2023年高考物理二轮复习第一部分专题一力与运动课时作业5新人教版

课时作业五一、选择题1．如图，在x轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，x轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度为eq\f(B,2)的匀强磁场．一带负电的粒子从原点O以与x轴成60°角的方向斜向上射入磁场，且在上方运动半径为R(不计重力)，那么()A．粒子经偏转一定能回到原点OB．粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为2∶1C．粒子再次回到x轴上方所需的时间为eq\f(2πm,Bq)D．粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴前进了3RC根据对称性，作出粒子的运动轨迹如下图，那么由图可知A选项错误；根据R＝eq\f(mv,Bq)可知粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为1∶2，那么B错误；根据轨迹可知，粒子完成一次周期性运动的时间为t＝eq\f(1,3)×eq\f(2πm,Bq)＋eq\f(1,3)×eq\f(2πm,\f(B,2)q)＝eq\f(2πm,Bq)，那么C选项正确；粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴前进的距离为x＝2Rcos30°＋4Rcos30°＝3eq\r(3)R，那么D选项错误．2．如下图，左侧为加速电场，右侧为偏转电场，加速电场的加速电压是偏转电场电压的k倍，有一初速度为零的电荷经加速电场加速后，从偏转电场两板正中间垂直电场方向射入，且正好能从极板下边缘穿出电场，不计电荷的重力，那么偏转电场长、宽之比eq\f(l,d)的值为()A.eq\r(k)B.eq\r(2k)C.eq\r(3k) D.eq\r(5k)B设加速电压为kU，偏转电压为U，对直线加速过程，根据动能定理，有：q·kU＝eq\f(1,2)mv2对类平抛运动过程，有：l＝vteq\f(d,2)＝eq\f(1,2)·eq\f(qU,md)t2联立解得：eq\f(l,d)＝eq\r(2k).3．(多项选择)(2023·山西五校四联)如下图，空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场．纸面内A、B、C三点构成一等边三角形，在A点有甲、乙、丙三个质量相同的粒子以相同的速度垂直于BC边进入磁场，并分别从B点、BC的中点D、AC的中点E离开三角形区域，粒子重力不计．以下说法正确的选项是()A．甲粒子带正电，乙粒子不带电，丙粒子带负电B．假设磁场区域足够大，那么三个粒子都能回到A点C．甲粒子在三角形内运动的时间是丙粒子的2倍D．甲粒子受到的洛伦兹力大小是丙粒子的2倍AC由左手定那么判断可知甲粒子带正电，乙粒子不带电，丙粒子带负电，A项正确．假设磁场区域足够大，过D点的乙粒子一直做匀速直线运动，不能回到A点，B项错误．设三角形ABC边长为L，画出甲、丙粒子运动轨迹图如下图，由图可知R甲＝L，R丙＝eq\f(L,2)，由R＝eq\f(mv,qB)可得eq\f(q甲,q丙)＝eq\f(1,2)，再由洛伦兹力公式f＝qvB可得f甲＝eq\f(1,2)f丙，D项错误．由周期公式T＝eq\f(2πm,qB)，可得T甲＝2T丙，由几何关系可知θ甲＝θ丙＝60°，带电粒子在磁场中运动时间t＝eq\f(θ,2π)T，那么知t甲＝2t丙，C项正确．4．如下图，矩形的四个顶点a、b、c、d是匀强电场中的四个点，ab＝2bc＝2L，电场线与矩形所在的平面平行．a点电势为18V，b点电势为10V，c点电势为6V．一质子从a点以速度v0射入电场，v0与ab边的夹角为45°，一段时间后质子经过ab中点eA．d点电势为12VB．质子从a到b电势能增加了6eVC．电场强度大小为eq\f(4,L)D．质子从a到e所用时间为eq\f(\r(2)L,2v0)D匀强电场中平行的等间距的两点间的电势差相等，故Uad＝Ubc，可得d点电势为14V，故A错误；Uab＝8V，故质子从a到b电场力做功为W＝eUab＝8eV，电场力做正功，电势能减小，故B错误；经计算可知，d点和e点的电势相同，故de连线为等势线，由于ab＝2bc＝2L，故△ade为等腰直角三角形，a点到直线de的距离为eq\f(L,\r(2))，由电场强度与电压的关系可得，电场强度大小为eq\f(4\r(2),L)，故C错误；de连线为等势线，故质子抛出后做类平抛运动，落到e点时，垂直于电场线方向的位移为eq\f(\r(2),2)L，所需时间为t＝eq\f(\r(2)L,2v0)，故D正确．5．