2019高考物理二轮阶段性效果检测17含答案

一、选择题(本大题共7小题,每小题8分,共56分。多选题已在题号后标出,选不全得4分)

1、带正电甲、乙、丙三个粒子(不计重力)分别以速度v

甲

、v乙、v丙垂直射入电场和磁场相互垂直复合场中,其

轨迹如图所示,则下列说法正确是( ) A、v甲>v乙>v丙 B、v甲

2、如图所示,一个带正电滑环套在水平且足够长粗糙绝缘杆上,整个装置处于方向如图所示匀强磁场中,现给滑环一个水平向右瞬时作用力,使其开始运动,则滑环在杆上运动情况不可能是( ) A、始终做匀速运动

B、始终做减速运动,最后静止于杆上 C、先做加速运动,最后做匀速运动 D、先做减速运动,最后做匀速运动

3、(多选)(2013·南开区模拟)如图所示,有一混合正离子束先后通过正交电磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ,如果这束正离子束在区域Ⅰ中不偏转,进入区域Ⅱ后偏转半径R相同,则它们具有相同( ) A、电荷量 B、质量

C、速度 D、比荷

4、(2013·济南模拟)如图所示,在互相垂直匀强电场和匀强磁场中,电荷量为q液滴在竖直面内做半径为R匀速圆周运动。已知电场强度为E,磁感应强度为B,则液滴质量和环绕速度分别为( )

qEEB2qREA.， B.， gBEBC.BqRqEBgR，qgR D.，ggE

5、(多选)(2013·南京模拟)利用霍尔效应制作霍尔元件,广泛应用于测量和自动控制等领域。如图是霍尔元件工作原理示意图,磁感应强度B垂直于霍尔元件工作面向下,通入图示方向电流I,C、D两侧面会形成电势差UCD,下列说法中正确是( ) A、电势差UCD仅与材料有关

B、若霍尔元件载流子是自由电子,则电势差UCD<0 C、仅增大磁感应强度时,电势差UCD变大

D、在测量地球赤道上方地磁场强弱时,元件工作面应保持水平 6、如图所示,质量为m,电荷量为e质子以某一初速度从坐标原点O沿x轴正方向进入场区,若场区仅存在平行于y轴向上匀强电场时,质子通过P(d,d)点时动能为5Ek；若场区仅存在垂直于xOy平面匀强磁场时,质子也能通过P点。不计质

子重力。设上述匀强电场电场强度大小为E,匀强磁场磁感应强度大小为B,则下列说法中正确是( )

3Ek5E B.E?keded mEk2mEkC.B? D.B?ededA.E?7、(2013·广州模拟)欧洲强子对撞机在2010年初重新启动,并取得了将质子加速到1、18万亿电子伏特阶段成果,为实现质子对撞打下了坚实基础。质子经过直线加速器加速后进入半径一定环形加速器,在环形加速器中,质子每次经过位置A时都会被加速(如图甲所示),当质子速度达到要求后,再将它们分成两束引导到对撞轨道中,在对撞轨道中两束质子沿相反方向做匀速圆周运动,并最终实现对撞(如图乙所示)。质子是在磁场作用下才得以做圆周运动。下列说法中正确是( )

A、质子在环形加速器中运动时,轨道所处位置磁场会逐渐减小 B、质子在环形加速器中运动时,轨道所处位置磁场始终保持不变 C、质子在对撞轨道中运动时,轨道所处位置磁场会逐渐减小 D、质子在对撞轨道中运动时,轨道所处磁场始终保持不变

二、计算题(本大题共3小题,共44分。要有必要文字说明和解题步骤,

有数值计算要注明单位)

8、(2013·湛江模拟)(12分)质量为m、电荷量为q带负电粒子由静止开始释放,经M、N板间电场加速后,从A点垂直于磁场边界射入宽度为d匀强磁场中,该粒子离开磁场时位置P偏离入射方向距离为L,如图所示。已知M、N两板间电压为U,粒子重力不计。求:匀强磁场磁感应强度B。

9、(14分)如图所示,一质量为m,电荷量为q带正电小球以水平初速度v0从离地高为h地方做平抛运动,落地点为N,设不计空气阻力,求:

(1)若在空间加一个竖直方向匀强电场,使小球沿水平方向做匀速直线运动,则场强E为多大？

(2)若在空间再加上一个垂直纸面向外匀强磁场,小球落地点仍为N,则磁感应强度B为多大？

10、（能力挑战题）（18分）如图所示装置中,区域Ⅰ和Ⅲ中分别有竖直向上和水平向右匀强电场,电场强度分别为E和；Ⅱ区域内有垂直纸面向外水平匀强磁场,磁感应强度为B。一质量为m、带电量为q、带负电粒子（不计重力）从左边界O点正上方M点以速度v0水平射入电场,经水平分界线OP上A点与OP成60°角射入Ⅱ区域磁场,并垂直竖直边

E2

界CD进入Ⅲ区域匀强电场中。求:

