2020年高考物理一輪專題： 第39講 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

《2020年高考物理一輪專題： 第39講 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020年高考物理一輪專題： 第39講 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（20頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2020年高考物理一輪專題： 第39講 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 姓名:________ 班級(jí):________ 成績(jī):________ 一、 單選題 (共9題；共19分) 1. （2分） (2017高二上中衛(wèi)期末) 帶電油滴以水平速度v0垂直進(jìn)入磁場(chǎng)，恰做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如圖所示，若油滴的質(zhì)量為m，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，則下述說(shuō)法正確的是（ ） A . 油滴必帶正電荷，電荷量為 B . 油滴必帶正電荷，比荷 = C . 油滴必帶負(fù)電荷，電荷量為 D . 油滴帶什么電荷都可以，只要滿足q= 2. （2分） (2017浙

2、江模擬) 如圖所示，設(shè)行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，金星自身的半徑是火星的n倍，質(zhì)量為火星的k倍，不考慮行星自轉(zhuǎn)的影響，則（ ） A . 金星表面的重力加速度是火星的 B . 金星的第一宇宙速度是火星的 C . 金星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的加速度比火星小 D . 金星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期比火星大 3. （2分） (2017高二上遼寧期末) 在如圖所示的正方形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一束電子以不同的速率從a點(diǎn)沿ab方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，最終又從磁場(chǎng)區(qū)域射出．則下列結(jié)論中正確的是（ ） A . 從c點(diǎn)射出的電子和從d點(diǎn)射出的電子，其速率之比為2：1 B . 從c點(diǎn)射出的電子和從

3、d點(diǎn)射出的電子，其速率之比為1：2 C . 若電子從bc邊射出，則電子射入磁場(chǎng)時(shí)的速率越大，其在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間就越長(zhǎng) D . 若電子從ad邊射出，則電子射入磁場(chǎng)時(shí)的速率越大，其在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間就越短 4. （2分） 霍爾效應(yīng)廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體材料的測(cè)試和研究中，例如應(yīng)用霍爾效應(yīng)測(cè)試半導(dǎo)體是電子型還是空穴型，研究半導(dǎo)體內(nèi)載流子濃度的變化等。在霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，如圖所示，ab寬為1cm，ad長(zhǎng)為4cm，ae厚為cm的導(dǎo)體，沿ad方向通有3A的電流，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直向里穿過(guò)abcd平面時(shí)，產(chǎn)生了V的霍爾電壓，（已知導(dǎo)體內(nèi)定向移動(dòng)的自由電荷是電子），則下列說(shuō)法正確的是（

4、 ） A . 在導(dǎo)體的前表面聚集自由電子，電子定向移動(dòng)的速率 B . 在導(dǎo)體的上表面聚集自由電子，電子定向移動(dòng)的速率 C . 在其它條件不變的情況下，增大ad的長(zhǎng)度，可增大霍爾電壓 D . 每立方米的自由電子數(shù)為個(gè) 5. （2分） (2017豐臺(tái)模擬) 如圖所示，兩平行金屬板P、Q水平放置，上極板帶正電，下極板帶負(fù)電；板間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫出）．一個(gè)帶電粒子在兩板間沿虛線所示路徑做勻速直線運(yùn)動(dòng)．粒子通過(guò)兩平行板后從O點(diǎn)垂直進(jìn)入另一個(gè)垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)半個(gè)周期后打在擋板MN上的A點(diǎn)．不計(jì)粒子重力．則下列說(shuō)法不正確的是（ ）

5、 A . 此粒子一定帶正電 B . P、Q間的磁場(chǎng)一定垂直紙面向里 C . 若另一個(gè)帶電粒子也能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則它一定與該粒子具有相同的荷質(zhì)比 D . 若另一個(gè)帶電粒子也能沿相同的軌跡運(yùn)動(dòng)，則它一定與該粒子具有相同的荷質(zhì)比 6. （3分） (2016高二上寶應(yīng)期中) 某空間存在著如圖所示的足夠大的沿水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．在磁場(chǎng)中A、B兩個(gè)物塊疊放在一起，置于光滑水平面上，物塊A帶正電，物塊B不帶電且表面絕緣．在t1=0時(shí)刻，水平恒力F作用在物塊B上，物塊A、B由靜止開始做加速度相同的運(yùn)動(dòng)．在A、B一起向左運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的是（ ） A . 圖乙可以反映A所受洛侖茲力

