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1、 第1页（共11页）高三物理第二轮专题复习测试题 带电粒子的运动专题 一选择题(410,每题至少有一个答案正确,错选或不选得 0 分,漏选得 2 分)1带电粒子在只考虑已知场力的情况下可能所处的状态是()A在磁场中处于平衡状态 B在电场中做匀速圆周运动 C在匀强磁场中做抛体运动 D在匀强电场中做匀速直线运动 2如右图所示，悬线下挂着一个带正电的小球，它的质量为 m、电量为 q，整个装置处于水平向右的匀强电场中，电场强度为 E，小球静止。（）A小球平衡时，悬线与竖直方向夹角的正切函数值为 qE/mg B若剪纸断悬线，则小球做曲线运动 C若剪纸断悬线，则小球做匀速运动 D若剪纸断悬线，则小球做匀加
2、速直线运动 3如图所示，平行实线代表电场线，方向未知，带电量为 1102的正电荷在电场中只受电场力作用，该电荷由 A 点移到 B 点，动能损失了 0.1J，若 A 点的电势为-10V，则()A B点的电势为零 B电场线方向向左 C电荷运动的轨迹可能是图中曲线 D电荷运动的轨迹可能是图中曲线 4 长为 L，间距也为 L 的两平行金属板间有垂直向里的匀强磁场，如图所示，磁感应强度为 B，今有质量为 m、带电量为 q 的正离子从平行板左端中点以平行于金属板的方向射入磁场。欲使离子不打在极板上，入射离子的速度大小应满足的条件是（）AmqBLv4 BmqLBLV45 CmqBLv4 DmqBLvmqBL
3、454 第2页（共11页）5如图所示，一带负电 q 的油滴，从 A 点以速度 V0与水平方向成角射入水平方向的匀强电场中，如测得油滴在电场中达到最高点 B 时的速度大小仍为 V0，则 B 点的位置()A在 A 点的正上方 B在 A 点的左上方 C在 A 点的右上方 D无法判断 6如图所示，a、b 是一对平行的金属板，分别接到直流电源的两极上，右边有一挡板，正中间开有一小孔 d，在较大范围内存在着匀强磁场，磁感应强度的大小为 B，方向垂直纸面向里，且在 a、b 两板间还存在着匀强电场，从两板左侧中点 C处射入一束正离子，这些正离子都沿直线运动到右侧，从 d 孔中射出后分成三束，则这些正离子的()
4、A从 d 点射出的速度相同 B质量一定有三种不同的值 C电量一定有三种不同的值 D荷质比一定有三种不同的值 7 如图所示空间的某一区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子以某一初速度由 A 点进入这个区域沿直线运动，从 C 点离开区域；如果这个区域只有电场，则粒子从 B 点离开场区；如果这个区域只有磁场，则粒子从 D 点离开场区；设粒子在上述三种情况下，从 A 到 B 点、A 到 C 点和 A 到 D 点所用的时间分别是 t1、t2和 t3，比较 t1、t2和 t3的大小，则有(粒子重力忽略不计)()At1=t2=t3 Bt2t1t3 Ct1=t2t2 8如图所示，一对水平放置的
5、平行金属板通过开关S与电源相连接，一个带电微粒从金属板正上方的O点释放后，自由落下，通过上金属板上的小孔，进入两个平行金属板间，到达P点后返回 若将上金属板向上移到虚线处再从O点释放带电 第3页（共11页）U1 U2 O P 微粒，则有（）A若保持开关闭合状态移动上金属板，带电微粒落下后，仍能到达P点后返回 B若保持开关闭合状态移动上金属板，带电微粒落下后，尚未到达P点就返回 C若将开关断开后移动上金属板，带电微粒落下后，仍能到达P点后返回 D若将开关断开后移动上金属板，带电微粒落下后，尚未到达P点就返回 9如图所示是示波器的原理图，电子在电压为 U1的加速电场加速后射入电压为 U2的偏转电场
