【优化方案】高考物理总复习 第八章第三节知能演练强化闯关 新人教版选修31.doc

知能优化演练1(2012广东东莞调研)一个电子穿过某一空间而未发生偏转，则()a此空间一定不存在磁场b此空间一定不存在电场c此空间可能只有匀强磁场，方向与电子速度垂直d此空间可能同时有电场和磁场解析：选d.当空间只有匀强磁场，且电子的运动方向与磁场方向垂直时，受洛伦兹力作用，会发生偏转，c不正确当空间既有电场又有磁场，且两种场力相互平衡时，电子不会发生偏转，a、b不正确，d正确2.如图8311所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场一带电粒子a(不计重力)以一定的初速度由左边界的o点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的o点(图中未标出)穿出若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b(不计重力)仍以相同初速度由o点射入，从区域右边界穿出，则粒子b() 图8311a穿出位置一定在o点下方b穿出位置一定在o点上方c运动时，在电场中的电势能一定减小d在电场中运动时，动能一定减小解析：选c.带电粒子的电性可正也可负，当只有电场作用时，粒子穿出位置可能在o点上方，也可能在o点下方电场力一定对粒子做正功，粒子的电势能减小，动能一定增加3(2012黄冈模拟)如图8312所示，空间存在正交的匀强电场和匀强磁场，匀强电场方向竖直向上，匀强磁场的方向垂直纸面向里有一内壁光滑、底部有带正电小球的试管在水平拉力f作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口处飞出已知小球质量为m，带电量为q，场强大小为e.关于带电小球及其在离开试管前的运动，下列说法中正确的是() 图8312a洛伦兹力对小球不做功b洛伦兹力对小球做正功c小球的运动轨迹是一条抛物线d维持试管匀速运动的拉力f应逐渐增大解析：选acd.洛伦兹力总是与带电粒子速度的方向垂直，所以不做功，a正确，b错；小球在水平方向上做匀速运动，在竖直方向上的合力等于磁场力，即f洛bqv，故竖直方向做匀加速运动，所以运动轨迹是一条抛物线，选项c正确；由于小球在竖直方向上的速度增大，水平向左的磁场力增大，而试管又向右做匀速运动，所以f要逐渐增大，故d正确4磁流体发电机可以把气体的内能直接转化为电能，是一种低碳环保发电机，有着广泛的发展前景其发电原理示意图如图8313所示，将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，整体上呈电中性)喷射入磁感应强度为b的匀强磁场中，磁场区域有两块面积为s，相距为d的平行金属板与外电阻r相连构成一电路，设气流的速度为v，气体的电导率(电阻率的倒数)为g.则() 图8313a两板间电势差为ubdvb上板是电源的正极，下板是电源的负极c流经r的电流强度为id流经r的电流强度为 i解析：选b.等离子体喷射入磁场后，在洛伦兹力f1qbv的作用下正离子向上偏，负离子向下偏，则上板是电源的正极，下板是电源的负极，b对；两板间形成向下的电场，正负离子将受到电场力f2q阻碍其偏转，假设外电路断路，则qbvq，即ubdv为电源电动势，a错电源内阻为r，由闭合电路欧姆定律得i，c、d错5(2012广州调研)如图8314所示，在xoy直角坐标系中，第象限内分布着方向垂直纸面向里的匀强磁场，第象限内分布着方向沿y轴负方向的匀强电场初速度为零、带电荷量为q、质量为m的粒子经过电压为u的电场加速后，从x轴上的a点垂直x轴进入磁场区域，经磁场偏转后过y轴上的p点且垂直y轴进入电场区域，在电场中偏转并击中x轴上的c点已知oaocd.求电场强度e和磁感应强度b的大小(粒子的重力不计)图8314解析：设带电粒子经电压为u的电场加速后速度为v，qumv2带电粒子进入磁场后，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律：qbv依题意可知：rd联立可解得：b带电粒子在电场中偏转，做类平抛运动，设经时间t从p点到达c点，由dvtdt2联立可解得：e.答案：一、选择题1.(2012东城区模拟)带电质点在匀强磁场中运动，某时刻速度方向如图8315所示，所受的重力和洛伦兹力的合力恰好与速度方向相反，不计阻力，则在此后的一小段时间内，带电质点将() 图8315a可能做直线运动b可能做匀减速运动c一定做曲线运动 d可能做匀速圆周运动解析：选c.