【優(yōu)化方案】2020高考物理總復(fù)習(xí) 第八章第三節(jié)知能演練強化闖關(guān) 新人教版選修3-1

1、知能優(yōu)化演練 1(2020廣東東莞調(diào)研)一個電子穿過某一空間而未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則()A此空間一定不存在磁場B此空間一定不存在電場C此空間可能只有勻強磁場，方向與電子速度垂直D此空間可能同時有電場和磁場解析：選D.當空間只有勻強磁場，且電子的運動方向與磁場方向垂直時，受洛倫茲力作用，會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，C不正確當空間既有電場又有磁場，且兩種場力相互平衡時，電子不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，A、B不正確，D正確2.如圖8311所示的虛線區(qū)域內(nèi)，充滿垂直于紙面向里的勻強磁場和豎直向下的勻強電場一帶電粒子a(不計重力)以一定的初速度由左邊界的O點射入磁場、電場區(qū)域，恰好沿直線由區(qū)域右邊界的O點(圖中未標出)穿出若撤去該區(qū)域內(nèi)的磁

2、場而保留電場不變，另一個同樣的粒子b(不計重力)仍以相同初速度由O點射入，從區(qū)域右邊界穿出，則粒子b()圖8311A穿出位置一定在O點下方B穿出位置一定在O點上方C運動時，在電場中的電勢能一定減小D在電場中運動時，動能一定減小解析：選C.帶電粒子的電性可正也可負，當只有電場作用時，粒子穿出位置可能在O點上方，也可能在O點下方電場力一定對粒子做正功，粒子的電勢能減小，動能一定增加3(2020黃岡模擬)如圖8312所示，空間存在正交的勻強電場和勻強磁場，勻強電場方向豎直向上，勻強磁場的方向垂直紙面向里有一內(nèi)壁光滑、底部有帶正電小球的試管在水平拉力F作用下，試管向右勻速運動，帶電小球能從試管口處飛出

3、已知小球質(zhì)量為m，帶電量為q，場強大小為E.關(guān)于帶電小球及其在離開試管前的運動，下列說法中正確的是()圖8312A洛倫茲力對小球不做功B洛倫茲力對小球做正功C小球的運動軌跡是一條拋物線D維持試管勻速運動的拉力F應(yīng)逐漸增大解析：選ACD.洛倫茲力總是與帶電粒子速度的方向垂直，所以不做功，A正確，B錯；小球在水平方向上做勻速運動，在豎直方向上的合力等于磁場力，即F洛Bqv，故豎直方向做勻加速運動，所以運動軌跡是一條拋物線，選項C正確；由于小球在豎直方向上的速度增大，水平向左的磁場力增大，而試管又向右做勻速運動，所以F要逐漸增大，故D正確4磁流體發(fā)電機可以把氣體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能，是一種低碳環(huán)保發(fā)

4、電機，有著廣泛的發(fā)展前景其發(fā)電原理示意圖如圖8313所示，將一束等離子體(即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和負電的微粒，整體上呈電中性)噴射入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場區(qū)域有兩塊面積為S，相距為d的平行金屬板與外電阻R相連構(gòu)成一電路，設(shè)氣流的速度為v，氣體的電導(dǎo)率(電阻率的倒數(shù))為g.則()圖8313A兩板間電勢差為UBdvB上板是電源的正極，下板是電源的負極C流經(jīng)R的電流強度為ID流經(jīng)R的電流強度為 I解析：選B.等離子體噴射入磁場后，在洛倫茲力F1qBv的作用下正離子向上偏，負離子向下偏，則上板是電源的正極，下板是電源的負極，B對；兩板間形成向下的電場，正負離子將受到電場力F2q阻

