2013年高三物理二轮专题质量评估4

1 专题质量评估专题质量评估 时间 45 分钟 满分 100 分 一 选择题 本题共 8 个小题 每小题 6 分 共计 48 分 每小题至少一个答案正确 把正确 选项前的字母填在题后的括号内 1 2012 高考海南卷 如图 直线上有O a b c四点 ab间的距离与bc间的距离相等 在O点处有固定点电荷 已知b点电势高于c点电势 若一带负电荷的粒子仅在电场力 作用下先从c点运动到b点 再从b点运动到a点 则 A 两过程中电场力做的功相等 B 前一过程中电场力做的功大于后一过程中电场力做的功 C 前一过程中 粒子电势能不断减小 D 后一过程中 粒子动能不断减小 解析 根据点电荷电场电场线及电势分布可知 b点电势高于c点 则O点固定的是正 电荷 负电荷移动过程中电场力做功W qU 又Ub c Uab 则前一个过程中电场力做功 小于后一个过程电场力的功 A B 选项错误 两个过程中均为电场力做正功 电势能减 小 动能增加 C 对 D 错 答案 C 2 2012 东北三校二模 如图所示 现有一个以O为圆心 以OP长为 半径的圆 四边形ABCD为圆的内接正方形 a b c d分别为正 方形的四个边AB BC CD和DA的中点 P Q分别为弧AB和弧CD 的中点 现在A和B C和D四点分别放上等量的正电荷和负电荷 若取无穷远处电势为零 下列说法正确的是 A O点的电场强度和电势均为零 B 把同一电荷从b点移到d点 电场力做功为零 C 把同一电荷从a点移到c点 电场力做功为零 D 同一电荷在P Q两点所受电场力相同 解析 由电场叠加知O点电势等于零 但场强大小不为零 方向沿Oc方向 A 错误 将 四个点电荷分为A与D B与C两组 因等量异种点电荷连线中垂面是电势为零的等势 面 则由电势叠加知bd线上各点电势仍为零 故 B 正确 将四个电荷分为A与B C与 D两组 由等量同种点电荷连线中垂线上的电场方向知这两组电荷在ac连线各点产生的 电场方向相同 由电场叠加知ac连线各点场强方向都是由a指向c 故将电荷由a移动 到c时电场力要做功 C 错误 由场强叠加知P Q两点处场强大小相等 方向相同 故 2 D 正确 答案 BD 3 2012 吉林实验中学二模 如图所示 一带电塑料小球质量为m 用丝线悬挂于O点 并在竖直平面内摆动 最大摆角为 60 水 平磁场垂直于小球摆动的平面 当小球自左方摆到最低点时 悬 线上的张力恰为零 则小球自右方最大摆角处摆到最低点时悬线 上的张力为 A 0 B 2mg C 4mg D 6mg 解析 设小球自左方摆到最低点时速度为v 则mv2 mgL 1 cos 60 此时 1 2 qvB mg m 当小球自右方摆到最低点时 v大小不变 洛伦兹力方向发生变化 v2 L T mg qvB m 得T 4mg 故 C 正确 v2 L 答案 C 4 如图所示 竖直放置的平行金属板M N带有等量异种电荷 M板 带正电 两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场 若一个带正电 的液滴在两板间只受场力作用 下述哪些运动是可能的 A 沿路径 水平向左做匀减速运动 B 沿路径 水平向右做匀加速运动 C 沿路径 竖直向上做匀速运动 D 沿路径 斜向右上做匀速运动 解析 带电液滴在两板之间运动时始终受到重力 电场力 洛伦兹力三个力作用 且重 力方向始终竖直向下 电场力方向始终水平向右 若液滴沿路径 水平向左运动时 液 滴受到的重力 洛伦兹力的方向都是竖直向下 合力不为零 A 错 若液滴沿路径 水 平向右加速运动时 洛伦兹力逐渐增大 B 错 若液滴沿路径 运动 洛伦兹力与电场 力抵消 重力做功 C 错 若液滴沿路径 斜向右上运动 重力 电场力 洛伦兹力三 个力的合力可能为零 D 对 答案 D 5 2012 