《2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題一 力與運(yùn)動(dòng) 第4講 力與物體的曲線運(yùn)動(dòng)（二）電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的曲線運(yùn)動(dòng)提升訓(xùn)練》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題一 力與運(yùn)動(dòng) 第4講 力與物體的曲線運(yùn)動(dòng)（二）電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的曲線運(yùn)動(dòng)提升訓(xùn)練（10頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題一 力與運(yùn)動(dòng) 第4講 力與物體的曲線運(yùn)動(dòng)（二）電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的曲線運(yùn)動(dòng)提升訓(xùn)練一、單項(xiàng)選擇題1.如圖1所示，兩極板與電源相連接，電子從負(fù)極板邊緣垂直電場(chǎng)方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，且恰好從正極板邊緣飛出，現(xiàn)在使電子的入射速度變?yōu)樵瓉淼?倍，而電子仍從原來位置射入，且仍從正極板邊緣飛出，則兩極板間的距離應(yīng)變?yōu)樵瓉淼?)圖1A.2倍 B.4倍 C.倍 D.倍解析第一次d，第二次d，兩式相比可得d，所以選項(xiàng)C正確。答案C2.用固定于O點(diǎn)的絲線懸掛一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為q(q0)的小球，以過O點(diǎn)的豎直線Ox為界，左側(cè)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，右側(cè)有勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向如圖2所示。將帶電小球從最低位置
2、c拉至a點(diǎn)由靜止釋放，讓小球在ab間擺動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是()圖2A.a、b兩位置高度相等B.小球經(jīng)過Ox右側(cè)電場(chǎng)中同一位置時(shí)絲線張力相等C.小球經(jīng)過Ox左側(cè)磁場(chǎng)中同一位置時(shí)絲線張力相等D.小球從a到c與從c到b所用時(shí)間相等解析帶電小球在Ox右側(cè)受到的重力和電場(chǎng)力均為恒力，方向相同，“等效重力”為GmgqE，電勢(shì)能與機(jī)械能之和不變；帶電小球在Ox左側(cè)受到重力和洛倫茲力，洛倫茲力方向總垂直于速度方向，不做功，機(jī)械能守恒。即左側(cè)機(jī)械能等于右側(cè)“電勢(shì)能機(jī)械能”，因此b點(diǎn)位置比a點(diǎn)高，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；小球經(jīng)過Ox右側(cè)電場(chǎng)中同一位置時(shí)速度大小相等，絲線張力T與“等效重力”沿絲線方向的分力F2的
3、合力提供向心力，同一位置F2相等，因此TmF2相等，B選項(xiàng)正確；小球經(jīng)過Ox左側(cè)磁場(chǎng)中同一位置時(shí)速度大小相等，但往返運(yùn)動(dòng)速度方向相反，洛倫茲力方向相反，所以絲線張力不相等，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；在同一高度，合力沿弧線的切向分量右側(cè)比左側(cè)大，由于b比a的位置高，因此小球從a到c比從c到b所用時(shí)間短，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案B3.(xx福州市高中畢業(yè)班質(zhì)量檢測(cè))兩個(gè)質(zhì)量相同，所帶電荷量相等的帶電粒子a、b，以不同的速率對(duì)準(zhǔn)圓心O沿著AO方向射入垂直紙面向里的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖3，不計(jì)粒子的重力，則下列說法正確的是()圖3A.a粒子帶正電，b粒子帶負(fù)電B.b粒子動(dòng)能較大C.a粒子在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力較大
4、D.b粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)解析由左手定則可知，a粒子帶負(fù)電、b粒子帶正電，A項(xiàng)錯(cuò)誤；帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由軌跡可以判斷，a粒子軌跡半徑小于b粒子軌跡半徑，由半徑公式R可知，a粒子速度較小，而兩粒子質(zhì)量相等，故b粒子動(dòng)能較大，B項(xiàng)正確；由洛倫茲力FqvB可知，b粒子受洛倫茲力較大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由周期公式T可知，兩粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)周期相同，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間tT，由于粒子軌跡所對(duì)圓心角等于其偏向角，故粒子a的軌跡所對(duì)圓心角較大，故a粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，D項(xiàng)錯(cuò)。答案B4.如圖4所示，帶電的平行金屬板電容器水平放置，質(zhì)量相同、重力不計(jì)的帶電微粒A、B以平行于極板的相同初速度從