6、大小隨時(shí)間t變化的關(guān)系 B . 圖乙可以反映A對(duì)B的摩擦力大小隨時(shí)間t變化的關(guān)系 C . 圖乙可以反映A對(duì)B的壓力大小隨時(shí)間t變化的關(guān)系 D . 圖乙可以反映B對(duì)地面壓力大小隨時(shí)間t變化的關(guān)系 7. （2分） (2019高二下北京期中) 平行板電容器兩板之間距離為d，接在電壓為U的電源上?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m，帶電量為+q的粒子，以速度v沿水平方向射入兩板之間（粒子重力不計(jì)），如圖所示。若要使粒子能以速度v沿直線勻速穿過(guò)，則可以在兩板間加（ ） A . 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B= ，方向向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng) B . 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B= ，方向向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng) C . 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=

7、Udv，方向向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng) D . 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=Udv，方向向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 8. （2分） (2017高二上福建期末) 速度相同的一束粒子，由左端射入速度選擇器后，又進(jìn)入質(zhì)譜儀，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖 所示，則下列說(shuō)法中正確的是（ ） A . 該束帶電粒子帶負(fù)電 B . 能通過(guò)狹縫S0的帶電粒子的速率等于 C . 若保持 B2不變，粒子打在膠片上的位置越遠(yuǎn)離狹縫 S0 ， 粒子的比荷 越小 D . 若增大入射速度，粒子在磁場(chǎng)中軌跡半圓將變大 9. （2分） 如圖所示，線框abcd在豎直面內(nèi)可以繞固定的OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)．現(xiàn)通以abcda電流，要使它受到磁場(chǎng)力后，ab邊向紙外

8、轉(zhuǎn)動(dòng)，cd邊向紙里轉(zhuǎn)動(dòng)，則所加的磁場(chǎng)方向可能是（ ） A . 垂直紙面向外 B . 豎直向上 C . 豎直向下 D . 在OO′上方垂直紙面向里，在OO′下方垂直紙面向外 二、 多選題 (共4題；共12分) 10. （3分） (2019鎮(zhèn)平模擬) 如圖所示，豎直放置的兩平行金屬板，長(zhǎng)為L(zhǎng)，板間距離為d，接在電壓為U的直流電源上．在兩板間加一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為g的帶正電油滴，從距金屬板上端高為h處由靜止開始自由下落，并經(jīng)兩板上端連線的中點(diǎn)P進(jìn)入板間．油滴在P點(diǎn)所受的電場(chǎng)力與磁場(chǎng)力大小恰好相等，且最后恰好從金屬板的下邊緣離開電磁

9、場(chǎng)區(qū)域．空氣阻力不計(jì)，重力加速度為g，則下列說(shuō)法正確的是 （ ） A . 油滴剛進(jìn)入電磁場(chǎng)時(shí)的加速度為g B . 油滴開始下落時(shí)距金屬板上端的高度 C . 油滴從左側(cè)金屬板的下邊緣離開 D . 油滴離開電磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為 11. （3分） (2017高二上河北期末) 用如圖所示的方法可以測(cè)得金屬導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電子n，若一塊橫截面為矩形的金屬導(dǎo)體的寬為b，厚為d，當(dāng)通以圖示方向電流I，并加有與側(cè)面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B時(shí)，在導(dǎo)體上、下表面間用理想電壓表測(cè)得電壓為U．已知自由電子的電荷量為e，則下列判斷正確的是（ ） A . 上表面電勢(shì)低 B . 下表面

10、電勢(shì)低 C . n= D . n= 12. （3分） (2017高二上陸豐期末) 回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻電源的兩極相連接的兩個(gè)D形金屬盒，兩盒間的狹縫中有周期性變化的電場(chǎng)，使粒子在通過(guò)狹縫時(shí)都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，則下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（ ） A . 只增大狹縫間的加速電壓，可增大帶電粒子射出時(shí)的動(dòng)能 B . 只增大狹縫間的加速電壓，可增大帶電粒子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 C . 只增大磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，可增大帶電粒子射出時(shí)的動(dòng)能 D . 用同一回旋加速器可以同時(shí)加速質(zhì)子（ H）和氚核（ H）