(多项选择)(2023·天津和平质量调查)光滑水平面上有一边长为L的正方形区域ABCD处在场强为E的匀强电场中，电场方向与正方形的某一条边平行，一质量为m、带电荷量为q的小球由AD边的中点，以垂直于该边的水平初速度v0进入该正方形区域，当小球再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能可能为()A.eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＋eq\f(1,3)qEL B.eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＋eq\f(2,3)qELC.eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＋eq\f(1,2)qEL D.eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,3)qELAC假设电场方向与BC平行，那么电场力做的功W≤eq\f(1,2)EqL，动能满足eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)<Ek≤eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＋eq\f(1,2)qEL.假设电场方向与AB平行，那么电场力做的功W＝qEL或W＝－qEL或W＝0，动能Ek＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＋EqL或Ek＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－EqL或Ek＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0).故A、C正确，B、D错误．6.如下图，闭合开关S后A、B板间产生恒定电压U0，两极板的长度均为L，带负电的粒子(重力不计)以恒定的初速度v0，从上极板左端点正下方h处，平行极板射入电场，恰好打在上极板的右端C点．假设将下极板向上移动距离为极板间距的eq\f(19,100)倍，带电粒子将打在上极板的C′点，那么B板上移后()A．粒子打在A板上的动能将变小B．粒子在板间的运动时间不变C．极板间的场强将减弱D．比原入射点低eq\f(19,81)h处的入射粒子恰好能打在上板右端C点D带电粒子在电场中做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向受电场力作用加速运动．设板间距为d，那么有L＝v0t，h＝eq\f(qU0,2md)t2得：t2＝eq\f(2mdh,qU0)，故U0不变，当d减小时，粒子运动时间减小，故B错误；竖直方向分速度：vy＝eq\f(qU0,md)t＝eq\r(\f(2hqU0,md))，d减小，那么vy增大，故打在A板上的速度v＝eq\r(v\o\al(2,y)＋v\o\al(2,0))增大，故粒子打在A板上的动能增大，故A错误；恒定电压U0一定，下极板向上移动，极板间的场强将增大，故C错误；由L＝v0t，h＝eq\f(qU0,2md)t2得h＝eq\f(qU0L2,2mv\o\al(2,0)d)，所以eq\f(h′,h)＝eq\f(d,d′)＝eq\f(d,1－\f(19,100)d)＝eq\f(100,81)，故h′＝eq\f(100,81)h，即比原入射点低(eq\f(100,81)－1)h＝eq\f(19,81)h处的入射粒子恰好能打在上板右端C点，故D正确．7．(多项选择)如下图，空间存在匀强电场，方向竖直向下，从绝缘斜面上的M点沿水平方向抛出一带电小球，最后小球落在斜面上的N点．小球的质量为m，初速度大小为v0，斜面倾角为θ，电场强度大小未知．那么以下说法正确的选项是()A．可以断定小球一定带正电荷B．可以求出小球落到N点时速度的方向C．可以求出小球到达N点过程中重力和电场力对小球所做的总功D．可以断定，当小球的速度方向与斜面平行时，小球与斜面间的距离最大BCD小球做类平抛运动，电场力既可向上也可向下，故小球带正电、负电都可以，故A错误；利用平抛知识有：eq\f(y,x)＝eq\f(\f(vy,2)t,v0t)＝eq\f(vy,2v0)＝tanθ，速度偏向角设为α，那么tanα＝eq\f(vy,v0)＝2tanθ，可求出小球落到N点时的速度大小和方向，故B正确；求出小球到达N点的速度，由动能定理可以求出小球到达N点过程中重力和电场力对小球所做的总功，故C正确；小球在垂直于斜面方向上做匀减速直线运动，当小球在垂直于斜面方向的速度为零，即小球速度平行于斜面时，小球与斜面间的距离最大，故D正确．8．(多项选择)如图甲所示，两水平金属板间距为d，板间电场强度的变化规律如图乙所示．t＝0时刻，质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间，0～eq\f(T,3)时间内微粒匀速运动，T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出．