6、，离开偏转电场后电子打在荧光屏上的 P 点，P 点与 O点的距离叫做偏转距离，而单位偏转电压引起的偏转距离称之为示波器的灵敏度。要提高示波器的灵敏度，可以采取以下哪些方法：()A提高加速电压 U1；B提高偏转电压 U2；C增大偏转电场极板长度 D增大偏转电场极板间的距离 10在“太阳风暴”中有一个质子以 3.6105km/h 速度垂直射向北纬 60的水平地面，经 过此地面上空 100km 处时，质子速度方向与该处地磁场方向间的夹角为 30，该处磁感应强度 B=6105T，（e=1.61019C）则 ()A该质子在此处受洛伦兹力方向向东，大小约为 4.81019N B该质子不会落到北纬 60的地
7、面上 C太阳风暴中射向地球的大多数带电粒子可被地磁场“挡住”而不落到地面上 D该质子的运动轨迹与磁感线方向相同 二实验题(20 分)11(5 分)下图是测量带电粒子质量的仪器工作原理示意图。设法使某有机化合物的气态分子导入如图所示的容器 A 中，使它受到电子束的轰击，失去一个电子而成为正一价分子离子。分子离子从狭缝 s1以很小的速度进入电压为 U 的加速电场区(初速度不计)，加速 第4页（共11页）后再从狭缝 s2、s3射入磁感应强度为 B 的匀强磁场，方向垂直磁场区边界 pQ。最后分子离子打在感光片上，形成垂直于纸面且平行于狭缝 s3的细线。若测得细线到 s3的距离为 d，则分子离子的质量
8、m 表达式为：_。12(10 分)回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它获得很大动能的仪器，其核心部分是两个D形金属扁盒，两盒分别和一高频交流电源两极相接，以便在盒间的窄缝中形成一匀强电场，高频交流电源的周期与带电粒子在D形盒中的运动周期相同，使粒子每穿过窄缝都得到加速（尽管粒子的速率和半径一次比一次增大，运动周期却始终不变），两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，磁场的磁感应强度为B，离子源置于D形盒的中心附近，若离子源射出粒子的电量为q，质量为m，最大回转半径为R，其运动轨道如图所示，则：（1）两盒所加交流电的频率为_.（2）粒子离开回旋加速器时的动能为_.（3）设两D形盒间电场的电势差
9、为U，盒间窄缝的距离为d，其电 场均匀，粒子在电场中加速所用的时间电t为_，粒子在整个回旋加速 器中加速所用的时间总t为_.13(5 分)若在示波器的“Y 输入”和“地”之间加上如图甲所示的电压，而扫描范围旋钮置于“外 x”档，则此时屏上应出现的情形是下图乙中的（）第5页（共11页）三计算题 14(14 分)如图所示，一质量为 m，电量为+q 的带电小球以 V0的初速度射入水平方向的匀强电场中，小球恰能在电场中作直线运动，若电场的场强大小不变，方向改为相反，同时加一垂直纸面向外的匀强磁场，小球仍以原来的初速度重新射入，发现小球恰好又能做直线运动。求：电场强度E 及磁感应强度 B 的大小？15(
10、14 分)如图所示，x轴上方为一垂直于平面xoy的匀强磁场，磁感应强度为B，x轴下方为一平行于x轴、大小一定，方向周期性变化的电场，在坐标（R，R）和 x 轴下方的某处（电场中的某一位置）各有一质量为m，带电量为q的点电荷P、Q，现使P在匀强磁场中开始作半径为 R 的匀速圆周运动，同时释放Q，要使两电荷总是以同样的速度同时通过y轴，求x轴下方电场的场强大小及方向变化的周期。16(15 分)如图 11-39 所示，足够长的绝缘斜面与水平面间的夹角为 第6页（共11页）（sin0.6），放在水平方向的匀强电场和匀强磁场中，电场强度E50Vm，方 向水平向左，磁场方向垂直于纸面向外一个带电量C104
11、.02q、质量m0.40kg 的光滑小球，以初速20m/s0v从斜面底端A冲上斜面，经过 3s 离开斜面，求磁场的磁感应强度（取210m/sg）17(15 分)如图 1119 所示，abcd是一个正方形的盒子，在cd边的中点有一小孔e，盒子中存在着沿ad方向的匀强电场，场强大小为E，一粒子源不断地从a处的小孔沿ab方向向盒内发射相同的带电粒子，粒子的初速度为v0，经电场作用后恰好从e处的小孔射出，现撤去电场，在盒子中加一方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B（图中未画出），粒子仍恰好从e孔射出（带电粒子的重力和粒子之间的相互作用力均可忽略不计），图 1119（1）所加的磁场的方向如何?（
