【文档说明】高考物理一轮复习（通用版）分层限时跟踪练25 Word版含解析.doc，共(9)页，256.000 KB，由MTyang资料小铺上传

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分层限时跟踪练(二十五)(限时40分钟)一、单项选择题1．(2015·桂林调研)一回旋加速器，当外加磁场一定时，可把α粒子加速到v，它能把质子加速到的速度为()A．vB．2vC．0.5vD．4v【解析】回旋加速器对带电粒子加速时，粒子回旋的最大半径为R.依R＝mvqB得v＝qBRm，vpvα＝qp

mp∶qαmα＝11∶24＝2∶1，故vp＝2vα＝2v.故B项正确．【答案】B2．(2015·日照模拟)质谱仪的两大重要组成部分是加速电场和偏转磁场．如图8-3-12为质谱仪的原理图，设想有一个静止的

质量为m、带电荷量为q的带电粒子(不计重力)，经电压为U的加速电场加速后垂直进入磁感应强度为B的偏转磁场中，带电粒子打至底片上的P点，设OP＝x，则能正确反映x与U之间的函数关系的是()图8-3-12【解析】根据动能定理qU＝12mv2，粒子在磁场中偏转洛伦

兹力提供向心力，则R＝mvqB＝1B2mUq，OP间距离x＝2R＝2B2mUq，则x∝U，B、C、D三项错误，A项正确．【答案】A3．(2016·威海模拟)一重力不计的带电粒子以初速度v0(v0＜EB)先后穿过宽度相同且紧邻在一起的有明显边界的匀强电场E和匀强磁场B，如图8-3-13甲所示，电场

和磁场对粒子总共做功W1；若把电场和磁场正交叠加，如图乙所示．粒子仍以v0的初速度穿过叠加场区，电场和磁场对粒子总共做功W2，比较W1、W2的大小()甲乙图8-3-13A．一定是W1＝W2B．一定是W1＞W2C．一

定是W1＜W2D．可能是W1＞W2，也可能是W1＜W2【解析】洛伦兹力对带电粒子不做功，但洛伦兹力会影响带电粒子的运动轨迹．题图乙中，由于洛伦兹力作用，使得带电粒子沿电场线方向的位移变小，导致电场力所做功变小

，故B项正确．【答案】B4．(2015·西宁检测)在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，电荷量为q的液滴在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动．已知电场强度的大小为E，方向竖直向上，磁感应强度的大小为B，方向垂直纸面向里，则液滴的质量和环绕速度分别为()A.qEg，EBB.B2qRE，EBC

．BqRg，qgRD.qEg，BgRE【解析】已知液滴在重力场、匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动，故液滴受到的重力和电场力是一对平衡力，重力竖直向下，所以电场力竖直向上，与电场方向相同，可知液滴带正电．由mg＝qE可得m＝qEg.设液滴在洛伦兹力的作

用下做匀速圆周运动的半径为R，则R＝mvBq，联立解得v＝BRgE，故D项正确．【答案】D5．如图8-3-14所示，一段长方体形导电材料，左右两端面的边长都为a和b，内有带电荷量为q的某种自由运动的电荷．导电材料置于

方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，内部磁感应强度大小为B.当通以从左到右的稳恒电流I时，测得导电材料上、下表面之间的电压为U，且上表面的电势比下表面的低．由此可得该导电材料单位体积内自由运动电荷数及自由运动电荷

的正负分别为()图8-3-14A.IB|q|aU，负B.IB|q|aU，正C.IB|q|bU，负D.IB|q|bU，正【解析】建立霍尔效应模型，根据左手定则，不管正电荷还是负电荷均应该向上偏，由于上表面的电势比下表面的电势低，所以电荷电性为负．当导电材料上、下表面之间的电压为U时，电荷所

受电场力和洛伦兹力相等，Uaq＝qvB，根据电流的微观表达式I＝nqvab，解得导电材料单位体积内自由运动的电荷数n＝IB|q|bU，所以C项正确，A、B、D三项错误．【答案】C二、多项选择题6．如图8-3-15所示，平行金属

