2015高考物理_00023.docVIP

计时双基练30　带电粒子在复合场中的运动 (限时：45分钟　满分：100分) A级　双基达标 　　　　　　　　　 1. 练图8－3－1 带电质点在匀强磁场中运动，某时刻速度方向如练图8－3－1所示，所受的重力和洛伦兹力的合力恰好与速度方向相反，不计阻力，则在此后的一小段时间内，带电质点将(　　) A．可能做直线运动 B．可能做匀减速运动 C．一定做曲线运动 D．可能做匀速圆周运动 解析　带电质点在运动过程中，重力做功，速度大小和方向发生变化，洛伦兹力的大小和方向也随之发生变化，故带电质点不可能做直线运动，也不可能做匀减速运动或匀速圆周运动，C项正确． 答案　C 2. 练图8－3－2 如练图8－3－2所示，真空中存在竖直向上的匀强电场和水平向里的匀强磁场，一质量为m、带电荷量为q的物体以速度v在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，假设t＝0时刻物体在轨迹最低点且重力势能为零，电势能也为零，下列说法错误的是(　　) A．物体带正电且逆时针转动 B．匀强电场的场强E＝，匀强磁场的磁感应强度B＝ C．物体运动过程中，机械能随时间的变化关系为E＝mv2＋mgR D．物体运动过程中，机械能的变化量随时间的变化关系为ΔE＝mgR 解析　带电物体做匀速圆周运动，则电场力与重力平衡，电场力方向向上，物体带正电．洛伦兹力提供向心力，结合左手定则知，带电物体沿逆时针方向转动，A项正确；因qE＝mg，qvB＝m，则E＝，B＝，B项正确；物体运动过程中动能不变，重力势能随时间的变化Ep＝ΔEp＝mgR(1－cosθ)＝mgR，所以机械能随时间的变化关系为E＝mv2＋mgR，C项正确；机械能的变化等于电场力做的功，则ΔE＝qER(1－cosθ)＝mgR(1－cosθ)＝mgR，D项错误．本题答案为D. 答案　D 3．(多选题) 练图8－3－3 如练图8－3－3所示，一束粒子(不计重力，初速度可忽略)缓慢通过小孔O1进入极板间电压为U的水平加速电场区域，再通过小孔O2射入相互正交的恒定匀强电场、磁场区域，其中磁场的方向如图所示，磁感应强度大小可根据实际要求调节，收集室的小孔O3与O1、O2在同一条水平线上．则收集室收集到的是(　　) A．具有特定质量的粒子 B．具有特定比荷的粒子 C．具有特定速度的粒子 D．具有特定动能的粒子 解析　粒子在加速电场中由动能定理可得：qU＝mv2v＝ ，粒子沿直线O1O2O3运动，则在相互正交的恒定匀强电场、磁场区域中必定受力平衡，可得qE＝Bqvv＝为某一定值．故选项B、C正确． 答案　BC 4. 练图8－3－4 (多选题)如练图8－3－4所示，空间存在正交的匀强电场和匀强磁场，匀强电场方向竖直向上，匀强磁场的方向垂直纸面向里．有一内壁光滑、底部有带正电小球的试管．在水平拉力F作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口处飞出．已知小球质量为m、带电荷量为q，场强大小为E＝.关于带电小球及其在离开试管前的运动，下列说法中正确的是(　　) A.洛伦兹力对小球不做功 B．洛伦兹力对小球做正功 C．小球的运动轨迹是一条抛物线 D．维持试管匀速运动的拉力F应逐渐增大 解析　洛伦兹力总是与带电粒子速度的方向垂直，所以不做功，A项正确，B项错；小球在水平方向上做匀速运动，在竖直方向上的合力等于洛伦兹力的竖直分力，即F合＝Bqv，故竖直方向做匀加速运动，所以运动轨迹是一条抛物线，选项C正确；由于小球在竖直方向上的速度增大，洛伦兹力的水平分力增大，而试管又向右做匀速运动，所以F要逐渐增大，故D项正确． 答案　ACD 5. 练图8－3－5 磁流体发电机可以把气体的内能直接转化为电能，是一种低碳环保发电机，有着广泛的发展前景．其发电原理示意图如练图8－3－5所示，将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，整体上呈电中性)喷射入磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场区域有两块面积为S、相距为d的平行金属板与外电阻R相连构成一电路，设气流的速度为v，气体的电导率(电阻率的倒数)为g.则(　　) A．两板间电势差为U＝Bdv B．上板是电源的正极，下板是电源的负极 C．流经R的电流为I＝ D．流经R的电流为 I＝ 解析　等离子体喷射入磁场后，在洛伦兹力F1＝qBv的作用下正离子向上偏，负离子向下偏，则上板是电源的正极，下板是电源的负极，B项对；两板间形成向下的电场，正负离子将受到电场力F2＝q阻碍其偏转，假设外电路断路，则qBv＝q，即U＝Bdv为电源电动势，A项错．电源内阻为r＝ρ＝，由闭合电路欧姆定律得I＝＝，C、D项错． 答案　B 6．(多选题)(2013·江西百校联考)练图8－3－6①是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连．带电粒子在磁场中运