11、 13. （3分） (2017高二上南昌期末) 圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，三個(gè)質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a、b、c，以不同的速率沿著AO方向?qū)?zhǔn)圓心O射入磁場(chǎng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示．若帶電粒子只受磁場(chǎng)力的作用，則下列說(shuō)法正確的是（ ） A . a粒子速率最大 B . c粒子速率最大 C . a粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng) D . 它們做圓周運(yùn)動(dòng)的周期Ta＜Tb＜Tc 三、 綜合題 (共7題；共85分) 14. （10分） (2019浙江模擬) 如圖1所示是某質(zhì)譜儀的模型簡(jiǎn)化圖，P點(diǎn)為質(zhì)子源，初速度不計(jì)的質(zhì)子經(jīng)電壓加速后從O點(diǎn)垂直磁場(chǎng)邊界射入，在邊界OS的上方有足夠

12、大的垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，B＝0.2T。a、b間放有一個(gè)寬度為L(zhǎng)ab＝0.1cm的粒子接收器S，oa長(zhǎng)度為2m。質(zhì)子的比荷 ，質(zhì)子經(jīng)電場(chǎng)、磁場(chǎng)后正好打在接收器上。 （1） 磁場(chǎng)的方向是垂直紙面向里還是向外？ （2） 質(zhì)子進(jìn)入磁場(chǎng)的角度范圍如圖2所示，向左向右最大偏角 ，所有的質(zhì)子要打在接收板上，求加速電壓的范圍（結(jié)果保留三位有效數(shù)字，取cos80＝0.99, ）。 （3） 將質(zhì)子源P換成氣態(tài)的碳I2與碳14原子單體，氣體在P點(diǎn)電離后均帯一個(gè)單位正電（初速度不計(jì)），碳12的比荷 C／kg，碳14的比荷 保持磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，從O點(diǎn)入射的角度范圍 不變，加速電壓可以在足夠

13、大的范圍內(nèi)改變。要使在任一電壓下接收器上最多只能接收到一種粒子，求oa的最小值（結(jié)果保留三位有效數(shù)字，取 ) （4） 第（3）問(wèn)中的電離體經(jīng)電壓加速后，單位時(shí)間內(nèi)從O點(diǎn)進(jìn)入的粒子數(shù)保持不變，其中碳12占80％、碳14占20％。通過(guò)控制加速電壓，使碳14在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑與時(shí)間的關(guān)系R14＝0.9＋0.1t(cm）。請(qǐng)?jiān)趫D3中描繪出接收器上的亮度隨時(shí)間的變化的圖像（每毫秒內(nèi)接收到的粒子越多越亮，1表示在這一過(guò)程中最亮?xí)r的亮度）。 15. （10分） (2017高二上黑龍江期末) 如圖所示，在y＞0的空間中存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)沿y軸負(fù)方向；在y＜0的空間中，存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直

14、xy平面（紙面）向外．一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的運(yùn)動(dòng)粒子，經(jīng)過(guò)y軸上y=h處的點(diǎn)P1時(shí)速率為v0 ， 方向沿x軸正方向；然后，經(jīng)過(guò)x軸上x=2h處的 P2點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，并經(jīng)過(guò)y軸上y=﹣2h處的P3點(diǎn)．不計(jì)重力． 求： （1） 電場(chǎng)強(qiáng)度的大小． （2） 粒子到達(dá)P2時(shí)速度的大小和方向． （3） 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。? （4） 粒子從P1點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P3點(diǎn)所用時(shí)間． 16. （10分） (2019端州模擬) 如圖，豎直面內(nèi)坐標(biāo)系xOy第一、三象限角平分線A1A2右側(cè)區(qū)域有一場(chǎng)區(qū)（內(nèi)存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)）．平行板M、N如圖放置，M板帶正電．帶負(fù)電的N板在x軸負(fù)半軸上．

