【優(yōu)化方案】高三物理專題復習攻略 專題三第2講 帶電粒子在復合場中的運動知能優(yōu)化訓練 新人教版（安徽專用）

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1、優(yōu)化方案高三專題復習攻略（新課標）物理安徽專用專題三第2講帶電粒子在復合場中的運動知能優(yōu)化訓練 1(原創(chuàng)題)如圖327所示，一個帶正電荷的物塊P，由靜止開始從斜面上A點下滑，滑到水平面BC上的D點停下來已知物塊與斜面及水平面間的動摩擦因數(shù)相同，且不計物塊經(jīng)過B處時的機械能損失先在ABC所在空間加豎直向下的勻強電場，第二次讓物塊P從A點由靜止開始下滑，結(jié)果物塊在水平面上的D點停下來后又撤去電場，在ABC所在空間加水平向里的勻強磁場，再次讓物塊P從A點由靜止開始下滑，結(jié)果物塊沿斜面滑下并在水平面上的D點停下來則以下說法中正確的是()圖327AD點一定在D點左側(cè)BD點一定在D點右側(cè)CD點一定在D點左

2、側(cè)DD點一定在D點右側(cè)解析：選D.僅在重力場中時，物塊由A點至D點的過程中，由動能定理得mghmgs1cosmgs20，即hs1coss20，由題意知A點距水平面的高度h、物塊與斜面及水平面間的動摩擦因數(shù)、斜面傾角、斜面長度s1為定值，所以s2與重力的大小無關(guān)，而在ABC所在空間加豎直向下的勻強電場后，相當于把重力增大了，s2不變，D點一定與D點重合，故A、B項都錯；在ABC所在空間加水平向里的勻強磁場后，洛倫茲力垂直于接觸面向上，正壓力變小，摩擦力變小，重力做的功不變，所以D點一定在D點右側(cè)，C項錯誤、D項正確答案為D.2(原創(chuàng)題)如圖328所示，兩導體板水平放置，兩板間電勢差為U，帶電粒子

3、以某一初速度v0沿平行于兩板的方向從兩板正中間射入，穿過兩板后又垂直于磁場方向射入邊界線豎直的勻強磁場，則粒子射入磁場和射出磁場的M、N兩點間的距離d隨著U和v0的變化情況為()圖328Ad隨v0增大而增大，d與U無關(guān)Bd隨v0增大而增大，d隨U增大而增大Cd隨U增大而增大，d與v0無關(guān)Dd隨U增大而增大，d隨v0增大而減小解析：選A.設帶電粒子射出電場時速度的偏轉(zhuǎn)角為，如圖甲所示，有cos，又R，如圖乙所示，d2Rcos2cos，選項A正確3如圖329所示，一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子(不計重力)，以初速度v0從左端中央沿虛線射入正交的場強為E的勻強電場和磁感應強度為B的勻強磁場區(qū)域中

4、，若qv0BqE，當從右上端P點離開時速率為vP，側(cè)移量為s，則下列說法中正確的是()圖329A在該區(qū)域中粒子的加速度大小恒為B在該區(qū)域中粒子的加速度大小恒為C從P點離開時速率為vP D從P點離開時速率為vP 解析：選AD.由于粒子剛射入時qv0BqE，現(xiàn)將其初速度v0沿原方向分解為v1和v2，使qv1BqE，這樣粒子的運動就等效為速率為v1，水平向右的勻速直線運動和速率為v2v0的逆時針方向的勻速圓周運動的合成，其半徑R.那么在該區(qū)域中粒子的加速度大小為a，所以A正確，B錯誤由于電場力做負功，由動能定理易求vP，所以C錯誤，D正確答案為AD.4如圖3210，真空中存在豎直向上的勻強電場和水平

5、方向的勻強磁場，質(zhì)量為m、電荷量為q的物體以速率v在場內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運動，設t0時物體在軌道最低點且重力勢能和電勢能均為零，則下列判斷正確的是()圖3210A物體一定帶正電且逆時針運動B物體運動過程中，機械能守恒且恒為mv2C物體運動過程中，重力勢能隨時間變化關(guān)系為mgR(1cost)D物體運動過程中，電勢能隨時間變化關(guān)系為mgR(cost1)解析：選CD.物體做勻速圓周運動時，有Eqmg，則物體必定帶正電，由洛倫茲力提供向心力可知，物體順時針運動，A不正確；因有電場力做功，物體的機械能不守恒，B錯誤；重力勢能隨時間變化的關(guān)系式為mgR(1cos)，C正確；因重力做的負功與電場力做的正

6、功大小相等，故Ep電Ep重mgR(cos1)，故D正確5(2020年高考北京理綜卷)利用電場和磁場，可以將比荷不同的離子分開，這種方法在化學分析和原子核技術(shù)等領(lǐng)域有重要的應用如圖3211所示的矩形區(qū)域ACDG(AC邊足夠長)中存在垂直于紙面的勻強磁場，A處有一狹縫離子源產(chǎn)生的離子，經(jīng)靜電場加速后穿過狹縫沿垂直于GA邊且垂直于磁場的方向射入磁場，運動到GA邊，被相應的收集器收集，整個裝置內(nèi)部為真空圖3211已知被加速的兩種正離子的質(zhì)量分別是m1和m2(m1m2)，電荷量均為q，加速電場的電勢差為U，離子進入電場時的初速度可以忽略不計重力，也不考慮離子間的相互作用(1)求質(zhì)量為m1的離子進入磁場時

7、的速率v1.(2)當磁感應強度的大小為B時，求兩種離子在GA邊落點的間距s.(3)在前面的討論中忽略了狹縫寬度的影響，實際裝置中狹縫具有一定寬度，若狹縫過寬，可能使兩束離子在GA邊上的落點區(qū)域交疊，導致兩種離子無法完全分離設磁感應強度大小可調(diào)，GA邊長為定值L，狹縫寬度為d，狹縫右邊緣在A處離子可以從狹縫各處射入磁場，入射方向仍垂直于GA邊且垂直于磁場，為保證上述兩種離子能落在GA邊上并被完全分離，求狹縫的最大寬度解析：(1)加速電場對離子m1做的功WqU由動能定理得m1vqU所以v1.(2)由牛頓第二定律和洛倫茲力公式得qvB，R利用式得離子在磁場中的軌道半徑分別為R1，R2兩種離子在GA邊上落點的間距s2R12R2()(3)質(zhì)量為m1的離子在GA邊上的落點都在其入射點左側(cè)2R1處，由于狹縫的寬度為d.因此落點區(qū)域的寬度也是d.同理質(zhì)量為m2的離子在GA邊上的落點區(qū)域的寬度也是d.為保證兩種離子能完全分離，兩個區(qū)域應無交疊，條件為2(R1R2)d利用式，代入式得2R1dR1的最大值滿足2R1mLd得(Ld)d求得最大值dm L.答案：(1) (2) ()(3) L