12、2）电场强度E与磁感应强度B的比值为多大?18(16 分)如图所示，M、N为两块带等量导种电荷的平行金属板，S1、S2为板上正对的小孔，N板右侧有两个宽度均为d的匀强磁场区域，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于纸面向外和向里，磁场区域右侧有一个荧光屏，取屏上与S1、S2共线的O点为原点，向上为正方向建立x轴.M 板左侧电子抢发射出的热电子经小孔S1进入两板间，电子的质量为m，电荷 第7页（共11页）量为e，初速度可以忽略。(1)当两板间电势差为U0时，求从小孔S2射出的电子的速度v0。(2)求两金属板间电势差U在什么范围内，电子不能穿过磁场区域而打到荧光屏上。(3)若电子能够穿过磁场区域而打
13、到荧光屏上，试在答题卡的图上定性地画出电子运动的轨迹。(4)求电子打到荧光屏上的位置坐标x和金属板间电势差U的函数关系。19(16 分)平行的两个金属板 M、N 相距 d，两板上有两个正对的小孔 A 和 B，A、B 连线与板面垂直，在两个金属板上加有如图所示的交流电压 u，交流电的周期为 T，在 t=0 时，N 板的M 荧光屏 B B d d O S1 S2 N K 第8页（共11页）电势比 M 板高 u0，一个带正电的微粒质量为 m，带电量为 q，经电压为 u(uuc时，带电微粒能够沿一个方向运动，一直到从 B 孔射出，求 uc的大小？（2）加速电压 u 多大时？带电微粒不会从 B 孔射出？
14、参考答案：一、选择题：1.AB 2.AD 3.ABD 4.AB 5.B 6.AD 7.C 8.AD 9.C 10.B 二、实验题：11.u8edBm22 12.m2Bqf m2)BqR(E2k t电=uBdR t总=u2)Rd2(BRu2RB2 13C 三、计算题：14qmgE B=0qvmg2 15（1）对 P：qBmT2 对 Q：4T.mqEv mRqBE22（2）qBmTT2磁电 第9页（共11页）16小球冲上斜面后，受力如图所示小球做匀减速运动，有maqEmgcossin，得到加速度2m/s10a 小球经 2s 后速度变为零此后要沿斜面下滑，洛伦兹力方向变为垂直于斜面向上，其加速度仍为
15、a，3s 末的速度大小为m/s10v，方向沿斜面 向 下 小 球 受 到 的 垂 直 于 斜 面 方 向 的 各 力 的 关 系，有NqEqvBsincosmg小球受到的洛伦兹力随速度增大而增大，经 3s，小球将要离开斜面，支持力N0解得磁感应强度B5.0T 17（1）由题意可判知粒子带正电，欲在磁场中向下偏转，故由左手定则判知所加磁场应垂直纸面向外（2）加电场时，粒子做类平抛运动，设盒子边长为L，粒子质量为m，带电量为q，则有qEmLvmFLvaLvtvL22220000，得：EqLmv208；当加磁场时，如下图由几何知 识得（Lr）2（2L）2r2得r85L，又因rqBmv0，得BqLmv580，故BE5v0 18（1）由动能定理得20021mveU meUv002 第10页（共11页）（2）电子不穿出磁场区域的监界半径为d 由动能定理和牛顿第二定律得 221mveU dvmevB2 mdeBU222 取mdeBU222 （3）电子的运动轨迹如图 （4）由动能定理、牛顿第二定律及几何关系 221mveU dvmevB2 222dRRx 联立得222212deBmUemUBx 19uc=2220md8Tqu uc=42232220mdTqu M 荧光屏 B B d d O S1 S2 N K 第11页（共11页）