高考導(dǎo)練2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 磁場 第3講 帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動自主測評 新人教版必修3-1(通用)

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1、第3講 帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動 自主測評 一、基礎(chǔ)知識題組 圖8-3-7 1.[帶電粒子在復(fù)合場中的直線運(yùn)動] (2020年北京朝陽區(qū)期末)如圖8-3-7所示,在兩個水平放置的平行金屬板之間,存在相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場.一束帶電粒子(不計(jì)重力)沿著直線通過兩板間而不發(fā)生偏轉(zhuǎn),則這些粒子一定具有相同的(  ) A.質(zhì)量m B.初速度 C.電荷量q D.比荷 解析:一束帶電粒子(不計(jì)重力)沿著直線穿過兩板間的空間而不發(fā)生偏轉(zhuǎn),可知粒子所受電場力和洛倫茲力平衡,有qvB=qE,所以v=,B與E是確定的,可知粒子的速度相同,故B正確. 答案:B 圖8-3-

2、8 2.[帶電粒子在復(fù)合場中的勻速圓周運(yùn)動] (多選)如圖8-3-8所示,一帶電小球在一正交電場、磁場區(qū)域里做勻速圓周運(yùn)動,電場方向豎直向下,磁場方向垂直紙面向里,則下列說法正確的是(  ) A.小球一定帶正電 B.小球一定帶負(fù)電 C.小球的繞行方向?yàn)轫槙r針 D.改變小球的速度大小,小球?qū)⒉蛔鰣A周運(yùn)動 解析:小球做勻速圓周運(yùn)動,重力必與電場力平衡,則電場力方向豎直向上,結(jié)合電場方向可知小球一定帶負(fù)電,A錯誤,B正確;洛倫茲力充當(dāng)向心力,由曲線運(yùn)動軌跡的彎曲方向結(jié)合左手定則可得繞行方向?yàn)轫槙r針方向,C正確,D錯誤. 答案:BC 二、規(guī)律方法題組 圖8-3-9 3.[帶電

3、粒子在復(fù)合場中有約束情況下的運(yùn)動] (多選)如圖8-3-9所示,在水平勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中,有一豎直足夠長固定絕緣桿MN,小球P套在桿上,已知P的質(zhì)量為m,電荷量為+q,電場強(qiáng)度為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,P與桿間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g.小球由靜止開始下滑直到穩(wěn)定的過程中(  ) A.小球的加速度一直減小 B.小球的機(jī)械能和電勢能的總和保持不變 C.下滑加速度為最大加速度一半時的速度可能是v= D.下滑加速度為最大加速度一半時的速度可能是v= 解析: 圖8-3-10 對小球受力分析如圖8-3-10所示,則mg-μ(Eq-qvB)=ma,隨著v的增加,小球加

4、速度先增加,當(dāng)Eq=qvB時加速度達(dá)到最大值amax=g,繼續(xù)運(yùn)動,mg-μ(qvB-Eq)=ma,隨著v的增加,a逐漸減小,所以A錯誤.因?yàn)橛心Σ亮ψ龉?,機(jī)械能與電勢能總和在減小,B錯誤.若在前半段達(dá)到最大加速度的一半,則mg-μ(Eq-qvB)=m,得v=,若在后半段達(dá)到最大加速度的一半,則mg-μ(qvB-Eq)=m,得v=,故C、D正確. 答案:CD 4.[回旋加速器] (2020年江蘇金沙中學(xué)模擬)(多選)勞倫斯和利文斯設(shè)計(jì)出回旋加速器,工作原理示意圖如圖8-3-11所示.置于真空中的D形金屬盒半徑為R,兩盒間的狹縫很小,帶電粒子穿過的時間可忽略.磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與盒面垂

5、直,高頻交流電頻率為f,加速電壓為U.若A處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)子質(zhì)量為m、電荷量為+q,在加速器中被加速,且加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力的影響.則下列說法正確的是(  ) 圖8-3-11 A.質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過2πRf B.質(zhì)子離開回旋加速器時加速粒子的最大動能與加速電壓U成正比 C.質(zhì)子第2次和第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為∶1 D.不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交流電頻率f,該回旋加速器加速粒子的最大動能不變 解析:質(zhì)子出回旋加速器時速度最大,此時的半徑為R,則v==2πRf,所以最大速度不超過2πfR,故A正確.根據(jù)qvB=m,知v=,則最大動能Ekm=mv2=,與加速電壓無關(guān),故B錯誤.質(zhì)子在加速電場中做勻加速運(yùn)動,在磁場中做勻速圓周運(yùn)動,根據(jù)v=知,質(zhì)子第二次和第一次經(jīng)過D形盒狹縫的速度之比為∶1,根據(jù)r=,則半徑之比為∶1,故C正確.最大動能Ekm=,不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交流電頻率f,但加速的粒子不同,獲得的最大動能也不同,故D錯誤. 答案:AC

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