15、N板上有一小孔P，離原點(diǎn)O的距離為L(zhǎng)．A1A2上的Q點(diǎn)處于P孔正下方．質(zhì)量為m、電量為+q的小球從OA2上的某點(diǎn)以一水平速度v向右進(jìn)入場(chǎng)區(qū)，恰好能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．第一次出場(chǎng)后，小球能進(jìn)入M、N板間且恰好能到達(dá)M板但不接觸．已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外．M、N板間距為L(zhǎng)、電壓為 ，重力加速度為g．求： （1） A1A2右側(cè)區(qū)域內(nèi)的勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小與方向； （2） 求射入場(chǎng)區(qū)的水平速度v的大小； （3） 小球從OA2上的某點(diǎn)出發(fā)后，到第四次（不包括出發(fā)那次）經(jīng)過(guò)邊界A1A2的運(yùn)動(dòng)時(shí)間． 17. （10分） (2019重慶模擬) 如圖所示，平面直角坐標(biāo)系的第二象限

16、內(nèi)存在與水平方向成45 、大小為E1的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的小球從 點(diǎn)靜止釋放，穿過(guò)y軸后，在y軸和豎直線PQ之間的第一象限內(nèi)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1 ， 整個(gè)第一象限內(nèi)都有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2 ， 且 ，小球在里面恰好能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)在y軸與PQ之間的第四象限內(nèi)有一豎直向上，大小為 的勻強(qiáng)電場(chǎng)；而在一、四象限PQ的右側(cè)是一大小為 ，方向垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。已知PQ與x軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為 。求： （1） 小球第一次進(jìn)入第一象限時(shí)的速度大?。? （2） 小球第二次通過(guò)PQ的坐標(biāo)； （3） 從開始釋放到第二次通過(guò)PQ一共經(jīng)歷的時(shí)間。 18. （1

17、5分） (2017高二上肇慶期末) 如圖所示，由S點(diǎn)發(fā)出的電量為q、質(zhì)量為m的靜止帶電粒子，被加速電壓為U，極板間距離為d的勻強(qiáng)電場(chǎng)加速后，從正中央垂直射入電壓為U的勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，偏轉(zhuǎn)極板長(zhǎng)度和極板距離均為L(zhǎng)，帶電粒子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后即進(jìn)入一個(gè)垂直紙面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．若不計(jì)重力影響，欲使帶電粒子通過(guò)某路徑返回S點(diǎn)，求： （1） 簡(jiǎn)要畫出粒子經(jīng)磁場(chǎng)返回S點(diǎn)的路徑（粒子第二次進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)電場(chǎng)方向反向）． （2） 粒子第一次進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大??？ （3） 勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度D至少為多少？ 19. （15分） (2017高二上遂寧期末) 如圖所示，在xoy坐標(biāo)平面的第一象限

18、內(nèi)有一沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在第四象限內(nèi)有一垂直于平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．現(xiàn)有一粒子源處在坐標(biāo)為（0，L）M點(diǎn)能以垂直與電場(chǎng)方向不斷發(fā)射質(zhì)量為m、電量為+q、速度為v0的粒子（重力不計(jì)），粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后最后又從x軸上坐標(biāo)為（3L，0）處的P點(diǎn)射入電場(chǎng)，其入射方向與x軸成45角．求： （1） 粒子到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的速度v； （2） 勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B； （3） 粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)所用的時(shí)間t． 20. （15分） (2018高二下伊寧期末) 如圖所示，在半徑為 的圓形區(qū)域內(nèi)有水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B，圓形區(qū)域右側(cè)有一豎直感光板，從圓弧頂點(diǎn)P以

19、速率 的帶正電粒子平行于紙面進(jìn)入磁場(chǎng)，已知粒子的質(zhì)量為m，電量為q，粒子重力不計(jì)。 （1） 若粒子對(duì)準(zhǔn)圓心射入，求它在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間； （2） 若粒子對(duì)準(zhǔn)圓心射入，且速率為 ，求它打到感光板上時(shí)速度的垂直分量； 第 20 頁(yè) 共 20 頁(yè) 參考答案 一、 單選題 (共9題；共19分) 1-1、 2-1、 3-1、 4-1、 5-1、 6-1、 7-1、 8-1、 9-1、 二、 多選題 (共4題；共12分) 10-1、 11-1、 12-1、 13-1、 三、 綜合題 (共7題；共85分) 14-1、 14-2、 14-3、 14-4、 15-1、 15-2、 15-3、 15-4、 16-1、 16-2、 16-3、 17-1、 17-2、 17-3、 18-1、 18-2、 18-3、 19-1、 19-2、 19-3、 20-1、 20-2、