【與名師對話】2014年高考物理總復(fù)習(xí) 課時配套作業(yè)31 新人教版選修3-1

1、課時作業(yè)(三十一)1. (2012·海南卷)如右圖所示，在兩水平極板間存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場方向豎直向下，磁場方向垂直于紙面向里一帶電粒子以某一速度沿水平直線通過兩極板若不計(jì)重力，下列四個物理量中哪一個改變時，粒子運(yùn)動軌跡不會改變()A粒子速度的大小B粒子所帶的電荷量C電場強(qiáng)度D磁感應(yīng)強(qiáng)度解析粒子在電場中運(yùn)動，當(dāng)做直線運(yùn)動時EqqvB，電量改變，粒子受力仍平衡，B正確答案 B2(2012·福建泉州聯(lián)考)在空間某一區(qū)域中既存在勻強(qiáng)電場，又存在勻強(qiáng)磁場有一帶電粒子，以某一速度從不同方向射入到該區(qū)域中(不計(jì)帶電粒子受到的重力)，則該帶電粒子在區(qū)域中的運(yùn)動情況可能是()做勻速

2、直線運(yùn)動做勻速圓周運(yùn)動做勻變速直線運(yùn)動做勻變速曲線運(yùn)動ABCD解析如果粒子受到的電場力和洛倫茲力平衡，則粒子做勻速直線運(yùn)動，正確；如果粒子速度方向與磁感線平行，則正確答案 AC3(2012·福州調(diào)研)如圖所示，某空間存在正交的勻強(qiáng)電磁場，電場方向水平向右，磁場方向垂直紙面向里一帶負(fù)電微粒由a點(diǎn)以一定初速度進(jìn)入電磁場，剛好能沿直線ab斜向上運(yùn)動，則下列說法正確的是()A微粒的動能一定增加B微粒的動能一定減少C微粒的電勢能一定減少D微粒的機(jī)械能一定不變解析微粒從a到b過程中，電場力做正功，所以微粒的電勢能一定減少，C正確；由于除重力以外的外力中只有電場力做正功，所以微粒的機(jī)械能增大，D錯

3、誤；因微粒必須做勻速運(yùn)動，才能滿足題設(shè)條件，故動能不變，A、B錯誤答案 C4(2012·溫州市聯(lián)考)如右圖所示，一個靜止的質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子(不計(jì)重力)，經(jīng)電壓U加速后垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，粒子打至P點(diǎn)，設(shè)OPx，能夠正確反應(yīng)x與U之間的函數(shù)關(guān)系的是()解析帶電粒子在電場中做加速運(yùn)動，由動能定理有：qUmv2，帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動有：，整理得：x2U，故B正確答案 B5(2012·浙江杭州月考)有一個帶電荷量為q、重為G的小球，從兩豎直的帶電平行板上方h處自由落下，兩極板間另有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向如右圖所示，則帶電小球通過有電場和

4、磁場的空間時，下列說法正確的是()A一定做曲線運(yùn)動B不可能做曲線運(yùn)動C有可能做勻加速運(yùn)動D有可能做勻速運(yùn)動解析由于小球的速度變化時，洛倫茲力會變化，小球所受合力變化，小球不可能做勻速或勻加速運(yùn)動，B、C、D錯，A正確答案 A6.如右圖所示，a、b是一對平行金屬板，分別接到直流電源兩極上，右邊有一擋板，正中間開有一小孔d，在較大空間范圍內(nèi)存在著勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里，在a、b兩板間還存在著勻強(qiáng)電場E.從兩板左側(cè)中點(diǎn)c處射入一束正離子(不計(jì)重力)，這些正離子都沿直線運(yùn)動到右側(cè)，從d孔射出后分成3束則下列判斷正確的是()A這三束正離子的速度一定不相同B這三束正離子的比荷一定不

