高考2011专题复习电磁学练习3带电粒子在复合场中的运动

高考2011专题复习电磁学练习3带电粒子在复合场中的运动

电磁学练习（三）‎ 一、选择题（必会题）‎ ‎1. 质量和电量不同的带电粒子，在电场中由静止开始经相同电压加速后 A. 荷质比大的粒子速度大，电量大的粒子动能大；‎ B. 荷质比大的粒子动能大，电量大的粒子速度大；‎ C. 荷质比大的粒子速度和动能都大；‎ D. 电量大的粒子速度和动能都大。‎ ‎2. 如图，在正的点电荷的电场中，沿某条电力线有a、b两点，将质子和粒子从a点由静止释放，运动到b点时，质子与粒子 ‎+‎ a a b ‎2题图 A. 速度大小之比为:1，动能之比为1:2；‎ B. 速度大小之比为2:1，动能之比为:1；‎ C. 速度大小之比为:1，动能之比为1:4；‎ D. 速度大小之比为2:1，动能之比为1:4。‎ ‎3. 如图，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势 U1‎ U2‎ ‎3题图 v2‎ 差为U2的两块平行极板间的电场中，入射方向与极板平行，整个装置处于真空中，重力可忽略。在满足电子能射出平行板区的条件下，一定能使电子的偏转角为θ变大的是 A. U1变大，U2变大； B. U1变大，U2变小；‎ C. U1变小，U2变大； D. U1变小，U2变小。‎ ‎4题图 ‎4. 如图，两块相距d=0.6cm的平行金属板接在端电压U=6×103V的电源上，两极间有一质量m=4.8×10－10g的带电液滴处于平衡状态。则该液滴带有多少基本电荷的电量 A. 3×106； B. 30； C. 10； D. 3×104。‎ ‎5. 一带电粒子射入一固定的点电荷的电场中，粒子的运动轨迹如图中虚线abc a b c ‎5题图 所示，图中实线的圆弧表示电场的等势面。不计重力，则可以判断 A. 粒子在b点的加速度一定大于在a点的加速度；‎ B. 粒子在b点的电势能一定小于在a点的电势能；‎ C. 粒子在b点的动能一定小于在a点的动能；‎ D. 粒子在a点和c点的动能相同，电势能也相同。‎ a b c E B ‎6题图 ‎6. 如图，a、b、c三个完全相同的带负电的小球，从同一高度开始自由下落，其中a直接落地，b下落过程中经过一个水平方向的匀强电场区，c下落过程中经过一个水平方向的匀强磁场区。若不计空气阻力，则三个球落地时的速度大小 A. v a = v b = vc； B. v a > v b > vc； ‎ C. v a < v b = vc； D. v a= vc < v b。‎ E、B ‎7题图 ‎7. 如图，虚线所围的区域内，存在场强为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，穿过这个区域时未发生偏转，设重力不计，则在这个区域中的E和B的方向可能是 A. E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相同；‎ B. E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相反；‎ 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。‎ P1‎ P2‎ 左 右 C G D H ‎8题图 ‎8. 如图，连接平行金属板P1和P2的导线的一部分CD与另一连接电池的电路的一部分GH平行，金属板置于方向垂直纸面向里的磁场中。当一束等离子体射入金属板之间时，CD段导线将受到力的作用 A. 等离子体从右方射入时，CD受力的方向背离GH；‎ B. 等离子体从右方射入时，CD受力的方向指向GH；‎ C. 等离子体从左方射入时，CD受力的方向背离GH；‎ D. 等离子体从左方射入时，CD受力的方向指向GH。‎ ‎9题图 P A P B P C P D ‎9. 有三束粒子，分别是质子（P）氚核（）和粒子束。当它们以相同的速度沿垂直磁场方向射入同一匀强磁场中，在下列四图中，能正确表示出这三束粒子运动轨迹的是 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎10. 如图，ab是一段弯管，其中心线是半径为R的一段圆弧，将它置于一匀 a b ‎10题图 强磁场中，磁场方向垂直圆弧所在平面指向纸里。