备考2019年高考物理一轮专题: 第39讲 带电粒子在复合场中的运动

更新日期:2018-11-08 类型:专题试卷 手机版:Wap

一、单选题

  • 1. 如图所示为一速度选择器,内有一磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场,一束粒子流以速度v水平射入,为使粒子流经过磁场时不偏转(不计重力),则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场,关于此电场强度大小和方向的说法中,正确的是(  )
    A、大小为 ,粒子带正电时,方向向上 B、大小为 ,粒子带负电时,方向向上 C、大小为Bv,方向向下,与粒子带何种电荷无关 D、大小为Bv,方向向上,与粒子带何种电荷无关
  • 2. 如图所示,在真空中,匀强电场的方向竖直向下,匀强磁场的方向垂直纸面向里.三个油滴a、b、c带有等量的同种电荷,已知a静止,b向右匀速运动,c向左匀速运动.比较它们的质量应有(   )
    A、a油滴质量最大 B、b油滴质量最大 C、c油滴质量最大 D、a、b、c的质量一样
  • 3. 如图所示的空间,匀强电场的方向竖直向下,场强为E,匀强磁场的方向水平向外,磁感应强度为B,有两个带电小球A和B都能在垂直于磁场方向的同一竖直平面内做匀速圆周运动(两小球间的库仑力可忽略),运动轨迹如图中所示,已知两个带电小球A和B的质量关系为mA=3mB , 轨道半径为RA=3RB . 则下列说法正确的是(   )
    A、小球A带正电、B带负电 B、小球A带负电、B带正电 C、小球A,B的速度比为3:1 D、小球A,B的速度比为1:3
  • 4. 如图所示,天然放射性元素,放出ɑ、β、γ三种射线同时射入互相垂直的匀强电场和匀强磁场中,射入时速度方向和电场、磁场方向都垂直,进入场区后发现β射线和γ射线都沿直线前进,则ɑ射线(   )
    A、向右偏 B、向左偏 C、沿直线前进 D、即可能向右偏也可能向左偏
  • 5. 设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,如图所示,已知一离子在静电力和洛伦兹力的作用下,从静止开始自A点沿曲线ACB运动,到达B点时速度为零,C点是运动的最低点,忽略重力,下述说法中错误的是(   )
    A、该离子必带正电荷 B、A点和B点位于同一高度 C、离子在C点时速度最大 D、离子到达B点后,将沿原曲线返回A点
  • 6. 如图所示,ac为空间一水平线,整个空间存在水平向里的匀强磁场.一带电小球从a点由静止释放,运动轨迹如图中曲线所示,b为最低点.下列说法中正确的是(  )
    A、轨迹ab为四分之一圆弧 B、小球在到b点后一定能到ac水平线 C、小球到b时速度一定最大,且沿水平方向 D、小球在b点时受到的洛伦兹力与重力大小相等
  • 7. 如图所示,一带电粒子沿x轴正方向进入一个垂直纸面向里的匀强磁场中,若要使该粒子所受合外力为零(重力不计),应该加的匀强电场的方向是(   )
    A、+y方向 B、﹣y方向 C、﹣x方向 D、因不知q的正负,无法确定
  • 8. 如图所示,有一磁感应强度为B,方向竖直向下的匀强磁场,一束电子流以初速度v0从水平方向射入,为了使电子流经过磁场时不偏转(不计重力),则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场,这个电场的方向大小和方向是(   )
    A、 , 竖直向上 B、 , 水平向左 C、Bv0 , 垂直纸面向外 D、Bv0 , 垂直纸面向里
  • 9. 在图中虚线所围的区域内,存存电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场.已知从左方水平射入的电子,穿过这区域时未发生偏转,设重力可以忽略不计,则在这区域中的E和B的方向不可能是(   )
    A、E和B都沿水平方向,并与电子运动的方向相同 B、E和B都沿水平方向,并与电子运动的方向相反 C、E竖直向上,B垂直纸面向外 D、E竖直向上,B垂直纸面向里

二、多选题

  • 10. 如图所示,实线表示在竖直平面内的匀强电场的电场线,电场线与水平方向成α角,水平方向的匀强磁场与匀强电场相互垂直.有一带电液滴沿虚线L向上做直线运动,L与水平方向成β角,且α>β.下列说法中正确的是(   )
    A、液滴一定做匀速直线运动 B、液滴一定带正电 C、电场线方向一定斜向上 D、液滴有可能做匀变速直线运动
  • 11. 如图所示,两虚线之间的空间存在着正交或平行的匀强电场E和匀强磁场B,有一个带负电小球(电量为﹣q,质量为m),从正交或平行的电磁复合场上方的某一高度自由落下,那么,带电小球可能沿直线通过下列电磁复合场的是(   )
    A、 B、    C、 D、
  • 12. 速度相同的一束粒子(不计重力)经过速度选择器后射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列相关说法中正确的是(   )
    A、这束带电粒子带正电 B、速度选择器的P1极板带负电 C、能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于 D、若粒子在磁场中运动半径越大,则该粒子的比荷越小
  • 13. 如图所示是粒子速度选择器的原理图,如果粒子所具有的速率v= 那么(   )
    A、带正电粒子必须沿ab方向从左侧进入场区,才能沿直线通过 B、带负电粒子必须沿ba方向从右侧进入场区,才能沿直线通过 C、不论粒子电性如何,沿ab方向从左侧进入场区,都能沿直线通过 D、不论粒子电性如何,沿ba方向从右侧进入场区,都能沿直线通过