5、相同Ca、b兩板間的勻強(qiáng)電場方向一定由a指向bD若這三束離子改為帶負(fù)電而其他條件不變則仍能從d孔射出解析因?yàn)槿x子在兩極板間都是沿直線運(yùn)動，電場力等于洛倫茲力，可以判斷三束正離子的速度一定相同，且電場方向一定由a指向b，選項(xiàng)A錯誤，C正確；在右側(cè)磁場中三束正離子做圓周運(yùn)動的半徑不同，可知這三束正離子的比荷一定不相同，選項(xiàng)B正確；若將這三束離子改為帶負(fù)電，而其他條件不變的情況下受力分析可知，三束離子在兩板間仍做勻速直線運(yùn)動，仍能從d孔射出，選項(xiàng)D正確答案 BCD7(2012·河北石家莊市教學(xué)檢測)勞倫斯和利文斯設(shè)計(jì)出回旋加速器，工作原理示意圖如右圖所示置于高真空中的D形金屬盒半徑為

6、R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可忽略磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與盒面垂直，高頻交流電頻率為f，加速電壓為U.若A處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)子質(zhì)量為m、電荷量為q，在加速器中被加速，且加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力的影響則下列說法正確的是()A質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過2RfB質(zhì)子離開回旋加速器時的最大動能與加速電壓U成正比C質(zhì)子第2次和第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為1D不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交流電頻率f，該回旋加速器的最大動能不變解析粒子被加速后的最大速度受到D形盒半徑R的制約，因v2Rf，A正確；粒子離開回旋加速器的最大動能Ekmmv2m×42R2f22m2R2f2，

7、與加速電壓U無關(guān)，B錯誤；根據(jù)R，Uqmv，2Uqmv，得質(zhì)子第2次和第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為1，C正確；因回旋加速器的最大動能Ekm2m2R2f2與m、R、f均有關(guān)，D錯誤答案 AC8. (2012·河南省質(zhì)量調(diào)研)如右圖所示，空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場在該區(qū)域中，有一個豎直放置的光滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一個帶正電的小球O點(diǎn)為圓環(huán)的圓心，a、b、c、d為圓環(huán)上的四個點(diǎn)，a點(diǎn)為最高點(diǎn)，c點(diǎn)為最低點(diǎn)，b、O、d三點(diǎn)在同一水平線上已知小球所受電場力與重力大小相等現(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點(diǎn)由靜止釋放，下列判斷正確的是 ()A小球能越過d點(diǎn)并繼續(xù)沿環(huán)向上運(yùn)動

8、B當(dāng)小球運(yùn)動到c點(diǎn)時，所受洛倫茲力最大C小球從a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的過程中，重力勢能減小，電勢能增大D小球從b點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn)的過程中，電勢能增大，動能先增大后減小解析由題意可知，小球運(yùn)動的等效最低點(diǎn)在b、c中間，因此當(dāng)小球運(yùn)動到d點(diǎn)時速度為0，不能繼續(xù)向上運(yùn)動，選項(xiàng)A錯誤；小球在等效最低點(diǎn)時速度最大，所受洛倫茲力最大，選項(xiàng)B錯誤；小球從a運(yùn)動到b的過程中，重力做正功，電場力也做正功，所以重力勢能與電勢能均減小，選項(xiàng)C錯誤；小球從b運(yùn)動到c的過程中，電場力做負(fù)功，電勢能增大，合外力先做正功再做負(fù)功，動能先增大后減小，選項(xiàng)D正確答案 D9.如右圖所示，粗糙的足夠長的豎直木桿上套有一個帶電的小球，整個裝置處

9、在由水平勻強(qiáng)電場和垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場組成的足夠大的復(fù)合場中，小球由靜止開始小滑，在整個運(yùn)動過程中小球的vt圖象如右圖所示，其中錯誤的是()解析小球下滑過程中，qE與qvB反向，開始下落時qE>qvB，所以a，隨下落速度v的增大a逐漸增大；當(dāng)qE<qvB之后，其a，隨下落速度v的增大a逐漸減??；最后a0，小球勻速下落，故圖C正確，A、B、D錯誤答案 ABD10.目前有一種磁強(qiáng)計(jì)，用于測定地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度磁強(qiáng)計(jì)的原理如右圖所示，電路有一段金屬導(dǎo)體，這的橫截面是寬為a、高為b的長方形，放在沿y軸正方向的勻強(qiáng)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