5、礙其偏轉(zhuǎn)，假設(shè)外電路斷路，則qBvq，即UBdv為電源電動勢，A錯電源內(nèi)阻為r，由閉合電路歐姆定律得I，C、D錯5(2020廣州調(diào)研)如圖8314所示，在xOy直角坐標系中，第象限內(nèi)分布著方向垂直紙面向里的勻強磁場，第象限內(nèi)分布著方向沿y軸負方向的勻強電場初速度為零、帶電荷量為q、質(zhì)量為m的粒子經(jīng)過電壓為U的電場加速后，從x軸上的A點垂直x軸進入磁場區(qū)域，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后過y軸上的P點且垂直y軸進入電場區(qū)域，在電場中偏轉(zhuǎn)并擊中x軸上的C點已知OAOCd.求電場強度E和磁感應(yīng)強度B的大小(粒子的重力不計)圖8314解析：設(shè)帶電粒子經(jīng)電壓為U的電場加速后速度為v，qUmv2帶電粒子進入磁場后，洛倫茲力

6、提供向心力，由牛頓第二定律：qBv依題意可知：rd聯(lián)立可解得：B帶電粒子在電場中偏轉(zhuǎn)，做類平拋運動，設(shè)經(jīng)時間t從P點到達C點，由dvtdt2聯(lián)立可解得：E.答案：一、選擇題1.(2020東城區(qū)模擬)帶電質(zhì)點在勻強磁場中運動，某時刻速度方向如圖8315所示，所受的重力和洛倫茲力的合力恰好與速度方向相反，不計阻力，則在此后的一小段時間內(nèi)，帶電質(zhì)點將()圖8315A可能做直線運動B可能做勻減速運動C一定做曲線運動 D可能做勻速圓周運動解析：選C.帶電質(zhì)點在運動過程中，重力做功，速度大小和方向發(fā)生變化，洛倫茲力的大小和方向也隨之發(fā)生變化，故帶電質(zhì)點不可能做直線運動，也不可能做勻減速運動或勻速圓周運動，

7、C正確2(2020煙臺測試)如圖8316甲、乙、丙所示，三個完全相同的半圓形光滑絕緣軌道置于豎直平面內(nèi)，左右兩端點等高，其中圖乙軌道處在垂直紙面向外的勻強磁場中，圖丙軌道處在豎直向下的勻強電場中，三個相同的帶正電小球同時從軌道左端最高點處由靜止釋放則三個帶電小球通過圓軌道最低點時()圖8316A速度相同B所用時間相同C對軌道的壓力相同 D均能到達軌道右端最高點處解析：選D.圖甲、乙中只有重力做功，圖丙除重力做功外，還有電場力做功，所以三個帶電小球到最低點時，速度不同，時間不同，結(jié)合牛頓第二定律可判斷，三個帶電小球?qū)壍赖膲毫Σ煌?，A、B、C錯誤；根據(jù)能量守恒定律可知，三個帶電小球均能到達軌道右

8、端最高點處，D正確3如圖8317所示，質(zhì)量為m，帶電荷量為q的微粒以速度v與水平方向成45角進入勻強電場和勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里如果微粒做勻速直線運動，則下列說法正確的是()圖8317A微粒受電場力、洛倫茲力、重力三個力作用B微粒受電場力、洛倫茲力兩個力作用C勻強電場的電場強度ED勻強磁場的磁感應(yīng)強度B解析：選A.因為微粒做勻速直線運動，所以微粒所受合力為零，受力分析如圖所示，微粒在重力、電場力和洛倫茲力作用下處于平衡狀態(tài)，可知，qEmg，qvBmg，得電場強度E，磁感應(yīng)強度B，因此A正確4(2020山西忻州市統(tǒng)考)地面附近空間中存在著水平方向的勻強電場和勻強磁場，已知磁場方向垂直紙面

9、向里，一個帶電油滴能沿一條與豎直方向成角的直線MN運動(MN在垂直于磁場方向的平面內(nèi))，如圖8318所示則以下判斷中正確的是()圖8318A如果油滴帶正電，它是從M點運動到N點B如果油滴帶正電，它是從N點運動到M點C如果電場方向水平向左，油滴是從M點運動到N點D如果電場方向水平向右，油滴是從M點運動到N點解析：選AC.帶電油滴能夠沿直線運動，分析可得帶電油滴一定是勻速直線運動，因為若做變速直線運動，則洛倫茲力大小就發(fā)生變化，從而無法保證重力、電場力、洛倫茲力三力的合力總是與速度共線如果油滴帶正電，受力分析可得只有從M點運動到N點，電場水平向左，三力的合力才有可能為零，A選項正確，B選項錯誤；如