5、不同位置射入電場(chǎng)，結(jié)果打在極板上的同一點(diǎn)P。不計(jì)兩微粒之間的庫(kù)侖力，下列說法正確的是()圖4A.在電場(chǎng)中微粒A運(yùn)動(dòng)的時(shí)間比B長(zhǎng)B.在電場(chǎng)中微粒A、B運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同C.微粒A所帶的電荷量比B少D.靜電力對(duì)微粒A做的功比B少解析帶電微粒進(jìn)入電場(chǎng)中，做類平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則微粒在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，由此可知兩微粒在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，yat2，由于t相同，yAyB，可得aAaB，即，則qAqB，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由WqU，可知靜電力對(duì)微粒A做的功比B多，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案B5.(xx江蘇省鎮(zhèn)江市高三模擬)在xOy坐標(biāo)系的y軸右側(cè)有垂直紙面向里
6、的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在x軸上的點(diǎn)A(L，0)同時(shí)以相同速率v沿不同方向發(fā)出a、b兩個(gè)相同的帶電粒子(粒子重力不計(jì))，其中a沿平行于y方向發(fā)射，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后，均先后到達(dá)y軸上的點(diǎn)B(0，L)，則兩個(gè)粒子到達(dá)B點(diǎn)的時(shí)間差為()圖5A. B. C. D.解析作出a、b的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，設(shè)a粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為R，則由幾何關(guān)系得R2(R一L)2(L)2，解得R2L，a粒子的偏轉(zhuǎn)角滿足sin ，所以，同理，由圖可得b粒子的偏轉(zhuǎn)角，a粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間ta，b粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間tb，所以，它們到達(dá)B點(diǎn)的時(shí)間差ttbta，選項(xiàng)D正確。答案D6.xx湖北省七市(州)高三聯(lián)合考試如圖6所示，豎直線MNPQ，MN
7、與PQ間距離為a，其間存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，O是MN上一點(diǎn)，O處有一粒子源，某時(shí)刻放出大量速率均為v(方向均垂直磁場(chǎng)方向)、比荷一定的帶負(fù)電粒子(粒子重力及粒子間的相互作用力不計(jì))，已知沿圖中與MN成60角射出的粒子恰好垂直PQ射出磁場(chǎng)，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為()圖6A. B. C. D.解析當(dāng)60時(shí)，粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖甲所示，則aRsin 30，即R2a。設(shè)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)的圓心角為，則其在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為tT，即越大，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，最大時(shí)粒子的運(yùn)行軌跡恰好與磁場(chǎng)的右邊界相切，如圖乙所示，因R2a，此時(shí)圓心角m為120，即最長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為
8、，而T，所以粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為，C正確。答案C二、多項(xiàng)選擇題7.如圖7所示是比荷相同的兩粒子從O點(diǎn)垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域(有直線邊界)的運(yùn)動(dòng)軌跡，下列說法正確的是()圖7A.a帶正電，b帶負(fù)電B.a所帶的電荷量比b的小C.a運(yùn)動(dòng)的速率比b的小D.a運(yùn)動(dòng)的時(shí)間比b的短解析根據(jù)左手定則可知，a帶正電，b帶負(fù)電，選項(xiàng)A正確；比荷相同的a、b兩粒子，由于質(zhì)量無法確定，故電荷量無法比較，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)洛倫茲力提供向心力，有Bqvm，解得R，因?yàn)閮闪Ｗ拥谋群上嗤?，故R越大，v越大，選項(xiàng)C正確；因?yàn)門，又相同，所以T相同，a、b都運(yùn)動(dòng)了半個(gè)周期，故a、b運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案AC8.(x
