重難點(diǎn)08 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（新高考專(zhuān)用）（學(xué)生版）-高考物理專(zhuān)練(新高考專(zhuān)用)

高考物理【熱點(diǎn)·重點(diǎn)·難點(diǎn)】專(zhuān)練(新高考專(zhuān)用)重難點(diǎn)08帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【知識(shí)梳理】考點(diǎn)帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1．帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)是力電綜合的重點(diǎn)和高考熱點(diǎn)．這類(lèi)問(wèn)題的特點(diǎn)是電場(chǎng)、磁場(chǎng)或重力場(chǎng)依次出現(xiàn)，包含空間上先后出現(xiàn)和時(shí)間上先后出現(xiàn)，磁場(chǎng)或電場(chǎng)與無(wú)場(chǎng)區(qū)交替出現(xiàn)相組合的場(chǎng)等．其運(yùn)動(dòng)形式包含勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)等，涉及牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功能關(guān)系等知識(shí)的應(yīng)用．復(fù)習(xí)指導(dǎo)：1.理解掌握帶電粒子的電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn)的條件、運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，會(huì)應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)行分析研究，掌握研究帶電粒子的電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn)的方法，能夠熟練處理類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)．2．學(xué)會(huì)按照時(shí)間先后或空間先后順序?qū)\(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析，分析運(yùn)動(dòng)速度的承前啟后關(guān)聯(lián)、空間位置的距離關(guān)系、運(yùn)動(dòng)時(shí)間的分配組合等信息將各個(gè)運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來(lái)．2．解題時(shí)要弄清楚場(chǎng)的性質(zhì)、場(chǎng)的方向、強(qiáng)弱、范圍等．3．要進(jìn)行正確的受力分析，確定帶電粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．4．分析帶電粒子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，畫(huà)出運(yùn)動(dòng)軌跡是解題的關(guān)鍵【重點(diǎn)歸納】1、求解帶電粒子在組合復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的分析方法(1)正確受力分析，除重力、彈力、摩擦力外要特別注意靜電力和磁場(chǎng)力的分析．(2)確定帶電粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，注意運(yùn)動(dòng)情況和受力情況的結(jié)合．(3)對(duì)于粒子連續(xù)通過(guò)幾個(gè)不同區(qū)域、不同種類(lèi)的場(chǎng)時(shí)，要分階段進(jìn)行處理．(4)畫(huà)出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡，靈活選擇不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律．2、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用實(shí)例(1)質(zhì)譜儀(2)回旋加速器(3)速度選擇器(4)磁流體發(fā)電機(jī)(5)電磁流量計(jì)工作原理【限時(shí)檢測(cè)】(建議用時(shí)：30分鐘)一、單選題1．如圖所示為一種質(zhì)譜儀的工作原理示意圖，此質(zhì)譜儀由粒子源、加速電場(chǎng)、靜電分析器和磁分析器組成。加速電場(chǎng)的加速電壓為，半圓形通道內(nèi)有方向指向圓心的均勻電場(chǎng)，在中心線處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為；磁分析器中分布著方向重直于紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度為的范圍足夠大的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其上邊界與靜電分析器的下邊界重合。由粒子源發(fā)出一個(gè)質(zhì)量為、電荷量為的粒子(初速度為零，重力不計(jì))，經(jīng)加速電場(chǎng)加速后沿垂直靜電分析器左側(cè)邊界的方向進(jìn)入并沿中心線通過(guò)靜電分析器，由點(diǎn)進(jìn)入磁分析器中，最終打到膠片上的點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是()A．加速電場(chǎng)的極板比極板的電勢(shì)低B．磁分析器中點(diǎn)到點(diǎn)的距離C．只有比荷等于的帶正電粒子經(jīng)加速電壓加速后才可以沿通道中心線通過(guò)靜電分析器，進(jìn)入磁分析器D．若某次使用時(shí)，磁場(chǎng)的上邊界繞點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)了30°，質(zhì)量為、電荷量為的粒子最終將打到膠片上的點(diǎn)2．如圖所示，紙面為豎直面，MN為豎直線段，MN之間的距離為h，空間存在平行于紙面的足夠?qū)挼膭驈?qiáng)電場(chǎng)，其大小和方向未知，圖中未畫(huà)出，一帶正電的小球從M點(diǎn)在紙面內(nèi)以v0的速度水平向左開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，以后恰好以大小為vv0的速度通過(guò)N點(diǎn)。