有一束粒子对准a端射入弯管，粒子有不同的质量、不同的速度，但都是一价正离子，则 A. 只有速度大小一定的粒子可沿中心线通过弯管；‎ B. 只有质量大小一定的粒子可沿中心线通过弯管；‎ C. 只有动量大小一定的粒子可沿中心线通过弯管；‎ D. 只有动能大小一定的粒子可沿中心线通过弯管。‎ ‎11. 两个粒子带电量相同，在同一匀强磁场中只受洛仑兹力做匀速圆周运动 A. 若速率相等，则半径必相等； B. 若质量相等，则周期必相等；‎ C. 若动量大小相等，则半径必相等； D. 若动能相等，则周期必相等。‎ ‎12. 如图，在垂直纸面向里的匀强磁场中，有a、b两个电子同时沿垂直磁场a b v ‎2v ‎12题图 方向射出，a的初速为v，b的初速为2v，则 A. a先回到出发点； B. b先回到出发点；‎ C. a、b同时回到出发点； D. 无法确定。‎ ‎300‎ a o b B ‎13题图 ‎13. 如图，在直角区域aob内，有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子从O点沿纸面以相同速度射入磁场中，速度方向与边界ob成30°，则正、负电子在磁场中运动的时间之比为 A. 2:1； B. 1:2； C. 4:1； D. 1:4。‎ a b c d ‎14题图 ‎14. 如图，在边长ab:bc=1:的长方形区域a b c d 内，有垂直纸面向里的匀强磁场，一束速率不同的电子，从b点沿平行边界bc方向射入磁场中，从a点和d点有电子射出磁场，则从a点和d点射出的电子的速率之比为 A. 1:2； B. 1:3； C. 1:； D. 1:4。‎ A D C B ‎15题图 E ‎15. 如图，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，已知 一离子在电场力和洛仑兹力作用下，从静止开始自A点沿曲线ACD运动，到达D点时速度为0，C点是运动的最低点。忽略重力，以下说法中正确的是 A. 该离子必带正电荷；‎ B. A点和D点位于同一高度；‎ C. 离子在C点时速度最大；‎ D. 离子到达D点后，将沿原曲线返回A点。‎ a b ‎16题图 ‎16. 一个带电粒子，垂直磁场方向射入一匀强磁场中，粒子的一段径迹如图。由于带电粒子使沿途空气电离，粒子的能量逐渐减小（所带电量不变）。从图中可以确定 A. 粒子从a到b运动，带正电； ‎ B. 粒子从b到a运动，带正电；‎ C. 粒子从a到b运动，带负电； ‎ ‎ D. 粒子b从到a运动，带负电。‎ a b E ‎17题图 ‎ ‎ ‎ 选会题 ‎17. 如图，在电场中一带电粒子沿虚线轨迹由a向b运动，若不计重力，则带电粒子的 A. 动能减小； B. 电势能减小；‎ C. 加速度减小； D. 动能和电势能总和减小。‎ ‎+‎ ‎-‎ ‎18题图 ‎18. 如图，质子和粒子以相同初动能沿垂直场强方向射入带电金属板间的电场中，从两板另一侧射出时 A. 质子动能增量较大，粒子动量增量较大；‎ B. 粒子动能增量较大，质子动量增量较大；‎ C. 粒子动能增量和动量增量都较大；‎ D. 质子动能增量和动量增量都较大。‎ ‎19题图 a b c v mv ‎+v ‎19. 如图，三个质量相等的粒子，其中两个分别带有正电和负电，一个不带电。从两块带电金属板左侧中央以相同速度垂直场强方向射入，分别落到正极板上a、b、c三处。若重力不能忽略，则 A. 落于a处的粒子带正电，落于c处的粒子带负电；‎ B. 落于a处的粒子动量增量最小，落于c处的粒子动量增量最大；‎ C. 落于a处的粒子动能增量最小，落于c处的粒子能量增量最大；‎ D. 运动中，落于a处的粒子加速度最小，落于c处的粒子加速度最大。‎ ‎20. 初动能为E K的带电粒子，以速度v垂直场强方向射入两块带电金属板间，射出两板时带电粒子的动能为2EK。若该带电粒子以速度2v入射，则射出两板时的动能为（不计重力）‎ A. 9 Ek； B. 4.25 Ek； C. 5 Ek； D. 8 Ek。‎ ‎21. 氢原子中电子绕核做匀速圆周运动，其周期为T1，可等效于电流强度为I1的圆电流。