高考北京卷 处于匀强磁场中的一个带电粒子 仅在磁场力作用下做匀速圆周运 动 将该粒子的运动等效为环形电流 那么此电流值 A 与粒子电荷量成正比 B 与粒子速率成正比 C 与粒子质量成正比 D 与磁感应强度成正比 解析 将该粒子的运动等效为环形电流 该粒子在一个周期只通过某一个截面一次 则 3 环形电流在一个周期T内的电量为q 根据电流定义式有I 粒子在磁场力作用下做 q T 匀速圆周运动 根据周期公式有T 两式联立有I 环形电流与磁感应强 2 m Bq Bq2 2 m 度成正比 与粒子质量成反比 与粒子电荷量的平方成正比 而与粒子速率无关 故选 D 答案 D 6 2012 深圳模拟 如图所示 有一半圆弧光滑轨道竖直放置 其半 径为R 在与圆心等高的位置静止放置一个带正电的小球A 其质 量为m M N之间有一方向水平向左的匀强电场 让小球A自由滚 下进入匀强电场区域 水平面也是光滑的 下列说法正确的是 A 小球一定能穿过MN区域继续运动 B 如果小球没有穿过MN区域 小球一定能回到出发点 C 如果小球没有穿过MN区域 只要电场强度足够大 小球可以到达P点 D 如果小球一定能穿过MN区域 电场力做的功为 mgR 解析 小球进入电场后做减速运动 如果小球到达N点还没有减速到零 说明小球穿过 了MN区域 如果小球还没有到N点就减速为零 说明小球不能穿过MN区域 A 项错误 如果小球没有穿过MN区域 根据能量守恒定律 小球能回到出发点 且速度为零 但 不能到达P点 B 项正确 C 项错误 如果小球一定能穿过MN区域 根据动能定理 电 场力做的功与重力做的总功之和等于动能的变化 由于不知道小球在N点的速度是否为 0 所以无法确定电场力做的功 D 项错 答案 B 7 2012 银川模拟 如图所示 空间有一垂直纸面的磁感应强度为 0 5 T 的匀强磁场 一 质量为 0 20 kg 且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上 在木板左端无初速度放置一 质量为 0 1 kg 电荷量q 0 2 C 的滑块 滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为 0 5 滑 块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力 现对木板施加方向水平向左 大小为 0 6 N 的恒力 g取 10 m s2 则 A 木板和滑块一直做加速度为 2 m s2的匀加速运动 B 滑块开始做匀加速直线运动 然后做加速度减小的加速运动 最后做匀速直线运动 C 最终木板做加速度为 2 m s2的匀加速运动 滑块做速度为 10 m s 的匀速运动 D 最终木板做加速度为 3 m s2的匀加速运动 滑块做速度为 10 m s 的匀速运动 解析 刚开始 滑块和木板一起做匀加速直线运动 随着速度的不断增加 滑块受到的 竖直向上的洛伦兹力不断增加 滑块所受的弹力减小 摩擦力减小 滑块做变加速运动 4 一段时间后 滑块的重力和洛伦兹力相平衡 滑块做匀速直线运动 而木板做匀加速直 线运动 根据qvB mg 得v 10 m s 根据F Ma 得a 3 m s2 故 B D 正确 答案 BD 8 1922 年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明 同位素和质谱的 研究荣获了诺贝尔化学奖 若速度相同的同一束粒子由左端射 入质谱仪后的运动轨迹如图所示 则下列相关说法中正确的是 A 该束带电粒子带负电 B 速度选择器的P1极板带正电 C 在B2磁场中运动半径越大的粒子 质量越大 D 在B2磁场中运动半径越大的粒子 荷质比 越小 q m 解析 由粒子在右边磁场中的偏转可知 粒子带正电 A 错 带正电的粒子在速度选择 