已知重力加速度g，不計(jì)空氣阻力。則下列說(shuō)法正確的的是()A．可以判斷出電場(chǎng)強(qiáng)度的方向水平向左B．從M點(diǎn)到N點(diǎn)的過(guò)程中小球的機(jī)械能先增大后減小C．從M到N的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球的速度最小為D．從M到N的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球的速度最小為3．某同學(xué)根據(jù)法拉第的設(shè)想，設(shè)計(jì)用兩塊金屬板驗(yàn)證是否真的能利用地磁場(chǎng)以及河流來(lái)發(fā)電，他在西江中插入兩塊金屬板，河水以速度v自西向東從兩板間流過(guò)，已知佛山地磁場(chǎng)豎直向下的分量為B，則以下推測(cè)符合物理規(guī)律的是()A．若將P、Q兩金屬板用導(dǎo)線連通，將有電流經(jīng)導(dǎo)線由P流向QB．河水流速越大，則P、Q兩板間的電勢(shì)差越大C．P、Q兩金屬板靠得越近，則兩板間的電勢(shì)差越大D．河水電阻率越小，則P、Q兩板間的電勢(shì)差越大4．圖示裝置叫質(zhì)譜儀，最初是由阿斯頓設(shè)計(jì)的，是一種測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具。其工作原理如下：一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為g的離子，從容器A下方的小孔飄入電勢(shì)差為U的加速電場(chǎng)，其初速度幾乎為0，然后經(jīng)過(guò)沿著與磁場(chǎng)垂直的方向，進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后打到照相的底片D上。不計(jì)離子重力。則()A．離子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率為B．離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為C．離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為D．若a、b是兩種同位素的原子核，從底片上獲知a、b在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的直徑之比是，則a、b的質(zhì)量之比為二、多選題5．如圖所示，在平面的一、二、三象限內(nèi)存在垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第四象限存在沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度，為處于y軸負(fù)方向的彈性絕緣薄擋板，長(zhǎng)度為，M點(diǎn)為x軸正方向上的一點(diǎn)，。現(xiàn)有一個(gè)比荷大小為的帶正電小球(可視為質(zhì)點(diǎn)且重力不計(jì))，從擋板下端N處小孔的右側(cè)某處由靜止釋放，經(jīng)勻強(qiáng)電場(chǎng)加速后從N處小孔沿x軸負(fù)方向射入磁場(chǎng)，若與擋板相碰就以原速率彈回，且碰撞時(shí)間不計(jì)，碰撞時(shí)電荷量不變，小球最后都能經(jīng)過(guò)M點(diǎn)，則帶電小球從釋放點(diǎn)到N點(diǎn)距離的可能值為(保留一位小數(shù))()A． B． C． D．6．如圖所示，三角形區(qū)域有垂直于坐標(biāo)向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，P，M的坐標(biāo)分別為、，邊界無(wú)阻礙。x軸下方區(qū)域內(nèi)有沿x軸正方向，且場(chǎng)強(qiáng)的勻強(qiáng)電場(chǎng)，Q、N的坐標(biāo)分別為、。一系列電子以不同的速率從O點(diǎn)沿y軸正方向射入磁場(chǎng)，已知速率為的電子通過(guò)磁場(chǎng)和電場(chǎng)后恰好過(guò)Q點(diǎn)，忽略電子間的相互影響，則()A．通過(guò)Q點(diǎn)的電子軌道半徑為B．通過(guò)Q點(diǎn)的電子軌道半徑為C．速率不超過(guò)的電子均可進(jìn)入電場(chǎng)D．速率不超過(guò)的電子均可進(jìn)入電場(chǎng)三、解答題7．如圖甲所示，豎直擋板MN左側(cè)空間有方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的水平磁場(chǎng)，電場(chǎng)和磁場(chǎng)的范圍足夠大，電場(chǎng)強(qiáng)度E=40N/C，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像如圖乙所示，選定磁場(chǎng)垂直紙面向里為正方向。t=0時(shí)刻，一質(zhì)量m=8×10-4kg、電荷量q=＋2×10-4C的微粒在O點(diǎn)具有豎直向下的速度v=0.12m/s，O′是擋板MN上一點(diǎn)，直線OO′與擋板MN垂直，g取10m/s2求：(1)微粒再次經(jīng)過(guò)直線OO′時(shí)與O點(diǎn)的距離；(2)微粒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中離開(kāi)直線OO′的最大高度(計(jì)算結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位)；(3)水平移動(dòng)擋板，使微粒能垂直射到擋板上，擋板與O點(diǎn)間的距離應(yīng)滿足的條件。8．示波管中有兩個(gè)偏轉(zhuǎn)電極，其中一個(gè)電極XX′上可以接入儀器自身產(chǎn)生的鋸齒形電壓，叫掃描電壓。如圖甲所示，XX′極板長(zhǎng)L＝0.2m，板間距d＝0.2m，在金屬板右端豎直邊界MN的右側(cè)有一區(qū)域足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝5×10－3T，方向垂直紙面向里?，F(xiàn)將X′板接地，X極板上電勢(shì)φ隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示。有帶正電的q粒子流以速度v0＝1×105m/s，沿水平中線OO′連續(xù)射入電場(chǎng)中，粒子的比荷為＝1×108C/kg，重力忽