高三物理高考二轮复习粒子在磁场+复合场中阶段综合检测.ppt

时间90分钟 满分100分 一 选择题 本题共12个小题 每小题4分 共48分 1 2009 上海市虹口区模拟 如图1所示为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况 以o点 图中的白点 为坐标原点 沿z轴正方向磁感应强度b大小的变化最有可能为图2中的 解析 磁感线的疏密程度表示磁场的强弱 由磁感线分布图可知 沿oz方向b先变小再增大 故只有c正确 答案 c 2 2008 广东高考 1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器 其原理如图3所示 这台加速器由两个铜质d形盒d1 d2构成 其间留有空隙 下列说法正确的是 a 离子由加速器的中心附近进入加速器b 离子由加速器的边缘进入加速器c 离子从磁场中获得能量d 离子从电场中获得能量 解析 离子由加速器的中心附近进入加速器 依靠电场的加速获得能量 使离子运动的半径逐渐增大 依靠洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动 洛伦兹力永不做功 离子发生偏转 最后由加速器的边缘射出 故a d正确 b c错误 答案 ad 3 2009 上海高考 位于a b处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图4所示 图中实线表示等势线 则 a a点和b点的电场强度相同b 正电荷从c点移到d点 电场力做正功c 负电荷从a点移到c点 电场力做正功d 正电荷从e点沿图中虚线移到f点 电势能先减小后增大 解析 因电场线总与等势面垂直 所以过a b两点的电场线方向不同 a b两点的电场强度不相同 可见a错误 因为a b两处有负电荷 等势线由外向内表示的电势越来越低 正电荷从c点移到d点 电场力做负功 负电荷从a点移到c点 电场力做正功 所以b错误 c正确 正电荷从e点沿图中虚线移到f点 电势先降低再升高 电势能先减小后增大 d正确 答案 cd 4 2009 昆明模拟 如图5所示 相距为d的两带电平行板间同时存在磁感应强度为b 方向垂直于纸面向里的匀强磁场和匀强电场 一质量为m 带电荷量为q的小球由下板边缘沿水平方向射入该区域 带电小球恰能在两板间做匀速圆周运动 则 a 小球一定带负电b 小球一定带正电c 两板间电压为d 小球在两板间的运动时间为 解析 小球做匀速圆周运动 小球受的合外力为洛伦兹力 由左手定则可判断 小球带正电 a错误 b正确 由mg eq 和u ed可得 u mgd q c正确 小球在板间运动的时间为 d错误 答案 bc 5 2009 潍坊质检 在如图6所示的等量同种负电荷连线的中垂线上有a b c三点 ao oc 从a点无初速度释放一带负电的粒子 则 a 粒子将沿ab连线做变加速运动 且一定有加速度aa abb 粒子将沿ab连线做变加速运动 且一定有电势 b ac 粒子将由a向b方向运动 且在a点的电势能高于在b点的电势能d 粒子将在ac间做往复运动 解析 由等量同种负点电荷的电场可知中垂线上电场线方向是由b到a 故在a点释放一带负电的粒子后 粒子将沿着中垂线由a向b运动 并且电势越来越高 b正确 d错误 粒子由a向b运动 电场力做正功 电势能逐渐减少 故c正确 由电场线的疏密可知从o点向上到无穷远 电场线先逐渐变密 再逐渐变稀疏 故场强先变大后变小 但由于不确定ab所在位置 故无法判断场强大小 a错误 答案 bc 6 如图7所示 在粗糙水平面上固定一点电荷q 在m点无初速度释放一带有恒定电荷量的小物块 小物块在点电荷q的电场中运动到n点静止 则从m点运动到n点的过程中 a 小物块所受静电力逐渐减小b 小物块具有的电势能逐渐减小c m点的电势一定高于n点的电势d 小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功 解析 小物块在从m到n运动过程中 一定受到向右的摩擦力 所以库仑力一定向左 随着由m到n运动 离电荷q距离越来越大 所以物块受到静电力即库仑力一定减小 a正确 由动能定理可得 mgx we 0 即we mgx 静电力做正功 小物块具有的电势能减小 其减少量等于滑动摩擦力做功的值 b d正确 因点电荷q的电性未知 因而不能判断m n两点电势的高低 c错 答案 abd 7 如图8所示 水平放置的平行板电容器 