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2020高考物理一本突破二轮复习突破练：专题三第3讲带电粒子在复合场中的运动Word版含解析 2020高考物理一本突破二轮复习突破练：专题三第3讲带电粒子在复合场中的运动Word版含解析 PAGE / NUMPAGES 2020高考物理一本突破二轮复习突破练：专题三第3讲带电粒子在复合场中的运动Word版含解析 [限训练 ·通高考 ] 科学设题 拿下高考高分 (45 分钟 ) 一、单项选择题 1． (2018 ·建龙岩上学期期末福 )如图所示，两平行金属板中间有相互垂直的匀强磁 场和匀强电场，不计重力的带电粒子沿垂直于电场和磁场方向射入．有可能做直 线运动的是 ( ) 解析： A 图中，若粒子带正电，则粒子受向下的电场力和向下的洛伦兹力，粒子 不能沿直线运动；同理当粒子带负电时也不能沿直线运动，选项 A 错误． B 图中， 若粒子带正电，粒子受向上的电场力和向上的洛伦兹力，粒子不能沿直线运动； 同理当粒子带负电时也不能沿直线运动，选项 B 错误； C 图中，若粒子带正电， 粒子受向下的电场力和向上的洛伦兹力，若二者相等，则粒子能沿直线运动；同 理当粒子带负电时也可能沿直线运动，选项 C 正确； D 图中，若粒子带正电，粒 子受向上的电场力和向上的洛伦兹力，粒子不能沿直线运动；同理当粒子带负电 时也不能沿直线运动，选项 D 错误． 答案： C 2.质量为 m、电荷量为 q 的微粒，以与水平方向成 θ角的速度 v 从 O 点进入方向如图所示的正交的匀强电场 (场强大小为 E)和匀强磁场(磁感应强度大小为 B)组成的混合场区，该微粒在电场力、洛伦 兹力和重力的作用下， 恰好沿直线运动到 A，重力加速度为 g.下列说法中正确的是 ( ) ．该微粒一定带正电 B．微粒从 O 到 A 的运动可能是匀变速运动 mg C．该磁场的磁感应强度大小为 qvcos θ D．该电场的场强为 Bvcos θ 解析：若微粒带正电， 电场力水平向左， 洛伦兹力垂直 OA 斜向右下方，则电场力、 重力、洛伦兹力不能平衡，微粒不可能做直线运动，则微粒带负电， A 错误；微 粒如果做匀变速运动，重力和电场力不变，而洛伦兹力变化，微粒不能沿直线运 动，与题意不符， B 错误；由平衡条件得 qvBcos θ＝mg，qvBsin θ＝ qE，知 C 正确， 错误． 答案： C 3.如图所示，空间的某个复合场区域内存在着竖直向下的匀强电场 和垂直纸面向里的匀强磁场．质子由静止开始经一加速电场加速 后，垂直于复合场的界面进入并沿直线穿过场区，质子 (不计重力 ) 穿过复合场区所用时间为 t，从复合场区穿出时的动能为 Ek，假设 无论撤去磁场 B 还是撤去电场 E，质子仍能穿出场区，则 ( ) A ．若撤去磁场 B，质子穿过场区时间大于 t B．若撤去电场 E，质子穿过场区时间小于 t C．若撤去磁场 B，质子穿出场区时动能大于 Ek D．若撤去电场 E，质子穿出场区时动能大于 Ek 解析： 质子进入复合场沿直线运动，则质子受到的电场力和洛伦兹力大小相等、 方向相反，即 eE＝Bev0，若撤去磁场 B，质子在电场中做类平抛运动，由类平抛 运动特点可知，穿过电场的时间 t＝ x ，因场区宽度 x 不变，则时间不变，质子竖 v0 直方向做初速度为 0 的匀加速直线运动， 出电场时的速度必大于 v0，动能大于 Ek， 则 A 错误， C 正确．若撤去电场 E，则质子在磁场中只受洛伦兹力作用，方向始 终垂直于质子速度方向，所以洛伦兹力对质子不做功，质子速度大小不变，动能 不变，但是洛伦兹力改变了质子运动方向，所以质子在磁场中运动轨迹变长，穿 出场区时间变长，则 B、D 错误． 答案： C 4.回旋加速器是加速带电粒子的装置， 其核心部分是分别与高频交流 电极相连接的两个 D 形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的 电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两个 D 形金属盒处于垂 直于盒底的匀强磁场中，如图所示．现用同一回旋加速器分别加速两种同位素， 关于高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，下列说法正确的是 ( ) ．加速质量大的粒子交流电源的周期较大，加速次数少 B．加速质量大的粒子交流电源的周期较大，加速次数多 C．加速质量大的粒子交流电源的周期较小，加速次数多 D．加速质量大的粒子交流电源的周期较小，加速次数少 解析： D  形盒间的交流电源的周期等于粒子做圆周运动的周期  2πm T＝ qB ，则加速质 量大的粒子时所需交流电源的周期较大，  v2 由 qvB＝mR，解得  qBR v＝ m ，则粒子获得 的最大动能  1 2 Ek＝ 2mv ＝  q2B2R2 ，故加速质量较大的粒子时获得的最大动能较小， 2m 因加速一次粒子得到的动能