现垂直电子轨道平面加一匀强磁场，若电子的轨道半径不变，电子绕核运动的周期为T2，可等效于电流强度为I2的圆电流，则T1与T2、I1与I2的关系可能为 A. T1＞T2，I1＜I2； B. T1＜T2，I1＞I2；‎ C. T1＞T2，I1＞I2； D. T1＜T2，I1＜I2。‎ ‎22. 氢原子中，质量为m、电量为e的电子绕核做匀速圆周运动，现垂直电子轨道平面加一磁感应强度为B的匀强磁场。若电子轨道半径不变，电子受到的电场力为洛仑兹力的三倍，则电子绕核运动的角速度可能为 A.； B. ； C. ； D. 。‎ ‎+‎ ‎23题图 ‎23. 如图，氢原子中电子绕核运动（设沿逆时针）可等效于环形电流，设此环形电流在通过圆心并垂直于圆面的轴线上某一点P处产生的磁感应强度的大小为B1。现垂直于圆轨道平面加一磁感应强度为Bo的外磁场，这时电子的轨道半径没变，而它的速度发生了变化。若用B2表示此时环形电流在P点产生的磁感应强度的大小，则当Bo的方向 A. 垂直纸面向里时，B2＞B1； B. 垂直纸面向里时，B2＜B1；‎ C. 垂直纸面向外时，B2＞B1； D. 垂直纸面向外时，B2＜B1。‎ m B E ‎24题图 ‎24. 如图，在匀强电场和匀强磁场共存的区域内，匀强电场的场强为E，方向竖直向下。匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里时。一质量为m的带电液滴，沿着竖直圆周做匀速圆运动，则可以判知 A. 该液滴带有电量为的负电；‎ B. 该液滴沿逆时针方向运动；‎ C. 该液滴运动的角速度为；‎ D. 该液滴运动的线速度大小为。‎ B1‎ ‎25题图 B2‎ E P1‎ P2‎ P3‎ P4‎ S ‎25. 如图为质谱仪测定带电粒子质量的装置的示意图。滤速器中场强E方向向下，磁感应强度B1的方向垂直纸面向里，分离器中磁感应强度B2的方向垂直纸面向外。在S处有甲、乙、丙、丁四个一价正离子垂直于E和B1入射，若m甲=m乙＜m丙=m丁，‎ v甲＜v乙=v丙＜v丁，不计重力，则分别打在P1、P2、P3、P4四点的离子分别是 A. 甲乙丙丁； B. 甲丁乙丙；‎ C. 丙丁乙甲； D. 甲乙丁丙。‎ ‎~‎ v ‎26题图 ‎26. 如图，螺线管通有正弦交流电，一电子沿轴线射入螺线管中，在管中运动的情况可能是 A. 做匀束圆周运动； B. 沿轴线振动；‎ C. 沿一条螺线运动； D. 做匀速直线运动。‎ l v A B ‎27题图 ‎27. 如图，A、B是一对中间开有小孔的平行金属板，两小孔的连线与金属板垂直，两极板的距离为l，两极板间加有低频交流电压，A板电势为零，B板电势 u=Uocosωt。现有一电子在t=0时穿过A板的小孔进入电场，设初速和重力的影响均可忽略，则电子在两板间可能 A. 以AB间的某一点为平衡位置来回振动；‎ B. 时而向B板运动，时而向A板运动，但最后穿出B板；‎ C. 如果ω小于某个值ωo，l小于某个值lo，一直向B板运动，最后穿出B板；‎ D. 不论ω、l为何值，一直向B板运动，最后穿出Ｂ板。‎ A B UB T ‎2T t U0‎ ‎-U0‎ ‎0‎ ‎28题图 ‎28. 如图，A、B是一对平行金属板，在两板间加有周期为T的交变电压u，A板电势UA=0，B板电势UB随时间t变化规律如图。现有一电子从A板的小孔进入两板间的电场中，设电子的初速和重力的影响均可忽略，则 A. 若电子是在t=0时刻进入的，它将一直向B板运动；‎ B. 若电子是在t=时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动，最后打在B板上；‎ C. 若电子是在t=时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动，最后打在B板上；‎ D. 若电子是在t=时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动。‎ a b c ‎29题图 ‎29. 如图，a、b、c为某电场中的三个等势面，相邻两个等势面的电势差相等，其中等势面b的电势为0。一带电粒子进入该电场中运动时，经等势面c时动能为20J，到达等势面a时动能减为0。当电子的动能为15J时，其电势能为 A. 5J； B. 25J； C. －5J； D. －15J。‎ ‎30. A、B两个不同的正离子，A的质量为B的质量的2倍，A的电量为B的电量的4倍。