专题32带电粒子在电磁场和重力场中变速圆周运动（含解析）【备考2022】高考物理 一轮复习

绝密★启用前 专题32带电粒子在电磁场和重力场中变速圆周运动 u试卷副标题 考试范围：xxx；考试时间：100分钟；命题人：xxx 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第I卷（选择题） 请点击修改第I卷的文字说明 一、多选题 1．如图所示：绝缘中空轨道竖直固定，圆弧段光滑，对应圆心角为，、两端等高，为最低点，圆弧圆心为，半径为；直线段、粗糙，与圆弧段分别在、端相切；整个装置处于方向垂直于轨道所在平面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场中，在竖直虚线左侧和右侧还分别存在着场强大小相等、方向水平向右和向左的匀强电场。现有一质量为、电荷量恒为、直径略小于轨道内径、可视为质点的带正电小球，从轨道内距点足够远的点由静止释放。若，小球所受电场力等于其重力的倍，重力加速度为。则（　　） A．小球第一次沿轨道下滑的过程中，先做加速度减小的加速运动，后做加速度变大的减速运动 B．小球经过点时，对轨道的弹力可能为 C．经足够长时间，小球克服摩擦力做的总功是 D．小球在轨道内受到的摩擦力不可能大于 【答案】CD 【详解】 A．小球第一次沿轨道AC下滑的过程中，由题意可知，电场力与重力的合力方向恰好沿着斜面AC，则刚开始小球与管壁无作用力，当从静止运动后，由左手定则可知，洛伦兹力导致球对管壁有作用力，从而导致滑动摩擦力增大，而重力与电场力的合力大小为 不变，故根据牛顿第二定律可知，做加速度减小的加速运动，当摩擦力等于两个力的合力时，做匀速运动，故A错误； B．小球在轨道上往复运动，由于在斜轨上不断损失机械能，则最终会在CD之间往复运动，对小球在O点受力分析，由C向D运动，对轨道的压力最小，则由牛顿第二定律，则有 由C到O点，机械能守恒定律，则有 解得 即当小球由C向D运动时，小球经过点时，对轨道的最小的弹力为，不可能为，故B错误； C．从静止开始到最终到C点的速度为零过程中，根据动能定理可知 也就是摩擦力做功与重力及电场力做功之和为零，则摩擦力总功为 故C正确； D．当小球的摩擦力与重力及电场力的合力相等时，小球做匀速直线运动，小球在轨道内受到的摩擦力最大，则为，不可能大于，故D正确； 故选CD。 2．如图所示，ABC为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中AB为倾斜直轨道，BC为与AB相切的圆形轨道，并且圆形轨道处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。质量相同的甲、乙、丙三个小球中，甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电。现将三个小球在轨道AB上分别从不同高度处由静止释放，都恰好通过圆形轨道的最高点，则（　　） A．甲球的释放位置比乙球的高 B．经过最高点时，三个小球的速度相等 C．经过最高点时，乙球的速度最大 D．运动过程中三个小球的机械能守恒 【答案】AD 【详解】 ABC．三个小球在运动过程中机械能守恒，有 mgh＝mv2 在圆形轨道的最高点时对甲有 qv1B＋mg＝ 对乙有 mg－qv2B＝ 对丙有 mg＝ 可判断 v1＞v3＞v2 则 h1＞h3＞h2 选项A正确，BC错误； D．因洛伦兹力不做功，只有重力做功，则运动过程中三个小球的机械能守恒，选项D正确。 故选AD。 3．如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直线MN水平，a、b是两个完全相同的带正电小球（视为点电荷），b固定在M点，a从N点静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点Q（图中未画出）时速度为零。则小球a（　　） A．从N到Q的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小 B．从N到P的过程中，动量的大小先增大后减小 C．从N到Q的过程中，电势能一直增加 D．从P到Q的过程中，动能减少量小于电势能增加量 【答案】BC 【详解】 A．a由N到Q的过程中，重力竖直向下，而库仑力一直沿二者的连线方向，则可知，重力与库仑力的夹角一直减小，且库仑力增 ... ...