上板带负电 下板带正电 带电小球以速度v0水平射入电场 且沿下板边缘飞出 保持极板电荷量不变 若下板不动 将上板上移一小段距离 小球仍以相同的速度v0从原处飞入 则带电小球 a 将打在下板中央b 仍沿原轨迹由下板边缘飞出c 不发生偏转 沿直线运动d 若上板不动 将下板上移一段距离 小球可能打在下板的中央 解析 将电容器上板或下板移动一小段距离 电容器带电荷量不变 由公式可知 电容器产生的场强不变 以相同速度入射的小球将仍沿原轨迹运动 下板不动时 小球沿原轨迹由下板边缘飞出 当下板向上移动时 小球可能打在下板的中央 答案 bd 8 如图9所示 某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场 电场方向水平向右 磁场方向垂直于纸面向里 一带电微粒由a点进入电磁场并刚好能沿ab直线向上运动 下列说法正确的是 a 微粒一定带正电b 微粒动能一定减小c 微粒的电势能一定增加d 微粒的机械能一定增加 解析 微粒进入场区后沿直线ab运动 则合力或者为零 或者合力方向在ab直线上 垂直于运动方向的合力仍为零 若微粒所受合力不为零 则必然做变速运动 由于速度的变化会导致洛伦兹力变化 则微粒在垂直于运动方向上的合力不再为零 微粒就不能沿直线运动 因此微粒所受合力只能为零而做匀速直线运动 若微粒带正电 则受力如图甲所示 合力不可能为零 故微粒一定带负电 受力如图 乙所示 a b错 电场力做正功 微粒电势能减小 机械能增大 c错d对 答案 d 9 2009 全国卷 如图10所示 虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线 两粒子m n质量相等 所带电荷的绝对值也相等 现将m n从虚线上的o点以相同速率射出 两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示 点a b c为实线与虚线的交点 已知o点电势高于c点 若不计重力 则 a m带负电荷 n带正电荷b n在a点的速度与m在c点的速度大小相同c n在从o点运动至a点的过程中克服电场力做功d m在从o点运动至b点的过程中 电场力对它做的功等于零 解析 图中的虚线为等势线 所以m粒子从o点到b点的过程中电场力对m粒子做功等于零 d正确 根据m n粒子的运动轨迹可知 n受到的电场力方向向上 m受到的电场力方向向下 由o点电势高于c点可知电场方向竖直向下 得m带正电荷 n带负电荷 a错误 o到a的电势差等于o到c的电势差 而且两粒子电荷和质量大小相等 电场力都做正功 根据动能定理得m n两粒子在a与c两点的速度大小相同 均为v u为相邻等势面间的电势差 但方向不同 b正确 c错误 答案 bd 10 2009 江苏金陵中学模拟 如图11所示 一个带电油滴从o点以初速度v0向右上方射入无限大的匀强电场e中 v0的方向与e方向成 角 现测得油滴到达运动轨迹的最高点p时速度大小仍为v0 则下列说法正确的是 a p点可能在o点的右上方b p点可能在o点的左上方c 到达最高点p时 重力和电场力对油滴做功的功率都为0d 从抛出到最高点的过程中 油滴电势能的减少量一定等于重力势能的增加量 解析 油滴从o到p的过程中 重力做负动 因v0 vp 由动能定理可知 电场力必定做正功 如果油滴带正电 p点一定在o点右上方 如果油滴带负电 p点一定在o点的左上方 故a b正确 在最高点 速度是水平方向 电场力的功率不为零 但重力的功率为零 c错误 因电场力做的正功等于重力做的负功值 故d正确 答案 abd 11 2009 宣城市模拟 如图12所示 电源电动势为e 内阻为r 滑动变阻器电阻为r 开关闭合 两平行极板间有匀强磁场 一带正电粒子正好以速度v匀速穿过两板 以下说法正确的是 a 保持开关闭合 将滑片p向上滑动一点 粒子将可能从下极板边缘射出b 保持开关闭合 将滑片p向下滑动一点 粒子将可能从下极板边缘射出c 保持开关闭合 将a极板向下移动一点 粒子将继续沿直线穿出d 如果将开关断开 粒子将继续沿直线穿出 解析 保持开关闭合 将滑片p向上滑动 电阻r变小 两板间电压变小 板间电场强度变小 粒子受到的电场力变小 粒子将向上偏转 a错误 同理 滑片p向下滑动 板间电压增大 电场强度增大 粒子将向下偏转 有可能从下极板边缘射出 b正确 若保持开关闭合 板间电压不变 将a板下移 板间电场增强 粒子受电场力大于洛伦兹力 粒子将向下偏转 c错误 如果断开开关 