10、子數(shù)為n，電子電荷量為e，金屬導(dǎo)電過程中，自由電子所做的定向移動可視為勻速運(yùn)動兩電極M、N均與金屬導(dǎo)體的前后兩側(cè)接觸，用電壓表測出金屬導(dǎo)體前后兩個側(cè)面間的電勢差為U.則磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和電極M、N的正負(fù)為()A.，M正、N負(fù) B.，M正、N負(fù)C.，M負(fù)、N正 D.，M負(fù)、N正解析由左手定則知，金屬中的電子在洛倫茲力的作用下將向前側(cè)面聚集、故M負(fù)、N正由F電F洛，即eBev，InevSnevab，得B.答案 C11(2012·山西四校聯(lián)考)有一個帶正電的小球，質(zhì)量為m，電荷量為q，靜止在固定的絕緣支架上現(xiàn)設(shè)法給小球一個瞬時的初速度v0使小球水平飛出，飛出時小球的電荷量沒有改變同一豎直面

11、內(nèi)，有一個固定放置的圓環(huán)(圓環(huán)平面保持水平)，環(huán)的直徑略大于小球直徑，如圖甲所示空間所有區(qū)域分布著豎直方向的勻強(qiáng)電場，垂直紙面的勻強(qiáng)磁場分布在豎直方向的帶狀區(qū)域中，小球從固定的絕緣支架水平飛出后先做勻速直線運(yùn)動，后做勻速圓周運(yùn)動，豎直進(jìn)入圓環(huán)已知固定的絕緣支架與固定放置的圓環(huán)之間的水平距離為2s，支架放小球處與圓環(huán)之間的豎直距離為s，v0>，小球所受重力不能忽略求：(1)空間所有區(qū)域分布的勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E的大小和方向；(2)垂直紙面的勻強(qiáng)磁場區(qū)域的最小寬度S，磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向；(3)小球從固定的絕緣支架水平飛出到運(yùn)動到圓環(huán)的時間t.解析(1)小球水平飛出，由平衡條件得mg

12、qE，解得電場強(qiáng)度E.方向豎直向上(2)如圖乙所示，由題意可知，垂直紙面的勻強(qiáng)磁場區(qū)域最小寬度為s.要使小球準(zhǔn)確進(jìn)入圓環(huán)，所加磁場的方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲庥捎谥亓εc電場力平衡，故帶電小球進(jìn)入磁場后在洛倫茲力作用下做圓周運(yùn)動，軌跡半徑Rs，qv0B，解得磁感應(yīng)強(qiáng)度B.(3)小球從開始運(yùn)動到進(jìn)入磁場的時間t1，在磁場中的運(yùn)動周期T，在磁場中的運(yùn)動時間t2T/4，小球到達(dá)圓環(huán)總時間tt1t2(1)答案 (1)大小為，方向豎直向上(2)大小為，方向垂直紙面向外(3)(1)12(2012·廣東期末)如右圖所示，在一底邊長為2L，45°的等腰三角形區(qū)域內(nèi)(O為底邊中點(diǎn))有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場現(xiàn)有一質(zhì)量為m，電量為q的帶正電粒子從靜止開始經(jīng)過電勢差為U的電場加速后，從O點(diǎn)垂直于AB進(jìn)入磁場，不計(jì)重力與空氣阻力的影響(1)求粒子經(jīng)電場加速射入磁場時的速度(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多少時，粒子能以最大的圓周半徑偏轉(zhuǎn)后打到OA板上？(3)增加磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，可以再延長粒子在磁場中的運(yùn)動時間，求粒子在磁場中運(yùn)動的極限時間(不計(jì)粒子與AB板碰撞的作用時間，設(shè)粒子與AB板碰撞前后，電量保持不變并以相同的速率反彈)解析(1)依題意，粒子經(jīng)電場加速射入磁場時的速度為v，由動能定理得：由qUmv2得v (2)如右圖所示，