板a、b之间的距离为d，a板带正电，b板带负电，a、b之间还有一垂直于纸面的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度大小为B1.一不计重力的带电粒子以方向平行于两金属板的速度v0恰能在两金属板之间向下做匀速运动，并进入PQ下方磁

感应强度大小为B2、方向垂直纸面向里的匀强磁场中．已知PQ与平行金属板下端平齐，带电粒子的比荷为c，则下列说法正确的是()图8-3-15A．带电粒子在平行金属板a、b间运动时，受到的电场力水平向右B．平行金属板a、b之间的电压为dv0B1C．带电粒子进入PQ下方

的磁场之后，向左偏转D．带电粒子在PQ下方的磁场中做圆周运动的半径为v0cB2【解析】不知道带电粒子所带电荷的正负，无法确定带电粒子在平行金属板a、b间运动时受到的电场力的方向，也无法确定带电粒子进入PQ下方的磁场之后的偏转方向，选项A、C错误；粒子在平行金

属板a、b之间做匀速直线运动，qUd＝qv0B1，解得平行金属板a、b之间的电压为U＝dv0B1，选项B正确；带电粒子在PQ下方的匀强磁场中做匀速圆周运动，轨道半径为r＝mv0qB2＝v0cB2，选项D正确．【答案】BD7．如图8-3-16所示，在水平匀强电场和垂

直纸面向里的匀强磁场中，有一竖直足够长固定绝缘杆MN，小球P套在杆上，已知P的质量为m，电荷量为＋q，电场强度为E，磁感应强度为B，P与杆间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g.小球由静止开始下滑直到稳定的过程中()图8-3-16A．小球的加速度一

直减小B．小球的机械能和电势能的总和保持不变C．下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是v＝2μqE－mg2μqBD．下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是v＝2μqE＋mg2μqB【解析】对小球受力分析如图所示，则mg－μ(Eq－qvB)＝ma，随

着v的增加，小球加速度增加，当Eq＝qvB时达到最大值amax＝g，继续运动，mg－μ(qvB－Eq)＝ma，随着v的增加，a逐渐减小，所以选项A错误；因为有摩擦力做功，机械能与电势能总和在减小，选项B错

误；若在前半段达到最大加速度的一半，则mg－μ(Eq－qvB)＝mg2，得v＝2μqE－mg2μqB，若在后半段达到最大加速度的一半，则mg－μ(qvB－Eq)＝mg2，得v＝2μqE＋mg2μqB，故选项C、D正确．【答案】CD8．如图8-3-17所示，一束带电粒子以一定的初速度沿直线通

过由正交的匀强磁场(磁感应强度为B)和匀强电场(电场强度为E)组成的速度选择器，然后粒子通过平板S上的狭缝P进入另一匀强磁场(磁感应强度为B′)，最终打在A1A2上，下列表述正确的是()图8-3-17A．粒子带负电B．所有打在A1A2上的粒子，在磁感应强度为B

′的磁场中的运动时间都相同C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于EBD．粒子打在A1A2上的位置越靠近P，粒子的比荷qm越大【解析】根据粒子在磁感应强度为B′的磁场中的运动轨迹可判断粒子带正电，A错误；带电粒子

在速度选择器中做匀速直线运动，则电场力与洛伦兹力等大反向，Eq＝Bqv，可得v＝EB，C正确；由洛伦兹力充当粒子做圆周运动的向心力可得r＝mvBq，则qm＝vBr，越靠近P，r越小，粒子的比荷越大，D正确；所有打在A1A2上的粒子在磁感应强度为B′的磁场

中都只运动半个周期，周期T＝2πmBq，比荷不同，打在A1A2上的粒子在磁感应强度为B′的磁场中的运动时间不同，B错误．【答案】CD9．如图8-3-18所示，竖直放置的两块很大的平行金属板a、b，相距为d，a、b间的电场强度为E，今有一带正电的微粒从a板下边缘以初速

度v0竖直向上射入电场，当它飞到b板时，速度大小不变，而方向变为水平方向，且刚好从高度也为d的狭缝穿过b板进入bc区域，bc区域的宽度也为d，所加电场的场强大小为E，方向竖直向上，磁感应强度方向垂直纸面向里，磁场磁感应强度大小

