磁場，在x軸上有一點(diǎn)Q，已知NP=4L，NQ=3L，則： （1）小球帶何種電荷？小球從S進(jìn)入磁場后經(jīng)多長時(shí)間打在絕緣板上？ （2）彈簧解除鎖定前的彈性勢能是多少？ （3）如果在直線MN的右側(cè)加一方向與桌面平行的勻強(qiáng)電場，小球在電場力的作用下最后在Q點(diǎn)垂直擊中x軸，那么，該勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度是多少？方向如何？ …………………(1分 ) 小球進(jìn)入磁場與離開磁場的速度方向都是與X軸平行向右，在磁場中軌跡如圖示， …………(1分 ) 方向?yàn)? …………(1分 ) 10．在豎直平面內(nèi)建立一平面直角坐標(biāo)系xoy，x軸沿水平方向，如圖甲所示.第二象限內(nèi)有一水平向右的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)為E1.坐標(biāo)系的第一、四象限內(nèi)有一正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)交變磁場，電場方向豎直向上，場強(qiáng)E2=E1/2，勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面.一個(gè)比荷q/m=102 C/kg的帶正電的粒子（可視為質(zhì)點(diǎn)）以v0=4 m/s的速度從-x軸上的A點(diǎn)垂直于x軸進(jìn)入第二象限，并以v1=8 m/s速度從+y軸上的C點(diǎn)沿水平方向進(jìn)入第一象限.從粒子通過C點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B按圖乙所示規(guī)律變化（以垂直紙面向外的磁場方向?yàn)檎较颍琯=10 m/s2. 試求： （1）帶電粒子運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的縱坐標(biāo)值h及電場強(qiáng)度E1的大??； （2）+x軸上有一點(diǎn)D，OD=OC，若帶電粒子在通過C點(diǎn)后不再越過y軸，且要使其恰能沿x軸正方向通過D點(diǎn)，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小及其磁場的變化周期T0. 設(shè)粒子運(yùn)動(dòng)圓軌道半徑為R，周期為T，則