从相距r处由静止释放，当它们运动到相距为2r时（不计重力）‎ A. B的加速度大小是A的加速度大小的2倍；‎ B. B的速率是A的速率的2倍；‎ C. B的动能是A的动能的2倍；‎ D. B的动量大小是A的动量大小的2倍。‎ v M N O B ‎31题图 ‎31. 如图，分界线MN上方有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子从分界线上O点沿纸面以相同速度射入磁场中，速度方向与分界线成θ角。若不计重力，则正、负电子 A. 在磁场中运动时间相同；‎ B. 在磁场中运动半径相同；‎ C. 重新回到分界线时速度相同；‎ D. 重新回到分界线的位置与O点距离相同。‎ ‎32题图 ‎32. 如图，摆球带有带负电的单摆，在垂直摆动平面的匀强磁场中摆动，每次摆过平衡位置时，保持不变的物理量是 A. 小球的动量； B. 小球的加速度； C. 摆绳的拉力； D. 小球的动能。‎ 二、填空题（必会题）‎ ‎33. 质子和粒子，垂直场强方向射入两块平行带电金属板间，或不计重力，则质子和粒子 ‎（1）若以相同速度入射，射出两板时侧移之比= 。‎ ‎（2）若以相同动量入射，射出两板时侧移之比= 。‎ ‎（3）若以相同动能入射，射出两板时侧移之比= 。‎ E v0‎ A B v ‎1200‎ ‎34题图 ‎34. 如图电量为e质量为m的电子，从A点以速度vo垂直场强方向射入匀强电场中，从B点射出电场时速度方向与电力线成120°角，则A、B两点间的电势差为 。‎ ‎35. 在磁感应强度为B的匀强磁场中，一带电粒子做匀速圆周运动，其速率为v，周期为T，则穿过带电粒子运动轨迹所围面积的磁通量为 。‎ ‎36. 质量为m、电量为q的带电粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中做圆周运动，其效果等效于一环形电流，则此环形电流的电流强度I= 。‎ U S A B ‎37题图 选会题 ‎37. 如图，A、B两块半径为R的圆形平行带电金属板，A板带正电，B板带负电，两板间电压为U。A板中心放有一放射源S，可向各个方向均匀射出质量为m、电量为q、速度为v的带电粒子。要使射出的带电粒子都落在B板上，则A、B两板间的距离不得大于的值为 。（不计重力）‎ ‎38题图 ‎38. 如图为某电场区域内等势面分布图，质子和粒子沿平行等势面方向以相同速度射入电场中，射出电场时，质子与粒子的动量增量大小之比= ；‎ 动能增量之比= 。‎ ‎39. 用X射线照射一未带电的平行板电容器的一个极板，发射出的电子汇聚在另一块极板上。若每秒钟从每平方厘米极板上发射出的电子数目n=1013个，发射出电子的速度v=105m/s，电子质量m=0.91×10－30kg，电容器的电容C=2.56 pF，极板面积S=1.52cm2。则当汇聚到另一极板上的电子不再增加时，需经过的时间为t= 。‎ E l ‎40题图 ‎40. 如图，在水平匀强电场中，长l的丝线一端固定，另一端系一质量为m、带有电量为＋q的小球。现将小球拉至丝线沿水平方向由静止释放，小球摆至丝线与竖直方向成角的位置时速度减为0，则 ‎（1）匀强电场场强E= 。‎ ‎（2）下摆中小球可获得的最大速度vm= 。‎ ‎+‎ ‎-‎ A v l d ‎41 题图 ‎41. 如图，两块相距d=6cm、水平放置的带电金属板，板长l=100cm，上板带正电，下板带负电。一质量m=1g、电量q=－4×10－7C的质点，从两板左侧A点处沿水平方向以速度vo=10m/s射入电场中，A到下板的距离=1cm，要使质点能从两板右侧射出，则两板间的电压应满足的条件为 。‎ h v E L ‎42题图 ‎42. 如图，在地面上竖直放有一高的细管，管口上方有水平向左的匀强电场。在距地面高h、距细管水平距离为L处，将一质量为m、电量为＋q的带电小球水平抛出，要使小球恰好无磁撞地沿管子到达地面，则 ‎（1）抛出小球的初速vo= 。‎ ‎（2）匀强电场的场强E= 。‎ m B E ‎43题图 ‎-q ‎（3）小球落地时的动能EK= 。‎ ‎43. 如图，在匀强电场和匀强磁场共存的区域内，匀强电场的场强为E、方向竖直向下；匀强磁场的磁感应强度为B、方向垂直纸面向里。