等于Ev0，重力加速度为g，则下列关于微粒运动的说法正确的是()图8-3-18A．微粒在ab区域的运动时间为v0gB．微粒在bc区域中做匀速圆周运动，圆周半径r＝2dC．微粒在bc区域中做匀速圆周运动，运动时间为πd6v0D．微粒

在ab、bc区域中运动的总时间为（π＋6）d3v0【解析】微粒在ab区域运动时，竖直方向上受重力作用，做匀减速运动，故A正确；微粒在bc区域所受电场力竖直向上，且qE＝mg，故微粒在bc区域做匀速圆周运动，其轨迹半径r＝mv0qB，又v20＝2gd，

B＝Ev0，解得r＝2d，故B正确；设微粒在bc区域转过的角度为θ，由几何关系知θ＝30°，所以微粒在bc区域做匀速圆周运动的时间为t2＝T12＝πm6qB＝πd3v0，故C错误；微粒在ab区域运动的时间为t1＝v0g＝2dv0，微粒在ab、bc区域中运动的总时间为t＝t

1＋t2＝（π＋6）d3v0，故D正确．【答案】ABD三、非选择题10．(2016·长沙模拟)如图8-3-19所示，在直角坐标系的第Ⅰ象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，第Ⅳ象限分布着竖直向上的匀强电场，场强E＝4.0×103V/m，现从图中M(1.8，－1.0

)点由静止释放一比荷qm＝2×105C/kg的带正电的粒子，该粒子经过电场加速后经x轴上的P点进入磁场，在磁场中运动一段时间后经y轴上的N点离开磁场，不计重力．问：图8-3-19(1)若磁感应强度B＝0.2T，则N点的坐标是多少？(2)若要求粒子最终从N点垂直y轴离开磁场，则磁

感应强度为多大？从M点开始运动到从N点垂直y轴离开磁场的时间为多少？【解析】(1)由动能定理可得E·MP·q＝12mv20，解得v0＝4×104m/s.根据Bqv0＝mv20r，解得r＝1m.由几何关系可

知ON＝0.6m，即N点的坐标为(0，0.6)．(2)由题意可得粒子在磁场中的运动半径r＝0.6m，由Bqv0＝mv20r，解得B＝13T.设粒子在电场中运动的时间为t1，在磁场中运动的时间为t2，整个过程运动的时间为t＝t1＋t2＝3mv0Eq＋34×2πmBq＝(15＋9π4)×10－5s.【

答案】(1)(0，0.6)(2)13T(15＋9π4)×10－5s11．如图8-3-20所示，区域Ⅰ内有与水平方向成45°角的匀强电场E1，区域宽度为d1，区域Ⅱ内有正交的有界匀强磁场B和匀强电场E2，区域宽度为d2，磁场方向垂直纸面向里，电场方向竖

直向下．一质量为m、带电荷量为q的微粒在区域Ⅰ左边界的P点，由静止释放后水平向右做直线运动，进入区域Ⅱ后做匀速圆周运动，从区域Ⅱ右边界上的Q点穿出，其速度方向改变了60°，重力加速度为g，求：图8-3-20(1)区域Ⅰ和区域Ⅱ内匀强电场的电场强度E1、

E2的大小；(2)区域Ⅱ内匀强磁场的磁感应强度B的大小；(3)微粒从P运动到Q的时间．【解析】(1)微粒在区域Ⅰ内水平向右做直线运动，则在竖直方向上有qE1sin45°＝mg解得E1＝2mgq微粒在区域Ⅱ内做匀速圆周运动，则在竖直方向上有mg＝qE2，E2＝mgq.(2)

设微粒在区域Ⅰ内水平向右做直线运动时加速度为a，离开区域Ⅰ时速度为v，在区域Ⅱ内做匀速圆周运动的轨道半径为R，则a＝qE1cos45°m＝gv2＝2ad1(或qE1cos45°×d1＝12mv2)Rsin60°＝d2qvB＝mv2R解得B＝mqd23gd12.(3)微粒在区域

Ⅰ内做匀加速运动，t1＝2d1g在区域Ⅱ内做匀速圆周运动的圆心角为60°，则T＝2πmBqt2＝T6＝πd2323gd1解得t＝t1＋t2＝2d1g＋πd2323gd1.【答案】见解析