10、果帶電油滴帶負電，電場方向只能水平向右且油滴從N點運動到M點才行，故C選項正確，D選項錯誤5(2020廈門質(zhì)量檢測)如圖8319所示，一束粒子(不計重力，初速度可忽略)緩慢通過小孔O1進入極板間電壓為U的水平加速電場區(qū)域，再通過小孔O2射入相互正交的恒定勻強電場、磁場區(qū)域，其中磁場的方向如圖所示，磁感應(yīng)強度大小可根據(jù)實際要求調(diào)節(jié)，收集室的小孔O3與O1、O2在同一條水平線上則收集室收集到的是()圖8319A具有特定質(zhì)量的粒子 B具有特定比荷的粒子C具有特定速度的粒子 D具有特定動能的粒子解析：選BC.粒子在加速電場中由動能定理可得：qU mv2v ，粒子沿直線O1O2O3運動，則在相互正交的恒

11、定勻強電場、磁場區(qū)域中必定受力平衡，可得：qEBqvv為某一定值故選項BC正確6(2020湖南部分中學(xué)調(diào)研)如圖8320所示，已知一帶電小球在光滑絕緣的水平面上從靜止開始經(jīng)電壓U加速后，水平進入互相垂直的勻強電場E和勻強磁場B的復(fù)合場中(E和B已知)，小球在此空間的豎直面內(nèi)做勻速圓周運動，則()圖8320A小球可能帶正電B小球做勻速圓周運動的半徑為r C小球做勻速圓周運動的周期為TD若電壓U增大，則小球做勻速圓周運動的周期增加解析：選BC.小球在復(fù)合場中做勻速圓周運動，則小球受的電場力和重力滿足mgEq，則小球帶負電，A錯誤；因為小球做圓周運動的向心力為洛倫茲力，由牛頓第二定律和動能定理可得：

12、Bqv，Uqmv2，聯(lián)立兩式可得：小球做勻速圓周運動的半徑r ，由T，可以得出T，所以B、C正確，D錯誤7在某次發(fā)射科學(xué)實驗衛(wèi)星“雙星”中，放置了一種磁強計，用于測定地磁場的磁感應(yīng)強度磁強計的原理如圖8321所示，電路中有一段金屬導(dǎo)體，它的橫截面是寬為a、高為b的長方形，放在沿y軸正方向的勻強磁場中，導(dǎo)體中通有沿x軸正方向、大小為I的電流已知金屬導(dǎo)體單位體積中的自由電子數(shù)為n，電子電荷量為e.金屬導(dǎo)電過程中，自由電子做定向移動可視為勻速運動測出金屬導(dǎo)體前后兩個側(cè)面間的電勢差為U.則下列說法正確的是()圖8321A電流方向沿x軸正方向，正電荷受力方向指向前側(cè)面，因此前側(cè)面電勢較高B電流方向沿x軸

13、正方向，電子受力方向指向前側(cè)面，因此后側(cè)面電勢較高C磁感應(yīng)強度的大小為BD磁感應(yīng)強度的大小為B解析：選BC.金屬導(dǎo)體中有自由電子當電流形成時，金屬導(dǎo)體內(nèi)的自由電子逆著電流的方向做定向移動在磁場中受到洛倫茲力作用的是自由電子由左手定則可知，自由電子受到的洛倫茲力沿z軸正方向，自由電子向前側(cè)面偏轉(zhuǎn)，故后側(cè)面電勢較高，A錯誤，B正確；設(shè)自由電子勻速運動的速度為v，則由電流的微觀表達式有Ineabv，金屬導(dǎo)體前后兩個側(cè)面間的電場強度E，達到穩(wěn)定狀態(tài)時，自由電子所受洛倫茲力與電場力平衡，則有：evBeE，解得磁感應(yīng)強度的大小為：B，C正確，D錯誤8(2020福建福州調(diào)研)如圖8322所示，在互相垂直的勻