（1）粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动轨道半径； （2）O、M间距离；

（3）粒子从M点出发到第二次通过CD边界所经历时间。

答案解析

1、【解析】:选A。由左手定则可判断正电荷所受洛伦兹力向上,而所受电场力向下,由运动轨迹可判断qv甲B>qE即v甲>,同理可得v乙=,v

丙<

EBEBE,所以 v甲>v乙>v丙,故A正确、B错；电场力对甲做负功,B甲速度一定减小,对丙做正功,丙速度一定变大,故C、D错误。 2、【解析】:选C。给滑环一个瞬时作用力,滑环获得一定速度v,当qvB=mg时,滑环将以v做匀速直线运动,故A正确。当qvBmg时,滑环先做减速运动,当减速到qvB=mg后,以速度v=

mg做匀速直线运动,故DqB

对。由于摩擦阻力作用,滑环不可能做加速运动,故C错,应选C。 3、【解析】:选C、D。正交电磁场区域Ⅰ实际上是一个速度选择器,这束正离子在区域Ⅰ中均不偏转,说明它们具有相同速度,故C正确。在区域Ⅱ中半径相同,R=

mv,所以它们应具有相同比荷。C、D正确。 qB4、【解析】:选D。液滴做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,重力和电

mv2qEBgR，qE?mg，解得m?，v?，场力等大、反向,根据qvB?故选项DRgE正确。

【变式备选】:（多选）如图所示,某空间存在正交匀强磁场和匀强电场,电场方向水平向右,磁场方向垂直纸面向里,一带电粒子由a点进入电磁场并刚好能沿ab直线向上运动。下列说法正确是( ) A、粒子一定带负电 B、粒子动能一定减少 C、粒子电势能一定增加 D、粒子机械能一定增加

【解析】:选A、D。对该种粒子进行受力分析得:受到竖直向下重力、水平方向电场力、垂直于速度方向洛伦兹力,其中重力和电场力是恒力。粒子沿直线运动,则可以判断出其受到洛伦兹力也是恒定,即该粒子是做匀速直线运动,B错误；如果该粒子带正电,则受到向右电场力和向左下方洛伦兹力,所以不会沿直线运动,故该种粒子一定带负电,A正确；该种粒子带负电,向左上方运动,电场力做正功,电势能一定是减少,C错

误；因为重力势能增加,动能不变,所以该粒子机械能增加,D正确。 5、【解析】:选B、C。电势差UCD恒定时,qvB=q·

UCD,故UCD＝vBd,即dUCD与载流子运动速度v、磁感应强度B和C、D间距离d有关,A错,C对。根据左手定则,自由电子向C侧面偏转,使C侧面带负电,即C侧面电势低,UCD<0,B对。霍尔元件工作时应使磁感应强度垂直其工作面,故用霍尔元件测赤道上方磁感应强度时,应将元件工作面保持竖直,且垂直南北方向,D错。

6、【解析】:选D。质子在电场中,d=v0t,d=

vy2t,m(v02?vy2)2

122mEkmv024EkeE,B?，=5Ek,vy=at,a=,解得E=,A、B错误。再根据ev0B=dedmed故C错误、D正确。

7、【解析】:选D。质子在环形加速器中运动时,质子速度越来越大,但半径保持不变。根据R=

mv可知,当速度逐渐增大时,B也逐渐增大才能保Bq持R不变,故A、B都不对；质子在对撞轨道中运动时,半径和速率均不变,故轨道所处位置磁场始终保持不变,C不对,D正确。

8、【解析】:作粒子经电场和磁场中轨迹图,如图所示。设粒子在M、N两板间经电场加速后获得速度为v,由动能定理得:qU=mv2 ①(3分)

12

粒子进入磁场后做匀速圆周运动,设其半径为r,则:

v2qvB=m ②(3分)

r由几何关系得:r2=(r-L)2+d2 ③(3分) 联立①②③式得:磁感应强度B=答案:2LL2?d22mU q2LL2?d22mU (3分) q9、【解析】:(1)由于小球受电场力和重力且做匀速直线运动,故qE=mg 所以:E=

mg (4分) q(2)再加上匀强磁场后,由于重力与电场力平衡,故小球在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动, R=

mv0 (2分) qB由几何关系得:

R2-x2=(R-h)2 (3分) 其中x=v0t=v02h (2分) g由以上几式解得:

B=

2mgv0 (3分) 。2q?2v0?gh?答案:(1)

mg2mgv0 (2) 2qq?2v0?gh?10、【解析】:（1）粒子在匀强电场中做类平抛运动,设粒子过A点时速度为v,由类平抛规律知v?v0（2分） cos60?

粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得

v2Bqv?m（2分）

R所以R?2mv0（2分） qB（2）设粒子在Ⅰ区域电场中运动时间为t1,加速度为a。 则有qE=ma（1分） v0tan60°=at1（1分） 即t1?3mv0（1分） qEO、M两点间距离为

123mv02L?at1?（2分） 22qE（3）设粒子在Ⅱ区域磁场中运动时间为t2

则由几何关系知t2?T1?m（2分） ?63qB设粒子在Ⅲ区域电场中运动时间为t3,加速度为a′。

EqE（1分） a??2?m2mq则t3?22v8mv0v（2分） ?20?a?a?qE粒子从M点出发到第二次通过CD边界所用时间为

t?t1?t2?t3?3mv0?m8mv0(8?3)mv0?m（2分） ????qE3qBqEqE3qB2mv0答案:(1)

qB

3mv02(2)

2qE(3)(8?3)mv0?m ?qE3qB【总结提升】:带电粒子在组合场中运动问题解题技巧

带电粒子在组合场中运动,实际上仍是一个力学问题,分析基本思路是: (1)弄清复合场组成。

(2)正确分析带电粒子受力情况及运动特征。

(3)画出粒子运动轨迹,灵活选择对应运动规律列式求解。例如,带电粒子在电场中加速,一般选择动能定理;类平抛运动一般要进行运动分解;圆周运动一般分析向心力等。

(4)对于临界问题,注意挖掘隐含条件,关注特殊词语如“恰好”“刚好”“至少”,寻找解题突破口。

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