【与名师对话】高考物理总复习 课时作业25 新人教版选修31.doc

课时作业(二十五)(分钟：45分钟满分：100分)一、选择题(每小题8分，共72分)1不计重力的负粒子能够在如右图所示的正交匀强电场和匀强磁场中匀速直线穿过设产生匀强电场的两极板间电压为u ，距离为d，匀强磁场的磁感应强度为b，粒子带电荷量为q，进入速度为v，以下说法正确的是()a若同时增大u和b，其他条件不变，则粒子一定能够直线穿过b若同时减小d和增大v，其他条件不变，则粒子可能直线穿过c若粒子向下偏，能够飞出极板间，则粒子动能一定减小d若粒子向下偏，能够飞出极板间，则粒子的动能有可能不变解析粒子能够直线穿过，则有qqvb，即v，若u、b增大的倍数不同，粒子不能沿直线穿过，a项错，同理b项正确；粒子向下偏，电场力做负功，又w洛0，所以ek0，c项正确，d项错答案bc2(2012洛阳四校联考)下图甲是回旋加速器的原理示意图。其核心部分是两个d型金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中(磁感应强度大小恒定)，并分别与高频电源相连加速时某带电粒子的动能ek随时间t变化规律如下图乙所示，若忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断正确的是()a高频电源的变化周期应该等于tntn1b在ekt图象中t4t3t3t2t2t1c粒子加速次数越多，粒子获得的最大动能一定越大 d不同粒子获得的最大动能都相同解析高频电源的变化周期应该等于2(tntn1)，选项a错误；由qvbmv2/r得rmv/qb，粒子获得的最大动能ekmv2，与加速次数无关，选项c错误对于同一回旋加速器，半径r一定，磁感应强度b一定，粒子获得的最大动能ek与粒子电荷量q和质量有关，选项d错误答案b3目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机如右图所示表示了它的发电原理：将一束等离子体喷射入磁场，磁场中有两块金属板a、b，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压如果射入的等离子体的初速度为v，两金属板的板长(沿初速度方向)为l，板间距离为d，金属板的正对面积为s，匀强磁场的磁感应强度为b，方向垂直于离子初速度方向，负载电阻为r，电离气体充满两板间的空间当发电机稳定发电时，电流表的示数为i.那么板间电离气体的电阻率为()a.(r)b.(r)c.(r) d.(r)解析当发电机稳定时，等离子体做匀速直线运动，所以qvbqeq，即ubdv，由i和r得(r)，故a正确答案a4如右图所示，有一混合正离子束先后通过正交电场、磁场区域和匀强磁场区域，如果这束正离子束在区域中不偏转，进入区域后偏转半径又相同，则说明这些正离子具有相同的()a动能 b质量c电荷量 d比荷解析设电场的场强为e，由于正离子在区域里不发生偏转，则eqb1qv，得v；当正离子进入区域时，偏转半径又相同，所以r，故选项d正确答案d5(2011湖南部分中学调研)如图所示，已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压u加速后，水平进入互相垂直的匀强电场e和匀强磁场b的复合场中(e和b已知)，小球在此空间的竖直面内做匀速圆周运动，则()a小球可能带正电b小球做匀速圆周运动的半径为rc小球做匀速圆周运动的周期为td若电压u增大，则小球做匀速圆周运动的周期增加解析小球在复合场中做匀速圆周运动，则小球受的电场力和重力满足mgeq，则小球带负电，a错误；因为小球做圆周运动的向心力为洛伦兹力，由牛顿第二定律和动能定理可得：bqv，uqmv2，联立两式可得：小球做匀速圆周运动的半径r，由t可以得出t，所以b、c正确，d错误答案bc6如右图所示，一个带正电的滑环套在水平且足够长的粗糙的绝缘杆上，整个装置处于方向如右图所示的匀强磁场中，现给滑环一个水平向右的瞬时作用力，使其开始运动，则滑环在杆上的运动情况不可能的是()a始终做匀速运动b始终做减速运动，最后静止于杆上c先做加速运动，最后做匀速运动d先做减速运动，最后做匀速运动解析给滑环一个瞬时作用力，滑环获得一定的速度v，当qvbmg时，滑环将以v做匀速直线运动，故a正确当qvbmg时，滑环先做减速运动，当减速到qvbmg后，以速度v做匀速直线运动，故d对由于摩擦阻力作用，环不可能做加速运动，故c错，应选c.