14、強電場和勻強磁場中，電荷量為q的液滴在豎直面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運動，已知電場強度為E，磁感應(yīng)強度為B，則油滴的質(zhì)量和環(huán)繞速度分別為()圖8322A.，B.，CB， D.，解析：選D.液滴要在這種復(fù)合場中做勻速圓周運動，從受力的角度來看，一是要滿足恒力的合力為零，即qEmg，有m.二是洛倫茲力提供向心力Bqv，則可得v，D正確9(2020皖南八校聯(lián)考)帶電小球以一定的初速度v0豎直向上拋出，能夠達到的最大高度為h1；若加上水平方向的勻強磁場，且保持初速度仍為v0，小球上升的最大高度為h2，若加上水平方向的勻強電場，且保持初速度仍為v0，小球上升的最大高度為h3，如圖8323所示，不計空氣阻力

15、，則()圖8323Ah1h2h3 Bh1h2h3Ch1h2h3 Dh1h3h2解析：選D.加電場時，小球在豎直方向上的運動與不加任何場時相同，故h1h3，加勻強磁場時，粒子做曲線運動，在最高點具有水平速度，由機械能守恒可知h2h1，故D對10(2020江蘇連云港模擬)如圖8324所示為一個質(zhì)量為m、電荷量為q的圓環(huán)，可在水平放置的足夠長的粗糙細桿上滑動，細桿處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，不計空氣阻力，現(xiàn)給圓環(huán)向右的初速度v0，在以后的運動過程中，圓環(huán)運動的速度圖象可能是下圖中的()圖8324圖8325解析：選AD.由左手定則可判斷洛倫茲力方向向上，圓環(huán)受到豎直向下的重力、垂直桿的彈力及向左的

16、摩擦力，當洛倫茲力初始時刻小于重力時，彈力方向豎直向上，圓環(huán)向右減速運動，隨著速度減小，洛倫茲力減小，彈力越來越大，摩擦力越來越大，故做加速度增大的減速運動，直到速度為零而處于靜止狀態(tài)，選項中沒有對應(yīng)圖象；當洛倫茲力初始時刻等于重力時，彈力為零，摩擦力為零，故圓環(huán)做勻速直線運動，A正確；當洛倫茲力初始時刻大于重力時，彈力方向豎直向下，圓環(huán)做減速運動，速度減小，洛倫茲力減小，彈力減小，在彈力減小到零的過程中，摩擦力逐漸減小到零，故做加速度逐漸減小的減速運動，摩擦力為零時，開始做勻速直線運動，D正確二、非選擇題11(2020廣州模擬)如圖8326所示，勻強電場場強E4 V/m，方向水平向左，勻強磁

17、場的磁感應(yīng)強度B2 T，方向垂直紙面向里，質(zhì)量m1 kg的帶正電小物體A，從M點沿絕緣粗糙的豎直墻壁無初速度下滑，它滑行h0.8 m到N點時脫離墻壁做曲線運動，在通過P點瞬時A受力平衡，此時其速度與水平方向成45角，且P點與M點的高度差為H1.6 m，g取10 m/s2.試求：圖8326(1)A沿墻壁下滑時，克服摩擦力做的功W阻是多少？(2)P點與M點的水平距離x是多少？解析：(1)小物體A在N點有FN0，qvNBqE，vN對小物體A從M到N的運動應(yīng)用動能定理得mghW阻mv0W阻mghmv6 J.(2)根據(jù)小物體A通過P點的瞬時受力分析，45，qEmg，q2.5 Ccos，vP2 m/s對小物體A從N到P的運動應(yīng)用動能定理得mg(Hh)qExmvmv故x0.6 m.答案：(1)6 J(2)0.6 m12(2020安徽江南十校聯(lián)考)如圖8327所示，在第二象限內(nèi)有水平向右的勻強電場，在第一、第四象限內(nèi)分別存在勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小相等，方向如圖所示；現(xiàn)有一個帶電粒子在該平面內(nèi)從x軸上的P點，以垂直于x軸的初速度v0進入勻強電場，恰好經(jīng)過y軸上的Q點且與y軸成45角射出電場，再經(jīng)過一段時間又恰好垂直于x軸進入下面的磁場已知OP之間的距離為d，