9、x杭州市第二次教學(xué)質(zhì)檢)如圖8所示，邊長(zhǎng)為l的正方形區(qū)域abcd內(nèi)存在著沿ad方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一粒子源不斷地從a處沿ab方向向該區(qū)域內(nèi)發(fā)射相同的帶電粒子，粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，初速度為v0，經(jīng)電場(chǎng)作用后從dc邊的中點(diǎn)p射出。現(xiàn)撤去電場(chǎng)，在該區(qū)域內(nèi)加一方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B(圖中未畫出)，粒子仍從p處射出。帶電粒子的重力和粒子之間的相互作用均可忽略，則()圖8A.所加磁場(chǎng)的方向應(yīng)垂直于紙面向里B.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度EC.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度BD.電場(chǎng)強(qiáng)度E與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的比值為5v0解析根據(jù)粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)方向，可知粒子帶正電，根據(jù)左手定則可知，磁場(chǎng)方向應(yīng)垂直于紙面
10、向外，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿ad方向的位移為l，沿ab方向的位移為，則有()2l，解得勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E，選項(xiàng)B正確；帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)軌道半徑為R，根據(jù)牛頓第二定律得qvBm，解得R，根據(jù)如圖所示的幾何關(guān)系可得(lR)2()2R2，解得軌道半徑為Rl，則磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電場(chǎng)強(qiáng)度E與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的比值為5v0，選項(xiàng)D正確。答案BD9.(xx湖南長(zhǎng)沙一中、攸縣一中、瀏陽(yáng)一中聯(lián)考)真空中的某裝置如圖9所示，現(xiàn)有質(zhì)子、氘核和粒子都從O點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)過相同加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，射出后都打在同一個(gè)與OO垂直的熒光屏上，使熒光屏上出現(xiàn)亮點(diǎn)(已知質(zhì)子、氘核和
11、粒子質(zhì)量之比為124，電荷量之比為112，重力不計(jì))。下列說法中正確的是()圖9A.三種粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為211B.三種粒子出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度相同C.在熒光屏上將只出現(xiàn)1個(gè)亮點(diǎn)D.偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)力對(duì)三種粒子做功之比為112解析帶電粒子經(jīng)過加速電場(chǎng)時(shí)根據(jù)電場(chǎng)力做功有qU1mv，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后做類平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻速直線則有運(yùn)動(dòng)時(shí)間tl，代入三種粒子的電荷量和質(zhì)量之比，可得t1t2t31，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中豎直方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，a，偏轉(zhuǎn)位移yat2，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)對(duì)粒子做功Wy，所以有W1W2W3112，選項(xiàng)D正確；粒子出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)，假設(shè)速度與水平方向夾角方向?yàn)?，則有ta
12、n ，可見速度方向與電荷量及質(zhì)量均無關(guān)，所以速度方向相同，所以它們將打在熒光屏上同一點(diǎn)，選項(xiàng)C正確；出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的速度v/cos ，由于相同可得v1v2v311，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。答案CD三、計(jì)算題10.如圖10所示，直角坐標(biāo)系xOy的y軸右側(cè)有一寬為d的無限長(zhǎng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小未知，方向垂直紙面向外，y軸左側(cè)有一個(gè)半徑也為d的有界圓形磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里，圓心O1在x軸上，OO12d，一個(gè)帶正電粒子以初速度v由A點(diǎn)沿AO1方向(與水平方向成60角)射入圓形磁場(chǎng)并恰好從O點(diǎn)進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)，從右邊界MN上C點(diǎn)(沒畫出)穿出時(shí)與水平方向成30角，不計(jì)粒子重力，求：圖10(1)粒子的比荷；
