2019-2020年高考物理二輪復習 專題整合突破三 電場和磁場 第9講 帶電粒子在組合場、復合場中的運動素能特訓.doc
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2019-2020年高考物理二輪復習 專題整合突破三 電場和磁場 第9講 帶電粒子在組合場、復合場中的運動素能特訓 一、選擇題(本題共8小題,每小題8分,共64分,其中1~5為單選題,6~8為多選題) 1.[xx沈陽質(zhì)監(jiān)]質(zhì)譜儀是測量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具。如圖所示為質(zhì)譜儀的原理示意圖,現(xiàn)利用質(zhì)譜儀對氫元素進行測量。讓氫元素三種同位素的離子流從容器A下方的小孔S無初速度飄入電勢差為U的加速電場。加速后垂直進入磁感應強度為B的勻強磁場中。氫的三種同位素最后打在照相底片D上,形成a、b、c三條“質(zhì)譜線”。則下列判斷正確的是( ) A.進入磁場時速度從大到小排列的順序是氕、氘、氚 B.進入磁場時動能從大到小排列的順序是氕、氘、氚 C.在磁場中運動時間由大到小排列的順序是氕、氘、氚 D.a(chǎn)、b、c三條“質(zhì)譜線”依次排列的順序是氕、氘、氚 答案 A 解析 氫元素的三種同位素離子均帶正電,電荷量大小均為e,經(jīng)過加速電場,由動能定理有:eU=Ek=mv2,故進入磁場中的動能相同,B項錯;且質(zhì)量越大的離子速度越小,故A項正確;三種離子進入磁場后,洛倫茲力充當向心力,evB=m,解得:R==,可見,質(zhì)量越大的圓周運動半徑越大,D項錯;在磁場中運動時間均為半個周期,t==,可見離子質(zhì)量越大運動時間越長,C項錯。 2.[xx冀州月考]如圖是磁流體發(fā)電機的示意圖,在間距為d的平行金屬板A、C間,存在磁感應強度為B、方向垂直紙面向外的勻強磁場,兩金屬板通過導線與變阻器R相連,等離子體以速度v平行于兩金屬板垂直射入磁場。若要減小該發(fā)電機的電動勢,可采取的方法是( ) A.增大d B.增大B C.增大R D.減小v 答案 D 解析 發(fā)電機的電動勢E=Bdv,要想減小電動勢,則可以通過減小B、d或v實現(xiàn)。故D正確,A、B、C錯誤。 3.[xx浙江模擬]電磁泵在目前的生產(chǎn)、科技中得到了廣泛應用。如圖所示,泵體是一個長方體,ab邊長為L1,兩側(cè)端面是邊長為L2的正方形;流經(jīng)泵體內(nèi)的液體密度為ρ、在泵頭通入導電劑后液體的電導率為σ(電阻率的倒數(shù)),泵體所在處有方向垂直向外的磁場B,把泵體的上下兩表面接在電壓為U(內(nèi)阻不計)的電源上,則( ) A.泵體上表面應接電源負極 B.通過泵體的電流I=UL1/σ C.增大磁感應強度可獲得更大的抽液高度 D.增大液體的電阻率可獲得更大的抽液高度 答案 C 解析 當泵體上表面接電源的正極時,電流從上向下流過泵體,這時受到的磁場力水平向右拉動液體,故A錯誤; 根據(jù)電阻定律,泵體內(nèi)液體的電阻:R=ρ==;因此流過泵體的電流I==UL1σ,故B錯誤;增大磁感應強度B,受到的磁場力變大,因此可獲得更大的抽液高度,故C正確;若增大液體的電阻率,可以使電流減小,受到的磁場力減小,使抽液高度減小,故D錯誤。 4.[xx綿陽二診]如圖所示,一個不計重力的帶電粒子以v0沿各圖的虛線射入場中。A中I是兩條垂直紙平面的長直導線中等大反向的電流,虛線是兩條導線連線的中垂線;B中+Q是兩個位置固定的等量同種點電荷的電荷量,虛線是兩位置連線的中垂線;C中I是圓環(huán)線圈中的電流,虛線過圓心且垂直圓環(huán)平面;D中是正交的勻強電場和勻強磁場,虛線垂直于電場和磁場方向,磁場方向垂直紙面向外。