一根绝缘细杆与水平 方向成角固定放置，细杆上套有一质量为m、电量为-q的小球，小球与细杆间摩擦系数为μ（μ＜tan）。现让小球由静止开始沿杆下滑，则下滑过程当中 ‎（1）小球的最大加速度为 。‎ B m ‎-q ‎44题图 ‎（2）小球的最大速度为 。‎ ‎44. 如图，在磁感应强度为B、垂直纸面向里的匀强磁场中，有一倾角为的光滑斜面。质量为m、电量为-q的物体，由静止开始沿斜面下滑，则该物体可沿斜面下滑的最大距离为 。‎ ‎5d m e v d ‎45题图 ‎45. 如图，两块长为5d的金属板，相距d平行放置，下板接地，两板间有垂直纸面向里的匀强磁场。一束质量为m、电量为e、宽度为d的电子束，从两板左侧垂直磁场方向以速度vo射入两板间。要使电子不会从两板间射出，则匀强磁场的磁感应强度B应满足的条件为 。‎ a d ‎46题图 b S v0‎ d B E ‎47题图 ‎46. 如图，宽度d=8厘米的匀强磁场区，磁感应强度B=0.332T，磁场方向垂直纸面向里。在磁场边界aa’上放有一放射源S，可沿纸面向各个方向均匀射出初速率均为vo=3.2×105m/s的粒子。已知粒子的质量为m=6.64×10－27Kg，电量q=3.2×10－19C，则粒子可从磁场另一边界bb’射出的长度范围为 。‎ ‎47. 如图宽度d=8厘米的匀强电场和匀强磁场共存的区域内，场强方向竖直向下，磁感应强度方向垂直纸面向里，一带电粒子沿水平方向射入场区中，恰好不发生偏转。若入射时撤去磁场，带电粒子从另一侧射出场区时向上侧移了3.2cm。若入射时撤去电场，则带电粒子从另一侧射出场区时的侧移为 。‎ ‎（不计重力）‎ y P m e B E x y ‎0‎ ‎48题图 ‎48. 如图，在直角坐标系xoy平面内，x轴上方有磁感应强度为B、方向垂直xoy平面指向纸里的匀强磁场，x轴下方有场强为E、方向沿y轴负方向的匀强电场，x轴正方向上有一点P到原点O的距离PO=l。一质量为m、电量为e的电子，由y轴负方向上距原点O为y处由静止释放，要使电子进入磁场运动且恰可通过P点（不计重力）‎ 则（1）y应满足的条件为 。‎ ‎（2）电子由释放至运动到P点所用的时间t= 。‎ R1‎ R2‎ ‎49题图 ‎49. 如图，在垂直纸面向里的匀强磁场中，平行磁场方向放置一均匀薄板，一正离子在磁场中沿半径为R1的圆轨道运动，恰垂直打在薄板上，穿过薄板后，沿半径为R2的圆轨道运动，并再次垂直打在薄板上。若R2=0.9R1，则正离子可穿过薄板的次数为 （不计重力，正离子穿过薄板时不改变电量）。‎ ‎-q1‎ B E ‎50题图 ‎-q2‎ ‎50. 如图，在匀强电场和匀强磁场共有的区域内，场强方向竖直向下，磁感应强度方向垂直纸面向里。带有电量-q2的微粒沿半径为r1的竖直圆周匀速运动，当与原静止在圆周上的另一带有电量-q1的微粒相碰后，合在一起沿半径为r2的圆周匀速运动，则r1: r2= 。‎ d B a b 导电 液体 ‎51题图 ‎51. 如图为电磁流量计的示意图，非磁性管直径为d，内有导电液体流动，在垂直液体流方向加一指向纸里的匀强磁场，测得液体a、b两点间的电势差为U，则管内导电液体的流量Q= m3/s。‎ d B I ‎52题图 ‎52. 如图，一块铜板，左右两面拉入电流路中，有电流I自左向右流过铜板。当一匀强磁场垂直前表面穿入铜板，从后表面垂直穿出时，铜板上、下两面之间出现电势差，‎ ‎（1）上、下两面哪个表面电势高？ 。‎ P B E x y ‎0‎ ‎53题图 ‎（2）若铜板前、后两面间距为d，铜板单位体积内的自由电子数为n，电子电量为e，则上、下表面间的电势差U= 。‎ ‎53. 如图，在xoy平面内，有场强E＝12N/C、方向沿x正方向的匀强电场，磁感应强度B=2T、方向垂直xoy平面指向纸里的匀强磁场。一质量m = 4×10－5Kg、电量q=2.5×10－5C的带电微粒沿xoy平面做匀速直线运动，运动到原点O时，撤去磁场，经一段时间后，带电粒子运动到了x轴上P点，则 ‎（1）PO之间的距离为 。‎ ‎（2）带电微粒由O运动到P点的时间t= 。‎ R o a ‎54题图 ‎54. 如图，质量为m、电量为q的正离子，由静止开始经电压U加速后，从a孔沿半径aO=R的方向射入一绝缘圆柱筒内，筒内有垂直筒的截面指向纸里的匀强磁场。要使正离子与筒壁碰撞最少的次数后重新从a孔射出，则筒内匀强磁场的磁感应强度B = 。‎