13、(2)右側(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；(3)粒子從A到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。解析(1)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，粒子在磁場(chǎng)中由洛倫茲力提供向心力，在圓形磁場(chǎng)中有Bqvm由圖知rdtan 60d聯(lián)立得。(2)在y軸右側(cè)磁場(chǎng)中Bqvm由圖知R2d聯(lián)立并代入比荷值得BB。(3)粒子在圓形磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1粒子在兩磁場(chǎng)間運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2粒子在y軸右側(cè)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t3所以粒子從A到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為tt1t2t3。答案(1)(2)B(3)11.如圖11所示，在直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)O處有放射源，向四周均勻發(fā)射速度大小相等、方向都平行于紙面的帶電粒子。在放射源右邊有一很薄的擋板，擋板的兩端M、N與原點(diǎn)O正好構(gòu)成等腰直角三角形。已知帶電粒
14、子的質(zhì)量為m，帶電荷量為q，速度為v，MN的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，不計(jì)粒子重力。圖11(1)若在y軸右側(cè)加一平行于x軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)，要使y軸右側(cè)所有運(yùn)動(dòng)的粒子都能打到擋板MN上，則電場(chǎng)強(qiáng)度E0的最小值為多大？在電場(chǎng)強(qiáng)度E0取最小值時(shí)，打到板上的粒子動(dòng)能為多大？(2)若在整個(gè)空間加一方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，要使整個(gè)擋板右側(cè)都有粒子打到，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度不能超過多少(用m、v、q、L表示)？若滿足此條件，放射源O向外發(fā)射出的所有帶電粒子中有幾分之幾能打在板的左邊？解析(1)由題意知，要使y軸右側(cè)所有運(yùn)動(dòng)的粒子都能打在MN板上，其臨界條件為：沿y軸方向運(yùn)動(dòng)的粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)，且落在M或N點(diǎn)，則MOLvtaOO
15、Lat2聯(lián)立式得E0由動(dòng)能定理知qE0LEkmv2聯(lián)立式得Ekmv2(2)由題意知，要使整個(gè)擋板右側(cè)都有粒子打到，畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖甲所示，分析知軌跡直徑的最小值為MN板的長(zhǎng)度L，則甲R(shí)0L得B0放射源O發(fā)射出的粒子中，打在MN板左側(cè)的粒子的臨界軌跡如圖乙所示。乙因?yàn)镺MON，且OMON所以O(shè)O1OO2則v1v2故放射源O放射出的所有粒子中只有打在MN板的左側(cè)。答案(1)mv2(2)12.(xx江蘇省連云港、徐州、淮安、宿遷四市高三調(diào)研考試)如圖12所示，在豎直平面內(nèi)固定一光滑圓弧軌道AB，軌道半徑為R0.4 m，軌道最高點(diǎn)A與圓心O等高。有一傾角30的斜面，斜面底端C點(diǎn)在圓弧軌道B點(diǎn)正下
16、方、距B點(diǎn)H1.5 m。圓弧軌道和斜面均處于場(chǎng)強(qiáng)E100 N/C、豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。現(xiàn)將一個(gè)質(zhì)量為m0.02 kg、帶電荷量為q21 03C的帶電小球從A點(diǎn)靜止釋放，小球通過B點(diǎn)離開圓弧軌道沿水平方向飛出，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到斜面上D點(diǎn)時(shí)速度方向恰與斜面垂直，并剛好與一個(gè)不帶電的以一定初速度從斜面底端上滑的物塊相遇。若物塊與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)，空氣阻力不計(jì)，g取10 m/s2，小球和物塊都可視為質(zhì)點(diǎn)。求：圖12(1)小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力FNB；(2)B、D兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UBD；(3)物塊上滑初速度v0滿足的條件。解析(1)設(shè)小球到達(dá)B點(diǎn)的速度為vB，軌道對(duì)小球的支持力為FNB，由動(dòng)能定理和牛頓第二定律有：mgRqERmv0FNB(mgqE)m由牛頓第三定律FNBFNB聯(lián)立得：FNB1.2 N，方向豎直向下。(2)設(shè)小球由B點(diǎn)到D點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，加速度為a，下落高度為h有：tan Eqmgmahat2UBDEh聯(lián)立得：UBD120 V。(3)小球與物塊的運(yùn)動(dòng)示意圖如圖所示，設(shè)C、D間的距離為x，由幾何關(guān)系有：x設(shè)物塊上滑時(shí)加速度為a，由牛頓第二定律有：mgsin mgcos ma根據(jù)題意，要使物塊與小球相遇，有：x聯(lián)立得：v0m/s。答案(1)1.2 N豎直向下(2)120 V(3)v0m/s
2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題一 力與運(yùn)動(dòng) 第4講 力與物體的曲線運(yùn)動(dòng)（二）電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的曲線運(yùn)動(dòng)提升訓(xùn)練