微粒运动过程中未与金属板接触．重力加速度的大小为g.关于微粒在0～T时间内运动的描述，正确的选项是()A．末速度大小为eq\r(2)v0B．末速度沿水平方向C．重力势能减少了eq\f(1,2)mgdD．克服电场力做功为mgdBC0～eq\f(T,3)时间内微粒匀速运动，那么有：qE0＝mg，eq\f(T,3)～eq\f(2,3)T内，微粒做平抛运动，下降的位移x1＝eq\f(1,2)g(eq\f(T,3))2，eq\f(2,3)T～T时间内，微粒的加速度a＝eq\f(2qE0－mg,m)＝g，方向竖直向上，微粒在竖直方向上做匀减速运动，T时刻竖直分速度为零，所以末速度的方向沿水平方向，大小为v0，故A错误，B正确；微粒在竖直方向上向下运动，位移大小为eq\f(1,2)d，那么重力势能的减少量为eq\f(1,2)mgd，故C正确；在eq\f(T,3)～eq\f(2,3)T内和eq\f(2,3)T～T时间内竖直方向上的加速度大小相等，方向相反，时间相等，那么位移的大小相等，为eq\f(1,4)d，整个过程中克服电场力做功为2E0·q·eq\f(1,4)d＝eq\f(1,2)qE0d＝eq\f(1,2)mgd，故D错误．9．(多项选择)如下图的匀强磁场中，从O点沿OA方向垂直磁场发射两个比荷相同的带电粒子，一粒子经时间t1到达直线OC上的P点，其速率为v1；另一粒子经时间t2到达直线OC上的Q点，其速率为v2.不计粒子重力和粒子间的相互作用，那么()A．v1>v2 B．v1<v2C．t1<t2 D．t1＝t2BD从O点沿OA方向垂直磁场发射两个比荷相同的带电粒子，粒子都做匀速圆周运动，如下图.根据图象可知，两次做匀速圆周运动的圆心角相等，到达P点的粒子半径小于到达Q点粒子的半径，即r1<r2，根据洛伦兹力提供向心力得：Bqv＝meq\f(v2,r)解得：r＝eq\f(mv,Bq)，因为比荷相等，那么半径大的速度大，即v1<v2，周期T＝eq\f(2πm,Bq)，因为比荷相等，那么周期相同，而圆心角相等，所以运动时间相等，即t1＝t2，故B、D正确．10．如下图，圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度的大小为B1，P为磁场边界上的一点．相同的带正电粒子，以相同的速率从P点射入磁场区域，速度方向沿位于纸面内的各个方向．这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段弧上，这段圆弧的弧长是圆周长的eq\f(1,3).假设将磁感应强度的大小变为B2，结果相应的弧长变为圆周长的eq\f(1,4)，不计粒子的重力和粒子间的相互影响，那么eq\f(B2,B1)等于()A.eq\f(3,4) B.eq\f(\r(3),2)C.eq\f(\r(6),2) D.eq\f(\r(2),3)答案C二、非选择题11．如下图，绝缘平台AB距离水平地面CD的高度为h，整个空间存在水平向右的匀强电场，一质量为m、带正电量为q的小物块从P点由静止开始运动，PB之间的距离也为h.假设匀强电场的场强E＝eq\f(mg,2q)，物块与平台之间的动摩擦因数为μ＝0.25.求物块落到水平地面上时的速度大小和方向．解析物块从P到B的过程，由动能定理得qEh－μmgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)又E＝eq\f(mg,2q)，代入解得vB＝eq\r(\f(1,2)gh)物块离开平台后做匀变速曲线运动，竖直方向做自由落体运动，根据h＝eq\f(1,2)gt2，可得：下落时间t＝eq\r(\f(2h,g))落地时竖直分速度大小vy＝eq\r(2gh)在水平方向上，由牛顿第二定律得qE＝ma，得a＝eq\f(g,2)落地时水平分速度大小vx＝vB＋at＝eq\r(2gh)故物块落到水平地面上时的速度大小v＝eq\r(v\o\al(2,x)＋v\o\al(2,y))＝2eq\r(gh)速度与水平方向的夹角正切tanα＝eq\f(vy,vx)＝1，得α＝45°.答案2gh与水平方向的夹角是45°12．(2023·石家庄市高三调研)如下图，在xOy平面内的第一象限内，x＝4d处竖直放置一个长l＝4eq\r(3)d的粒子吸收板AB，在AB左侧存在垂直纸面向外的磁感应强度为B的匀强磁场．在原点O处有一粒子源，可沿y轴正向射出质量为m、电量为＋q的不同速率的带电粒子，不计粒子的重力．(1)假设射出的粒子能打在AB板上，求粒子速率v的范围；(2)假设在点C(8d,0)处放置一粒子回收器，在B、C间放一挡板(粒子与挡板碰撞无能量损失)，为回收恰从B点进入AB右侧区间的粒子，需在AB右侧加一垂直纸面向外的匀强磁场(图中未画出)，求此磁场磁感应强度的大小和此类粒子从O点发射到进入回收器所用的时间．解析(1)粒子在