1、專題高效升級卷五 電、磁場中的圓周運動 (時間:90分鐘 滿分:100分),一、選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分) 1.如圖所示，A、B是相距r的兩個點電荷，A固定，電荷量為+Q；B的質(zhì)量為m、電荷量為q,且具有速度v.若已知靜電力常量為k,負電荷B僅在A產(chǎn)生的電場力作用下運動，且電勢能保持不變，則下列說法錯誤的是( ),A.v的方向是任意的 B.v的大小一定是 C.負電荷B在圖示位置的加速度一定是 D.負電荷B繞A運動的周期是2r 答案：A,2.如圖所示，平面直角坐標系的第象限內(nèi)存在磁感應強度為B的勻強磁場，方向垂直紙面向里.一質(zhì)量為m、帶電荷量大小為q的帶電粒子以速度v從O點沿

2、著與y軸成30角的方向進入磁場，運動到A點時的速度方向平行于x軸，那么 ( ),A.粒子帶正電 B.粒子帶負電 C.粒子由O到A經(jīng)歷時間為 D.粒子的動能發(fā)生變化 答案：B,3.如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強磁場，三個質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a、b、c，以不同的速率對準圓心O沿著AO方向射入磁場，其運動軌跡如圖.若帶電粒子只受磁場力的作用，則下列說法正確的是( ),A.a粒子速率最大 B.c粒子速率最大 C.c粒子在磁場中運動時間最長 D.它們做圓周運動的周期TaTbTc 答案：B,4.如圖所示，內(nèi)壁光滑的玻璃管長為L，平放在光滑水平桌面上，玻璃管底部有一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球.

3、勻強磁場方向豎直向下，磁感應強度為B.現(xiàn)讓玻璃管繞通過開口端的豎直軸O以角速度在水平面內(nèi)沿逆時針方向做勻速圓周運動，則玻璃管底部所受壓力大小( ),A.可能為0 B.等于mL2 C.等于mL2qBL D.等于mL2qBL 答案：C,5.回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其主體部分是兩個D形金屬盒.兩金屬盒處在垂直于盒底的勻強磁場中，并分別與高頻交流電源兩極相連接，從而使粒子每次經(jīng)過兩盒間的狹縫時都能得到加速，如圖所示.現(xiàn)要增大帶電粒子從回旋加速器射出時的動能，下列方法可行的是( ),A.減小磁場的磁感應強度 B.減小狹縫間的距離 C.增大高頻交流電壓 D.增大金屬盒的半徑 答案：D,6.如圖所示

4、，真空中O點處固定一點電荷Q，同時在O點通過絕緣細線懸掛一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的小球，開始時細線與小球處在水平位置且靜止，釋放后小球擺到最低點時，細線的拉力為4mg，則固定電荷Q在最低點B處產(chǎn)生的場強大小為( ),A. B. C. D. 答案：A,7.一個帶負電荷q、質(zhì)量為m的小球，從光滑絕緣的斜面軌道的A點由靜止下滑，小球恰能通過半徑為R的豎直圓形軌道的最高點B而做圓周運動.現(xiàn)在豎直方向上加如圖所示的勻強電場，且電場強度滿足mg2qE，若仍從A點由靜止釋放該小球，則( ),A.小球仍恰好過B點 B.小球不能過B點 C.小球能過B點，且在B點與軌道之間壓力不為0 D.以上說法都不對 答案：A

5、,8.如圖所示，a、b是一對水平放置的平行金屬板，板間存在著豎直向下的勻強電場.一個不計重力的帶電粒子從兩板左側正中位置以初速度v沿平行于金屬板的方向進入場區(qū)，帶電粒子進入場區(qū)后將向上偏轉，并恰好從a板的右邊緣處飛出.若撤去電場，在兩金屬板間加垂直紙面向里的勻強磁場，則相同的帶電粒子從同一位置以相同的速度進入場區(qū)后將向下偏轉，并恰好從b板的右邊緣處飛出.現(xiàn)上述的電場和磁場同時存在于兩金屬板之間，仍讓相同的帶電粒子從同一位置以相同的速度進入場區(qū)，則下面的判斷中正確的是( ),A.帶電粒子將偏向a板做曲線運動 B.帶電粒子將偏向b板做曲線運動 C.帶電粒子將做勻速直線運動 D.帶電粒子將做勻速圓周

6、運動 答案：A,9.如圖所示，空間存在水平向左的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場，電場和磁場相互垂直.在電磁場區(qū)域中，有一個豎直放置的光滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一個帶正電的小球.O點為圓環(huán)的圓心，a、b、c、d、e為圓環(huán)上的五個點，a點為最高點，c點為最低點，bOd沿水平方向，e為弧ad的中點.已知小球所受電場力與重力大小相等.現(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點由靜止釋放，下列判斷正確的是( ),A.小球能運動到c點，且此時所受洛倫茲力最大 B.小球能運動到e點，且此時所受洛倫茲力最小 C.小球從a點運動到b點，重力勢能減小，電勢能增大 D.小球從b點運動到c點，電勢能增大，動能先增大后減小 答案：D,10.

