《高考备考指南 理科综合 物理》课件-第9章 第3讲 随堂

第九章第3讲1．(多选)(2017年银川三模)实线表示竖直平面内匀强电场的电场线，电场线与水平方面成α角．匀强磁场与电场正交，垂直纸面向里．有一带电液滴沿斜向上的虚线L做直线运动，L与水平方向成θ角，且α＞θ.则下列说法正确的是()A．液滴一定做匀变速直线运动 B．液滴一定带正电C．电场线的方向一定斜向上 D．液滴有可能做匀速直线运动【答案】BCD【解析】带电液滴受竖直向下的重力G、沿电场线方向的电场力F、垂直于速度方向的洛伦兹力f作用，由于α＞θ，这三个力的合力不可能沿带电液滴的速度方向，因此这三个力的合力一定为零，带电液滴做匀速直线运动，故A错误，D正确．当带电液滴带正电，且电场线方向斜向上时，带电液滴受竖直向下的重力G、沿电场线向上的电场力F、垂直于速度方向斜向左上方的洛伦兹力f作用，这三个力的合力可能为零，带电液滴沿虚线L做匀速直线运动．如果带电液滴带负电或电场线方向斜向下，带电液滴所受合力不为零，不可能沿直线运动，故B、C正确．2．(多选)(2017年攀枝花模拟)如图所示，一个带正电的小球穿在一根绝缘的粗糙直杆AC上，杆与水平方向成θ角，整个空间存在着竖直向上的匀强电场和垂直于杆方向斜向上的匀强磁场．小球沿杆向下运动，在A点时的动能为100J，在C点时动能减为零，D为AC的中点．在运动过程中，则()A．小球在D点的动能为50JB．到达C点后，小球可能沿杆向上运动C．小球电势能的增加量一定等于重力势能的减少量D．小球在AD段克服摩擦力做的功与小球在DC段克服摩擦力做的功不相等【答案】BD【解析】小球与杆之间的压力减小，摩擦力也在减小，所以小球在AD段克服摩擦力做的功与在DC段克服摩擦力做的功不相等．AD段和DC段合外力不同，因此合外力做的功也不同，所以根据动能定理，动能的变化量不同．故A错误，D正确．小球运动到C点后有可能静止，也有可能沿杆向上运动，故B正确．电势能增加是由电场力做功决定，而重力势能减小是由重力做功决定，由于动能与重力势能减少，转化为小球的电势能，故C错误．3．(2017年常州期中)如图所示为“单聚焦质谱仪的结构图”，气体分子或液体﹑固体的蒸气分子进入样品室后受到具有一定能量的高速电子流轰击﹐分子变成带正电荷的阳离子﹐称为分子离子．加速器使离子加速﹐正离子加速进入质量分析器，质量分析器中的扇形匀强磁场将其按质荷比大小不同进行分离．分离后的离子先后进入检测器，检测器得到离子信号，放大器将信号放大并记录在读出装置上．下列关于该质谱仪的说法正确的是()A．加速电压越大则分子离子的转动半径越小B．扇形磁场的磁场越强则分子离子的转动半径越大C．若真空泵未能将磁场区域的空气吸光，则分子离子的转动半径越来越小D．氕氘氚同位素中氕的转动半径最大【答案】C【解析】根据动能定理得qU＝eq\f(1,2)mv2，v＝eq\r(\f(2qU,m)).由qvB＝meq\f(v2,r)得r＝eq\f(mv,qB)＝eq\f(1,B)eq\r(\f(2mU,q))，因此加速电压越大则分子离子的转动半径越大，故A错误．由上分析可知，扇形磁场的磁场越强则分子离子的转动半径越小，故B错误．若真空泵未能将磁场区域的空气吸光，导致粒子的电量增大，则分子离子的转动半径越来越小，故C正确．氕氘氚同位素中，只要质量越大的，半径才越大，故D错误．4．(多选)(2016年泰州二模)如图所示，水平固定一截面为正方形的绝缘方管，其长度为L.空间存在场强为E、方向水平向右的匀强电场和磁感应强度为B，方向竖直向下的匀强磁场．将质量为m带电量为＋q的小球从左侧管口无初速度释放，已知小球与管道各接触面间动摩擦因数均为μ，小球运动到右侧管口时速度为v.该过程()A．洛伦兹力对小球做功为eq\f(1,2)qvBLB．电场力对小球做功为qELC．系统因摩擦而产生的热量为μmgLD．系统因摩擦而产生的热量为qEL－eq\f(1,2)mv2【答案】BD【解析】小球向右运动，由左手定则可知，小球受到的洛伦兹力的方向垂直于纸面向里，与运动的方向垂直，使洛伦兹力不做功，故A错误．小球受到的电场力大小为F＝qE，方向向右，小球运动的方向也向右，所以电场力做的功W＝FL＝qEL，故B正确．小球在运动的过程中受到向下的重力、向右的电场力、垂直于纸面向里的洛伦兹力和支持力的作用．在正方形绝缘方管的平面内，支持力的方向与重力、洛伦兹力的合力的方向相反，大小为N＝eq\r(m2g2＋f\o\al(2,洛)).系统因摩擦而产生的热量为Q＝fL＝μNL＞μmgL，故C错误．小球运动的过程中只有电场力和摩擦力做功，由动能定理得qEL－Wf＝eq\f(1,2)mv2，所以Wf＝qEL－eq\f(1,2)mv2，故D正确．5．(多选)(2017年商洛模拟)研究表明，蜜蜂是依靠蜂房、采蜜地点和太阳三个点来定位的，蜜蜂飞行时根据这三个位置关系呈8字形运动来告诉同伴蜜源的方位．某兴趣小组用带电粒子在如图所示的电场和磁场中模拟蜜蜂的8字形运动，即在y＞0的空间中和y＜0的空间内同时存在着大小相等方向相反的匀强电场．上、下电场以x轴为分界线，在y轴左侧和图中竖直虚线MN右侧均无电场，但有方向垂直纸面向里和向外的匀强磁场．MN与y轴的距离为2d.一重力不计的负电荷从y轴上的P(0，d)点以沿x轴正方向的初速度v0开始运动，经过一段时间后电子又以相同的速度回到P点．则下列说法正确的是()A．电场与磁场的比值为v0B．电场与磁场的比值为2v0C．带电粒子运动一个周期的时间为eq\f(2d,v0)＋eq\f(2πd,v)D．带电粒子运动一个周期的时间为eq\f(4d,v0)＋eq\f(2πd,v)【答案】BD【解析】粒子在电场中做类似平抛运动．根据类似平抛运动的分运动公式，有d＝v0t1＝eq\f(1,2)·eq\f(qE,m)·teq\o\al(2,1)粒子在磁场中做匀速圆周运动，有R＝eq\f(mv0,qB)结合几何关系，有R＝d联立解得eq\