高三物理总复习考试复合场专题练习及答案

高三物理总复习：复合场

参考答案与试题解析

一、选择题

1．（3分）如图所示，空间存在着由匀强磁场B和匀强电场E组成的正交电磁场，电场方向水平向左，磁场方向垂直纸面向里．有一带负电荷的小球P，从正交电磁场上方的某处自由落下，那么带电小球在通过正交电磁场时（）

A．一定作曲线运动B．不可能作曲线运动

C．可能作匀速直线运动D．可能作匀加速直线运动

考点：带电粒子在混合场中的运动．

专题：共点力作用下物体平衡专题．

分析：对小球受力分析后，得到合力的方向，根据曲线运动的条件进行判断．

解答：解：小球进入两个极板之间时，受到向下的重力，水平向右的电场力和水平向左的洛伦兹力，若电场力与洛伦兹力受力平衡，由于重力的作用，小球向下加速，速度变大，洛伦兹力变大，洛伦兹力不会一直与电场力平衡，故合力一定会与速度不共线，故小球一定做曲线运动；故A正确，B错误；

在下落过程中，重力与电场力不变，但洛伦兹力变化，导致合力也变化，则做变加速曲线运动．故CD均错误；

故选A．

点评：本题关键要明确洛伦兹力会随速度的变化而变化，故合力会与速度方向不共线，粒子一定做曲线运动．

2．（3分）如图所示，在某空间同时存在着相互正交的匀强电场E匀强磁场B电场方向竖直向下，有质量分别为

m1，m2的a，b两带负电的微粒，a电量为q1，恰能静止于场中空间的c点，b电量为q2，在过C点的竖直平面内做半径为r匀速圆周运动，在c点a、b相碰并粘在一起后做匀速圆周运动，则（）

A．

a、b粘在一起后在竖直平面内以速率做匀速圆周运动

B．a、b粘在一起后仍在竖直平面内做半径为r匀速圆周运动

C．a、b粘在一起后在竖直平面内做半径大于r匀速圆周运动

D．

a、b粘在一起后在竖直平面内做半径为的匀速圆周运动

考点：带电粒子在混合场中的运动；牛顿第二定律；向心力．

专题：带电粒子在复合场中的运动专题．

分析：粒子a、b受到的电场力都与其受到的重力平衡；碰撞后整体受到的重力依然和电场力平衡，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律列式，再结合动量守恒定律列式求解．

解答：解：粒子b受到的洛伦兹力提供向心力，有

解得

两个电荷碰撞过程，系统总动量守恒，有

m2v=（m1+m2）v′

解得

整体做匀速圆周运动，有

故选D．

点评：本题关键是明确两个粒子的运动情况，根据动量守恒定律和牛顿第二定律列式分析计算．

3．（3分）设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，如图所示，已知一离子在电场力和洛仑兹力的作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，忽略重力，以下说法正确的是（）

A．这离子必带正电荷

B．A点和B点位于同一高度

C．离子在C点时速度最大

D．离子到达B点时，将沿原曲线返回A点

考点：带电粒子在混合场中的运动．

专题：带电粒子在复合场中的运动专题．

分析：（1）由离子从静止开始运动的方向可知离子必带正电荷；

（2）在运动过程中，洛伦兹力永不做功，只有电场力做功根据动能定理即可判断BC；

（3）达B点时速度为零，将重复刚才ACB的运动．

解答：解：A．离子从静止开始运动的方向向下，电场强度方向也向下，所以离子必带正电荷，A正确；

B．因为洛伦兹力不做功，只有静电力做功，A、B两点速度都为0，根据动能定理可知，离子从A到B运动过程中，电场力不做功，故A、B位于同一高度，B正确；

C．C点是最低点，从A到C运动过程中电场力做正功做大，根据动能定理可知离子在C点时速度最大，C 正确；

D．到达B点时速度为零，将重复刚才ACB的运动，向右运动，不会返回，故D错误．

故选：ABC．

点评：本题主要考查了带电粒子在混合场中运动的问题，要求同学们能正确分析粒子的受力情况，再通过受力情况分析粒子的运动情况，要注意洛伦兹力永不做功，难度适中．

4．（3分）回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示．如果用同一回旋加速器分别加速氚核（）和α粒子（）比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，有（）

A．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大

B．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小

C．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能也较小

D．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大

考点：质谱仪和回旋加速器的工作原理．

专题：带电粒子在磁场中的运动专题．

分析：回旋加速器是通过电场进行加速，磁场进行偏转来加速带电粒子．带电粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同，根据T=比较周期．当粒子最后离开回旋加速器时的速度最大，根据qvB=m求出粒

子的最大速度，从而得出最大动能的大小关系．

解答：

解：带电粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同，根据T=，知氚核（13H）的质量与电量的比值大于α粒子（24He），所以氚核在磁场中运动的周期大，则加速氚核的交流电源的周期较大．根据qvB=m得，最大速度v=，则最大动能E Km=mv2=，

氚核的质量是α粒子的倍，氚核的电量是倍，则氚核的最大动能是α粒子的倍，即氚核的最大动能较小．故B正确，A、C、D错误．

故选：B．

点评：

解决本题的关键知道带电粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同，以及会根据qvB=m求出粒子的最大速度．

5．（3分）（2013•重庆）如图所示，一段长方体形导电材料，左右两端面的边长都为a和b，内有带电量为q的某种自由运动电荷．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（）

A．

，负B．

，正

C．

，负

D．

，正

考点：霍尔效应及其应用．专题：压轴题．