答案c7(2011江西师大附中、临川联考)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，磁场方向水平(图中垂直纸面向里)，一带电油滴p恰好处于静止状态，则下列说法正确的是()a若仅撤去电场，油滴p可能做匀加速直线运动b若仅撤去磁场，油滴p可能做匀加速直线运动c若给油滴p一初速度，油滴p不可能做匀速直线运动d若给油滴p一初速度，油滴p可能做匀速圆周运动解析考查带电体在匀强电场、匀强磁场以及重力场的复合场中的运动油滴p能处于静止状态，说明受到的重力和电场力平衡，电场力竖直向上，油滴p带负电荷若仅撤去电场，刚开始油滴p在重力作用下产生速度，相应油滴p受到磁场产生的洛伦兹力，油滴p不可能做匀加速直线运动，a错误；若仅撤去磁场，油滴p受到的重力和电场力恒定，始终平衡，油滴p将做匀速直线运动或保持静止状态，不可能做匀加速直线运动，b错误；给油滴p一个初速度时，若速度方向垂直纸面，洛伦兹力为零，油滴p所受合外力为零，则油滴p将垂直纸面做匀速直线运动，故c错误；同理给油滴p的初速度平行纸面的任何方向时，重力和电场力的合力为零，油滴p相当于只受到洛伦兹力作用，将会做匀速圆周运动，d正确答案d8如右图所示，粗糙的足够长的竖直木杆上套有一个带电的小球，整个装置处在由水平匀强电场和垂直于纸面向外的匀强磁场组成的足够大的复合场中，小球由静止开始下滑，在整个运动过程中小球的vt图象如下图所示，其中错误的是()解析小球下滑过程中，qe与qvb反向，开始下落时qeqvb，所以a，随下落速度v的增大a逐渐增大；当qeh2h3ch1h2h3 dh1h3h2解析由竖直上抛运动的最大高度公式得：h1.当小球在磁场中运动到最高点时，小球应有水平速度，由能量守恒定律得：mgh2ekmvmgh1，所以h1h2.当加上电场时，由运动的分解可知：在竖直方向上有，v2gh3，所以h1h3.答案d二、非选择题(共28分)10(14分)(2010福建高考)如图所示的装置，左半部为速度选择器，右半部为匀强的偏转电场一束同位素离子流从狭缝s1射入速度选择器，能够沿直线通过速度选择器并从狭缝s2射出的离子，又沿着与电场垂直的方向，立即进入场强大小为e的偏转电场，最后打在照相底片d上已知同位素离子的电荷量为q(q0)，速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为e0的匀强电场和磁感应强度大小为b0的匀强磁场，照相底片d与狭缝s1、s2的连线平行且距离为l，忽略重力的影响(1)求从狭缝s2射出的离子速度v0的大小；(2)若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度v0方向飞行的距离为x，求出x与离子质量m之间的关系式(用e0、b0、e、q、m、l表示)解析(1)能从速度选择器射出的离子满足qe0qv0b0v0(2)离子进入匀强偏转电场e后做类平抛运动，则xv0tlat2由牛顿第二定律得qema由解得x .答案(1)v0(2)x 11(14分)(2010山东高考)如图所示，以两虚线为边界，中间存在平行纸面且与边界垂直的水平电场，宽度为d，两侧为相同的匀强磁场，方向垂直纸面向里一质量为m、带电量q、重力不计的带电粒子，以初速度v1垂直边界射入磁场做匀速圆周运动，后进入电场做匀加速运动，然后第二次进入磁场中运动，此后粒子在电场和磁场中交替运动已知粒子第二次在磁场中运动的半径是第一次的二倍，第三次是第一次的三倍，以此类推求 (1)粒子第一次经过电场的过程中电场力所做的功w1. (2)粒子第n次经过电场时电场强度的大小en. (3)粒子第n次经过电场所用的时间tn. (4)假设粒子在磁场中运动时，电场区域场强为零请画出从粒子第一次射入磁场至第三次离开电场的过程中，电场强度随时间变化的关系图线(不要求写出推导过程，不要求标明坐标刻度值)解析(1)设磁场的磁感应强度大小为b，粒子第n次进入磁场时的半径为rn，速度为vn，由牛顿第二定律得qvnbm由式得vn因为r22r1，所以v22v1对于粒子第一次在电场中的运动，由动能定理得w1mvmv联立式得w1(2)粒子第n次进入电场时速度为vn，出电场时速度为vn1，有vnnv1，vn1(n1)v1由动能定理得qendmvmv联立式得en(3)设粒子第n次在电场中运动的加速度为an，由牛顿第二定律得qenman由运动学公式得vn1vnantn联立式得tn(4)如下图所示：答案(1)w1(2)en(3)tn(4)见解析拓展题：(2011三门模拟)某塑料球成型机工作时，可以喷出速度v010 m/s的塑料小球，已知喷出小球的质量m1.0104 kg，并且在喷出时已带了q1.0104 c的负电荷，如下图所示，小球从喷口飞出后，先滑过长d1.5 m的水平光滑的绝缘轨道，而后又过半径r0.4 m 的圆弧形竖立的光滑绝缘轨道今在水平轨道上加上水平向右的电场强度为e的匀强电场，小球将恰好从圆弧轨道的最高点m处水平飞出；若再在圆形轨道区域加上垂直于纸面向里的匀强磁场后，小球将恰好从圆形轨道上与圆心等高的n点脱离轨道落入放在地面上接地良好的金属容器内，g10 m/s2，求