其中,帶電粒子不可能做勻速直線運動的是( ) 答案 B 解析 圖A中兩條垂直紙平面的長直導線中通有等大反向的電流,在中垂線上產(chǎn)生的合磁場方向水平向右,帶電粒子將沿中垂線做勻速直線運動;圖B中等量同種正點電荷在中垂線上的合場強先水平向左后水平向右,帶電粒子受力方向不同,粒子不可能做勻速直線運動;圖C中粒子運動方向與磁感線平行,粒子做勻速直線運動;圖D是速度選擇器的原理圖,只要v0=,粒子也會做勻速直線運動,故選B。 5.[xx日照三校聯(lián)考]如圖所示,勻強磁場垂直于紙面向里,勻強電場平行于斜面向下,斜面是粗糙的。一帶正電物塊以某一初速度沿斜面向上滑動,經(jīng)a點后到b點時速度減為零,接著又滑了下來。設物塊帶電荷量保持不變,則從a到b和從b回到a兩過程相比較( ) A.加速度大小相等 B.摩擦產(chǎn)生熱量不相同 C.電勢能變化量的絕對值不相同 D.動能變化量的絕對值相同 答案 B 解析 兩過程中,重力、電場力恒定、支持力方向不變,洛倫茲力、摩擦力方向相反,故物塊所受合外力不同,由牛頓第二定律知,加速度必定不同,A項錯;上滑過程中,洛倫茲力垂直斜面向上,物塊所受滑動摩擦力Ff=μ(mgcosθ-qvB),下滑過程中,洛倫茲力垂直斜面向下,物塊所受滑動摩擦力Ff=μ(mgcosθ+qvB),摩擦產(chǎn)生熱量Q=Ffx,兩過程位移大小相等,摩擦力大小不同,故產(chǎn)生熱量不同,B項正確;a、b兩點電勢確定,由Ep=qφ可知,兩過程中電勢能變化量的絕對值相等,C項不正確;整個過程中,重力做功為零,電場力做功為零,摩擦力做功不為零,故物塊動能一定變化,所以上滑和下滑兩過程中動能變化量絕對值一定不同,D項錯。 6.[xx吉林三模]圖示是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。帶電粒子被加速電場加速后,進入速度選擇器。速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強磁場和勻強電場的強度分別為B和E,平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2。平板S下方有強度為B0的勻強磁場。下列表述正確的是( ) A.質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具 B.速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向內(nèi) C.能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于 D.粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P,粒子的比荷越小 答案 AC 解析 質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具,A正確。由加速電場的方向知粒子帶正電,進入選擇器后電場方向水平向右,則洛倫茲力方向水平向左,由左手定則知磁場方向垂直紙面向外,B錯誤。由Bqv=Eq知v=的粒子能通過狹縫P,C正確。打在膠片上的位置越靠近狹縫P,在S下方的磁場中半徑越小,由B0qv=得R=,可見R越小,越小,比荷越大,D錯誤。 7.[xx吉林二模]如圖,一個質(zhì)量為m、帶電量為+q的圓環(huán),可在水平放置的足夠長的粗糙細桿上滑動,細桿處于磁感應強度為B的勻強磁場中?,F(xiàn)給圓環(huán)一個水平向右的初速度v0,在以后的運動中,下列說法正確的是( ) A.圓環(huán)可能做勻減速運動 B.圓環(huán)可能做勻速直線運動 C.圓環(huán)克服摩擦力所做的功不可能為mv D.圓環(huán)克服摩擦力所做的功可能為mv- 答案 BD 解析 當qv0B- 配套講稿:
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