2020年高考物理复习 高三物理强化特训专题08 复合场(解析版)

选择题强化训练 专题八复合场（解析版）

一、单选题

1.如图，一束电子沿z轴正向流动，则在图中y轴上A点的磁场方向是

A．+x方向 【答案】A

【解析】据题意，电子流沿z轴正向流动，电流方向沿z轴负向，由安培定则可以判断电流激发的磁场以z轴为中心沿顺时针方向（沿z轴负方向看），通过y轴A点时方向向外，即沿x轴正向，则选项A正确。 2.如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上(与纸面平行)，磁场方向垂直于纸面向里．三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等，质量分别为ma、mb、mc.已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动．下列选项正确的是( )

B．-x方向

C．+y方向

D．-y方向

A．ma>mb>mc B．mb>ma>mc C．mc>ma>mb D．mc>mb>ma 【答案】B

【解析】对微粒a，洛伦兹力提供其做圆周运动所需向心力，且mag＝Eq，对微粒b，qvB＋Eq＝mbg，对微粒c，qvB＋mcg＝Eq，联立三式可得mb>ma>mc，选项B正确．

3.如图所示为某种质谱仪的工作原理示意图。此质谱仪由以下几部分构成:粒子源N;P、Q间的加速电场;静电分析器,即中心线半径为R的四分之一圆形通道,通道内有均匀辐射电场,方向沿径向指向圆心O,且与圆心O等距的各点电场强度大小相等;磁感应强度为B的有界匀强磁场,方向垂直纸面向外;胶片M。由粒子源发出的不同带电粒子,经加速电场加速后进入静电分析器,某些粒子能沿中心线通过静电分析器并经小孔S垂直磁场边界进入磁场,最终打到胶片上的某点。粒子从粒子源发出时的初速度不同,不计粒子所受重力。下列说法正确的是( )。

A.从小孔S进入磁场的粒子速度大小一定相等 B.从小孔S进入磁场的粒子动能一定相等 C.打到胶片上同一点的粒子速度大小一定相等 D.打到胶片上位置距离O点越远的粒子,比荷越大

【解析】从小孔S进入磁场,说明粒子在电场中运动半径相同,在静电分析器中,qE=

,无法判断出粒子的速

度和动能是否相等,A、B两项错误;打到胶片上同一点的粒子,在磁场中运动的半径相同,由qvB=m,qE=,

联立可得r=,所以打到胶片上同一点的粒子速度相等,与比荷无关,C项正确,D项错误。 【答案】C

4.如图所示,在正交的匀强电场和匀强磁场中有质量和电荷量都相同的两油滴M、N。M静止,N做半径为R的匀速圆周运动,若N与M相碰后并结合在一起,则碰后M、N整体将( )。 A.以N原速率的一半做匀速直线运动 B.以为半径做匀速圆周运动 C.仍以R为半径做匀速圆周运动 D.做周期为N的一半的匀速圆周运动

【解析】设M、N的质量和电荷量分别为m、q,碰撞前N的速率为v。碰撞后瞬间整体的速率为v'。碰撞前,对N,由洛伦兹力提供向心力,有qvB=m,得R=;对M有qE=mg;碰撞过程,取碰撞前N的速度方向为正方向,

由动量守恒定律有mv=2mv',得v'=;MN整体受到的电场力为2qE,重力为2mg,则2qE=2mg,所以整体的电场

力和重力仍平衡,因此碰后整体做匀速圆周运动,轨迹半径r===,A、C两项错误,B项正确;N原来的周

期TN=,碰后整体的周期T==TN,D项错误。

【答案】B

5.(2016·全国卷Ⅰ)现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加速电压恒定。质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍。此离子和质子的质量比约为( )

A.11 C.121

B.12 D.144

【解析】设质子的质量和电荷量分别为m1、q1，一价正离子的质量和电荷量为m2、q2。对于任意粒子，在加速电场中，由动能定理得 1

qU＝mv2－0，得v＝

2v2

在磁场中qvB＝m②

r

B2r2q

由①②式联立得m＝，由题意知，两种粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径相同，加速电压U不变，

2Um2B22

其中B2＝12B1，q1＝q2，可得＝2＝144，故选项D正确。

m1B1【答案】 D

2qU

① m

6.为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的长方体流量计。该装置由绝缘材料制成，其长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口。在垂直于上下底面方向加一匀强磁场，前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极。污水充满管口从左向右流经该装置时，接在M、N两端间的电压表将显示两个电极间的电压U。若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法中正确的是( )

A.M端的电势比N端的高

B.电压表的示数U与a和b均成正比，与c无关 C.电压表的示数U与污水的流量Q成正比 D.若污水中正负离子数相同，则电压表的示数为0

U

【解析】 由左手定则可知正电荷打在N端，所以M端的电势比N端的低，故选项A错误；由q＝qBv，

bUU

解得U＝Bbv，故选项B、D错误；污水的流量Q＝vS＝bc＝c，所以电压表的示数U与污水的流量Q

BbB成正比，故选项C正确。 【答案】 C

7.如图所示,空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场的方向竖直向下,磁场的方向垂直于纸面向里,一带电液滴P恰好处于静止状态,则下列说法正确的是( )。

A.若撤去电场,P可能做匀加速直线运动 B.若撤去磁场,P可能做匀加速直线运动 C.若给P一初速度,P可能做匀加速直线运动

D.若给P一初速度,P可能沿顺时针方向做匀速圆周运动

【解析】仅撤去电场,液滴受重力向下运动从而具有向下的速度,液滴受洛伦兹力,速度改变,洛伦兹力方向随速度方向的变化而变化,P不可能做匀加速直线运动,A项错误;液滴静止时不受洛伦兹力,重力和电场力相互平衡,所以仅撤去磁场,P仍然静止,B项错误;若给P一初速度,则当P初速度方向与磁场平行时,P不受洛伦兹力,重力和电场力仍平衡,P受力平衡,可以做匀速直线运动,但是不能做匀加速直线运动,C项错误;当P的初速度方向与磁场垂直时,重力和电场力的合力为零,洛伦兹力提供向心力,P带负电,做顺时针方向的匀速圆周运