器中受洛伦兹力向上 电场力应向下 所以上板带正电 B 对 由R 可知 在v B mv qB 相同时 半径越大 荷质比越小 D 对 答案 BD 二 非选择题 本题共 3 个小题 共 52 分 解答时应写出必要的文字说明 方程式和演算步 骤 有数值计算的要注明单位 9 14 分 2012 苏州模拟 如图所示 一带电量为 q 质量为m 的小球 从距地面高h处以一定的初速水平抛出 在距抛出点 水平距离为L处有根管口比小球略大的竖直细管 管的上口距 地面 为了使小球能无碰撞地通过管子 可在管子上方整个区 h 2 域内加一水平向左的匀强电场 求 来源 高考资源网 1 小球的初速度v0的大小 2 应加电场的场强大小 3 小球落地时的动能 解析 1 竖直方向 小球做自由落体运动 则运动至管口时间为 gt2得t h 2 1 2 h g 水平方向 小球做匀减速运动 减速至 0 位移L t v0 0 2 解得v0 2L 来源 高考资源网 2L t g h 2 水平方向 根据牛顿第二定律 qE ma 来源 高考资源网 又由运动学公式 0 v 2 a L 2 0 5 解得E 2mgL hq 3 由动能定理有mgh qEL Ek mv 1 22 0 解得 Ek mgh 答案 1 2L 2 3 mgh g h 2mgL hq 10 16 分 如图所示 在直角坐标系的第 象限 0 x 4 m 区域内 分布着E 106 N C 的匀强电场 方向竖直 2 8 向上 第 象限中的两个直角三角形区域内 分布着大 小均为B 5 0 10 2 T 的匀强磁场 方向分别垂直纸 面向外和向里 质量为m 1 6 10 27 kg 电荷量为q 3 2 10 19 C 的带正电的粒子 重力不计 从坐标点M 4 m m 处 以v 107 m s 的速度平行于x轴向右 22 运动 并先后通过匀强磁场和匀强电场区域 求 1 带电粒子在磁场中的运动半径r 2 粒子在两个磁场区域及电场区域偏转所用的时间 3 在图中画出粒子从直线x 4 m 到x 4 m 之间的运动轨迹 并求出运动轨迹与y 轴和直线x 4 m 交点的纵坐标 解析 1 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动 由洛伦兹力提供向心力 qvB mv2 r 代入数据解得 r m 2 2 粒子在磁场中的运动周期 T 2 10 7 s 2 r v 带电粒子在磁场中的运动时间 t1 2 10 7 s T 8 T 4 2 带电粒子在电场中的运动时间 t2 s 2 10 7 s x v 4 2 1072 带电粒子在磁场和电场中偏转所用总时间为 t t1 t2 4 4 10 7 s 3 带电粒子的运动轨迹如图所示 粒子在两个磁场中的偏转位移为 y 2 r rcos 45 6 则粒子射出磁场时与y轴交点的纵坐标为 y1 m y 2 m 22 粒子在电场中的加速度为a 1014 m s2 qE m 2 4 粒子在匀强电场中的偏转位移为 y at 1 22 2 粒子的运动轨迹与直线x 4 m 交点的纵坐标为 y2 y1 y 代入数据解得 y2 2 m 答案 1 m 2 4 4 10 7 s 3 图见解析 2 m 2 m 22 11 22 分 如图所示 在x轴下方存在着正交的电场与磁场 电 场沿x轴正方向 电场强度E1 20 N C 磁场垂直纸面向里 磁感应强度B1 5 T 一个质量m 3 g 带电荷量q 2 10 3 C 的带电小球自y轴上的M点沿直线匀速运动到x轴上的N点 且已知OM 4 m 在x轴上方存在正交的电场E2与磁场B2 图 中均未画出 小球在x轴上方做圆周运动 恰好与y轴相切 运动轨迹如图所示 g 10 m s2 sin 37 0 6 试求 1 小球运动的速率v 2 电场强度E2的大小与方向 3 磁感应强度B2的大小与方向 解析 1 小