电场消失 粒子在洛伦兹力作用下将向上偏转 d错误 答案 b 12 2009 绵阳模拟 如图13所示 高为h的光滑绝缘曲面处于匀强电场中 匀强电场的方向平行于竖直平面 一带电荷量为 q 质量为m的小球 以初速度v0从曲面底端的a点开始沿曲面表面上滑 到达曲面顶端b点的速度仍为v0则 a 电场力对小球做功为mgh b a b两点的电势差为c 小球在b点的电势能大于在a点的电势能d 电场强度的最小值为 解析 由动能定理可得 故w电 mgh a错误 由w电 uabq得 uab 故b正确 因电场力做正功 小球在b点的电势能小于在a点的电势能 c错误 当电场强度沿a b连线方向 a b间沿电场方向的距离最大 对应的电场强度最小 因此emin 故d错误 答案 b 二 计算题 本题共4小题 共52分 13 12分 2009 南京调研 如图14所示 倾角为 的斜面处于竖直向下的匀强电场中 在斜面上某点以初速度v0水平抛出一个质量为m的带正电小球 小球在电场中受到的电场力与小球所受的重力相等 地球表面重力加速度为g 设斜面足够长 问 1 小球经多长时间落到斜面 2 从水平抛出至落到斜面的过程中 小球的电势能如何变化 变化了多少 解析 1 由题意分析 小球受力如图所示小球在空中的运动可分解为 水平方向的初速度为v0的匀速直线运动及竖直方向初速度为零 加速度为2g的匀加速运动 小球落至斜面时 x v0t y tan 联立 解得t 2 小球向下运动过程中电场力做正功 故电势能减小 由电场力做功与电势能变化关系可知 e eq y 由 得 e mv02tan2 答案 1 v0tan g 2 mv02tan2 14 12分 2009 商丘模拟 如图15所示 a c d为三个平行板电容器 mn为中心轴 d1 d2与mn的距离相等 o为电容器c的中点 整个装置处于真空中 a1 a2足够大 距离为d0 10cm 中间有磁感应强度b 9 10 2t的匀强磁场 a1与d1相连 a2与d2相连并接地 c1c2加上电压u0 90v 侧面有小孔s1和s2 d1d2的极板长均为l 10cm 今在o点源源不断地加入初速度为零的中性粒子 粒子在o点处被特殊装置剥离成2价正离子和电子 而不改变速度大小 已知电子质量为m 9 10 31kg 该2价正离子的质量是电子质量的2 104倍 电子电荷量为 e 1 6 10 19c 忽略离子重力 1 求电子通过孔s2的速度大小 2 若整个装置达到稳定状态后 电子刚好能从d中飞出 求d1d2两板间的距离为多少 解析 1 电子在电场中加速 得 求得电子速度 v1 4 106m s 2 2价正离子通过s1时 得 v2 4 104m s2价正离子在磁场中偏转 使得a1 d1带正电 a1 d1带电稳定时 有 答案 1 4 106m s 2 20cm 15 14分 在图16甲所示的区域里 存在指向纸外的磁感应强度为b 2 m q的匀强磁场 在竖直方向存在随时间交替变化的如图乙所示的匀强电场 电场强度大小e0 mg q 已知竖直向上为正方向 一倾角为 长度足够长的光滑绝缘斜面竖直放置其中 斜面上一带正电小球 质量为m 带电荷量为q 从t 0时刻由静止开始沿斜面滑下 设第1秒内小球不会脱离斜面 g取10m s 求 1 第1秒末小球的速度 2 第2秒内小球离开斜面的最大距离 3 若第5秒内带电小球不离开斜面 则斜面倾角 应满足的条件 解析 1 在第1秒内 小球受力情况如图所示 小球受到的电场力和重力在斜面方向的合力使物体做匀加速运动 设第1秒内小球加速度为a 第1秒末速度为v 则 mg qe0 sin ma v at1 得v 2gt1sin 20sin m s 2 在第2秒内小球受到的电场力竖直向上 又因为电场力qe0 mg 故第2秒内电场力与重力平衡 小球在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动 因为小球做 圆周运动的周期t 1s 所以在第2秒内恰好完成一个圆周运动 在第2秒内离开斜面最大距离为直径 设圆周运动的半径为r 小球离开斜面的最大距离为l 由qvb 最大距离l 2r m 3 根据图象 结合小球的受力情况知 小球在第1秒内沿斜面做加速运动 第2秒内做圆周运动 第3秒内做加速运动 第4秒内做圆周运动 第5秒内仍在斜面上 则有v 3a 小球第5秒内仍在斜面上 需满足 qv b mg qe cos 所以tan 16 14分 2009 山东高考 如图17甲所示 建立xoy坐标系 两平行极板p