7、某一空間存在著磁感應強度大小不變、方向隨時間周期性變化的磁場(忽略磁場瞬間變化所產(chǎn)生的感應電場)，如圖甲所示，規(guī)定垂直紙面向里的磁場方向為正方向.為了使靜止在該磁場中的帶正電的粒子能做橫“ ”字曲線運動且逆時針方向通過fgab(軌跡如圖乙)，已知磁場變化周期T等于粒子完成一次橫“ ”字曲線運動的時間，則可行的辦法是(粒子只受磁場力作用，其他力不計)( ),A.若粒子初始位置在g處，t= T時給粒子一個沿切線方向豎直向下的初速度 B.若粒子初始位置在a處，t= T時給粒子一個沿切線方向水平向右的初速度 C.若粒子初始位置在f處，t= T時給粒子一個沿切線方向水平向左的初速度 D.若粒子初始位置在

8、d處，t= T時給粒子一個沿切線方向豎直向上的初速度 答案：B,二、計算題(本題共4小題，共60分.解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟,只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 11.(12分)如圖所示，豎直放置的半圓形絕緣軌道半徑為R，下端與光滑絕緣水平面平滑連接，整個裝置處于方向豎直向上的勻強電場E中.一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的物塊(可視為質(zhì)點)，從水平面上的A點以初速度v0水平向左運動，沿半圓形軌道恰好通過最高點C，場強大小E .,(1)試計算物塊在運動過程中克服摩擦力做的功. (2)證明物塊離開軌道落回水平面的水平距離與場強大小E無關，且為

9、一常量. 答案：(1) mv02+ (Eqmg)R (2)略,12.(12分)如圖所示，在平面坐標系xOy內(nèi)，第、象限內(nèi)存在沿y軸正方向的勻強電場，第、象限內(nèi)存在半徑為L的圓形勻強磁場，磁場圓心在M(L，0)點，磁場方向垂直于坐標平面向外.一帶正電粒子從第象限中的Q(-2L，-L)點以速度v0沿x軸正方向射出，恰好從坐標原點O進入磁場，從P(2L，0)點射出磁場.不計粒子重力，求：,(1)電場強度與磁感應強度大小之比. (2)粒子在磁場與電場中運動時間之比. 答案：(1) (2),13.(18分) 如圖a所示，在真空中，半徑為b的虛線所圍的圓形區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場，磁場方向垂直紙面向外.在磁場右

10、側有一對平行金屬板M和N，兩板間距離也為b，板長為2b，兩板的中心線O1O2與磁場區(qū)域的圓心O在同一直線上，兩板左端與O1也在同一直線上.有一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子，以速率v0從圓周上的P點沿垂直于半徑OO1并指向圓心O的方向進入磁場，當從圓周上的O1點水平飛出磁場時，給M、N板加上如圖b所示電壓u.當電壓恰好變化一個周期時，粒子剛好以平行于N板的速度，從N板的邊緣飛出.不計平行金屬板兩端的邊緣效應及粒子所受的重力.,(1)求磁場的磁感應強度B的大小； (2)求交變電壓的周期T和電壓U0的值； (3)若t= 時，將該粒子從MN板右側沿板的中心線O2O1，仍以速率v0射入M、N之間，

11、求粒子從磁場中射出的點到P點的距離.,答案：(1) (2) (n=1,2,3,) (n=1,2,3,) (3)2b,14.(18分) 如圖所示，圓心為原點、半徑為R的圓將xOy平面分為兩個區(qū)域，即圓內(nèi)區(qū)域和圓外區(qū)域.區(qū)域內(nèi)有方向垂直于xOy平面的勻強磁場B1.平行于x軸的熒光屏垂直于xOy平面，放置在y=-2.2R的位置.一束質(zhì)量為m、電荷量為q、動能為E0的帶正電粒子從坐標為(-R,0)的A點沿x軸正方向射入?yún)^(qū)域，當區(qū)域內(nèi)無磁場時，粒子全部打在熒光屏上坐標為(0，-2.2R)的M點，且此時，若將熒光屏沿y軸負方向平移，粒子打在熒光屏上的位置不變.若在區(qū)域內(nèi)加上方向垂直于xOy平面的勻強磁場B2，上述粒子仍從A點沿x軸正方向射入?yún)^(qū)域 ，則粒子全部打在熒光屏上坐標為(0.4R,