创新设计江苏专用2017届高考物理二轮复习专题一力与运动第4讲力与物体的曲线运动二_电场磁场中的曲线运动提升训练 (2)

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1、第4讲　力与物体的曲线运动(二)——电场、磁场中的曲线运动一、单项选择题1．如图1所示，垂直纸面向里的匀强磁场足够大，两个不计重力的带电粒子同时从A点在纸面内沿相反方向垂直虚线MN运动，经相同时间两粒子又同时穿过MN，则下列说法正确的是(　　)图1A．两粒子的电荷量一定相等，电性可能不同B．两粒子的比荷一定相等，电性可能不同C．两粒子的动能一定相等，电性也一定相同D．两粒子的速率、电荷量、比荷均不等，电性相同解析　因两粒子是从垂直MN开始运动的，再次穿过MN时速度方向一定垂直MN，两粒子均运动了半个周期，即两粒子在磁场中运动周期相等，由T＝知

2、两粒子的比荷一定相等，但质量、电荷量不一定相等，选项A、D错误；因不知粒子的偏转方向，所以粒子电性无法确定，选项B正确；因粒子运动的周期与速度无关，所以粒子的动能也不能确定，选项C错误。答案　B2.如图2，左侧为加速电场，右侧为偏转电场，加速电场的加速电压是偏转电场电压的k倍。有一初速度为零的电荷经加速电场加速后，从偏转电场两板正中间垂直电场方向射入，且正好能从极板下边缘穿出电场，不计电荷的重力，则偏转电场长宽之比的值为(　　)图2A.B.C.D.解析　设加速电压为U1，偏转电压为U2，因为qU1＝mv，电荷离开加速电场时的速度v0＝；在偏转

3、电场中＝t2，解得t＝d，水平距离l＝v0t＝·d＝d＝d，所以＝。答案　B3．(2016·全国卷Ⅲ，18)平面OM和平面ON之间的夹角为30°，其横截面(纸面)如图3所示，平面OM上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为m，电荷量为q(q>0)。粒子沿纸面以大小为v的速度从OM的某点向左上方射入磁场，速度与OM成30°角。已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点，并从OM上另一点射出磁场。不计重力。粒子离开磁场的出射点到两平面交线O的距离为(　　)图3A.B.C.D.解析　带电粒子在磁场中做圆周运动

4、的轨道半径为r＝。轨迹与ON相切，画出粒子的运动轨迹如图所示，由于＝2rsin30°＝r，故△AO′D为等边三角形，∠O′DA＝60°，而∠MON＝30°，则∠OCD＝90°，故CO′D为一直径，＝＝2＝4r＝，故D正确。答案　D4.如图4，匀强磁场垂直于纸面，磁感应强度大小为B，某种比荷为、速度大小为v的一群离子以一定发散角α由原点O出射，y轴正好平分该发散角，离子束偏转后打在x轴上长度为L的区域MN内，则cos为(　　)图4A.－B．1－C．1－D．1－解析　由洛伦兹力提供向心力得qvB＝m，解得r＝。根据题述，当离子速度方向沿y轴正方向

5、时打在N点，当离子速度方向与y轴正方向夹角为时打在M点，画出两种情况下离子的运动轨迹如图所示，设OM之间的距离为x，则有2rcos＝x，2r＝x＋L，联立解得cos＝1－，选项B正确。答案　B二、多项选择题5.如图5所示，匀强电场分布在边长为L的正方形区域ABCD内，M、N分别为AB和AD的中点，一个初速度为v0、质量为m、电荷量为q的带负电粒子沿纸面射入电场。带电粒子的重力不计，如果带电粒子从M点垂直电场方向进入电场，则恰好从D点离开电场。若带电粒子从N点垂直BC方向射入电场，则带电粒子(　　)图5A．从BC边界离开电场B．从AD边界离开电

6、场C．在电场中的运动时间为D．离开电场时的动能为mv解析　带电粒子从M点以垂直电场线方向进入电场后做类平抛运动，水平方向上有L＝v0t，竖直方向上有L＝at2＝t2，联立解得E＝；带电粒子从N点进入电场后做匀减速直线运动，设带电粒子在电场中减速为零时的位移为x，由动能定理有－qEx＝0－mv，解得x＝L，当粒子速度减至零后沿原路返回，从N点射出，粒子在电场中运动的时间t1＝，由于电场力做功为零，根据动能定理有0＝Ek2－mv，粒子离开电场时的动能Ek2＝mv，选项B、D正确。答案　BD6．如图6所示，在纸面内半径为R的圆形区域中充满了垂直于纸

7、面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。一带电粒子从图中A点以速度v0垂直磁场射入，速度方向与半径方向的夹角为30°。当该粒子离开磁场时，速度方向刚好改变了180°。不计粒子的重力，下列说法正确的是(　　)图6A．该粒子离开磁场时速度方向的反向延长线通过O点B．该粒子的比荷为C．该粒子在磁场中的运动时间为D．该粒子在磁场中的运动时间为解析　由题意可画出粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，A项错；由几何关系知粒子做圆周运动的半径为r＝，结合qv0B＝，可得＝，B项正确；粒子在磁场中的运动时间t＝＝，C项正确，D项错。答案　BC7.如图7所示，在正方形ab

8、cd内充满方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。a处有比荷相等的甲、乙两种粒子，甲粒子以速度v1沿ab方向垂直射入磁场，经时间t1从d点射出磁场，乙粒子沿与a