三、综合题

  • 14. 如图所示为质谱仪的示意图.速度选择器部分的匀强电场场强E,匀强磁场的磁感应强度为B1;偏转分离器的磁感应强度为B2 . 一质量为m,电荷量为+q的带电微粒进入速度选择器.不计带电微粒的重力.求:
    (1)、能通过速度选择器的粒子速度有多大?
    (2)、微粒进入偏转分离器后,在磁场中运动的半径为多大?
  • 15. 如图所示,矩形区域ABCD的AB边的边长为L,E、F分别是AB、CD边的中点,在AEFD区域内有竖直向下的匀强电场,在EBCF区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场(图中未画出),一个质量为m,电荷量为q的带正电的粒子以速度v0从A点水平向右射入电场,结果粒子从EF边进入磁场后,在磁场中的轨迹刚好与FC和BC边相切,已知电场强度的大小为E= ,不计粒子的重力,求:
    (1)、粒子在电场中偏转第一次运动到EF边时速度的大小与方向;
    (2)、匀强磁场的磁感应强度大小.
  • 16. 在某空间存在着水平向右的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场,如图所示,一段光滑且绝缘的圆弧轨道AC固定在纸面内,其圆心为O点,半径R=1.8m,OA连线在竖直方向上,AC弧对应的圆心角θ=37°。今有一质量m=3.6×104kg、电荷量q=+9.0×104C的带电小球(可视为质点),以v0=4.0m/s的初速度沿水平方向从A点射入圆弧轨道内,一段时间后从C点离开,小球离开C点后做匀速直线运动,已知重力加速度g=10m/s2 , sin37°=0.6,不计空气阻力,求:
    (1)、匀强电场的场强E;
    (2)、小球射入圆弧轨道后的瞬间对轨道的压力。
  • 17. 如图所示,直角坐标系中的第Ⅰ象限中存在沿y轴负方向的匀强电场,在第Ⅱ象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场.一电量为q、质量为m的带正电的粒子,在-x轴上的点a以速率v0 , 方向和-x轴方向成60°射入磁场,然后经过y轴上的b点垂直于y轴方向进入电场,并经过x轴上x=2L处的c点时速度大小为  v0 . 不计粒子重力.求
    (1)、磁感应强度B的大小
    (2)、电场强度E的大小.
  • 18. 如图所示,平行金属板P、Q水平放置,两板间距离为d,板间存在垂直于平行金属板的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B1 , 两板间电势差为U.现有质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,以某一速度沿垂直电场和磁场方向射入金属板P、Q间,恰好沿直线通过平行金属板.粒子离开金属板匀速飞行一段距离后进入另一边界为圆形的匀强磁场区域(未画出),圆形区域内磁场的磁感应强度大小为B2 , 方向垂直纸面向外,粒子在圆形区域内速度方向改变90°时离开圆形区域,不计粒子所受重力,整个装置处在真空中.求:
    (1)、粒子速度大小;
    (2)、粒子在圆形区域内做匀速圆周运动的轨道半径;
    (3)、圆形区域的最小面积.
  • 19. 如图所示,在xoy坐标平面的第一象限内有一沿y轴负方向的匀强电场,在第四象限内有一垂直于平面向外的匀强磁场,一质量为m,带电量为+q的粒子(重力不计)经过电场中坐标为(3L,L)的P点时的速度大小为V0 . 方向沿x轴负方向,然后以与x轴负方向成45°角进入磁场,最后从坐标原点O射出磁场求:
    (1)、匀强电场的场强E的大小;
    (2)、匀强磁场的磁感应强度B的大小;
    (3)、粒子从P点运动到原点O所用的时间.
  • 20. 如图所示,有一对平行金属板,两板相距为0.05m,板间电压为10V,两板之间有匀强磁场,磁感应强度大小为B0=0.1T,方向与金属板面平行并垂直于纸面向里.图中右边有一半径R为0.1m、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场,磁感应强度大小为 ,方向垂直于纸面向里.一正离子沿平行于金属板面,从A点垂直于磁场的方向射入平行金属板之间,沿直线射出平行金属板之间的区域,并沿直径CD方向射入圆形磁场区域,最后从圆形区域边界上的F点射出.已知速度的偏向角θ=60°,不计离子重力.求:
     
    (1)、离子速度v的大小;
    (2)、离子的比荷q/m
    (3)、离子在圆形磁场区域中运动时间t