带电质点在运动过程中，重力做功，速度大小和方向发生变化，洛伦兹力的大小和方向也随之发生变化，故带电质点不可能做直线运动，也不可能做匀减速运动或匀速圆周运动，c正确2(2012烟台测试)如图8316甲、乙、丙所示，三个完全相同的半圆形光滑绝缘轨道置于竖直平面内，左右两端点等高，其中图乙轨道处在垂直纸面向外的匀强磁场中，图丙轨道处在竖直向下的匀强电场中，三个相同的带正电小球同时从轨道左端最高点处由静止释放则三个带电小球通过圆轨道最低点时()图8316a速度相同b所用时间相同c对轨道的压力相同 d均能到达轨道右端最高点处 解析：选d.图甲、乙中只有重力做功，图丙除重力做功外，还有电场力做功，所以三个带电小球到最低点时，速度不同，时间不同，结合牛顿第二定律可判断，三个带电小球对轨道的压力不同，a、b、c错误；根据能量守恒定律可知，三个带电小球均能到达轨道右端最高点处，d正确3如图8317所示，质量为m，带电荷量为q的微粒以速度v与水平方向成45角进入匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里如果微粒做匀速直线运动，则下列说法正确的是() 图8317a微粒受电场力、洛伦兹力、重力三个力作用b微粒受电场力、洛伦兹力两个力作用c匀强电场的电场强度ed匀强磁场的磁感应强度b解析：选a.因为微粒做匀速直线运动，所以微粒所受合力为零，受力分析如图所示，微粒在重力、电场力和洛伦兹力作用下处于平衡状态，可知，qemg，qvbmg，得电场强度e，磁感应强度b，因此a正确4(2012山西忻州市统考)地面附近空间中存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场，已知磁场方向垂直纸面向里，一个带电油滴能沿一条与竖直方向成角的直线mn运动(mn在垂直于磁场方向的平面内)，如图8318所示则以下判断中正确的是() 图8318a如果油滴带正电，它是从m点运动到n点b如果油滴带正电，它是从n点运动到m点c如果电场方向水平向左，油滴是从m点运动到n点d如果电场方向水平向右，油滴是从m点运动到n点解析：选ac.带电油滴能够沿直线运动，分析可得带电油滴一定是匀速直线运动，因为若做变速直线运动，则洛伦兹力大小就发生变化，从而无法保证重力、电场力、洛伦兹力三力的合力总是与速度共线如果油滴带正电，受力分析可得只有从m点运动到n点，电场水平向左，三力的合力才有可能为零，a选项正确，b选项错误；如果带电油滴带负电，电场方向只能水平向右且油滴从n点运动到m点才行，故c选项正确，d选项错误5(2012厦门质量检测)如图8319所示，一束粒子(不计重力，初速度可忽略)缓慢通过小孔o1进入极板间电压为u的水平加速电场区域，再通过小孔o2射入相互正交的恒定匀强电场、磁场区域，其中磁场的方向如图所示，磁感应强度大小可根据实际要求调节，收集室的小孔o3与o1、o2在同一条水平线上则收集室收集到的是() 图8319a具有特定质量的粒子 b具有特定比荷的粒子c具有特定速度的粒子 d具有特定动能的粒子解析：选bc.粒子在加速电场中由动能定理可得：qu mv2v ，粒子沿直线o1o2o3运动，则在相互正交的恒定匀强电场、磁场区域中必定受力平衡，可得：qebqvv为某一定值故选项bc正确6(2012湖南部分中学调研)如图8320所示，已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压u加速后，水平进入互相垂直的匀强电场e和匀强磁场b的复合场中(e和b已知)，小球在此空间的竖直面内做匀速圆周运动，则() 图8320a小球可能带正电b小球做匀速圆周运动的半径为r c小球做匀速圆周运动的周期为td若电压u增大，则小球做匀速圆周运动的周期增加解析：选bc.小球在复合场中做匀速圆周运动，则小球受的电场力和重力满足mgeq，则小球带负电，a错误；因为小球做圆周运动的向心力为洛伦兹力，由牛顿第二定律和动能定理可得：bqv，uqmv2，联立两式可得：小球做匀速圆周运动的半径r ，由t，可以得出t，所以b、c正确，d错误7在某次发射科学实验卫星“双星”中，放置了一种磁强计，用于测定地磁场的磁感应强度磁强计的原理如图8321所示，电路中有一段金属导体，它的横截面是宽为a、高为b的长方形，放在沿y轴正方向的匀强磁场中，导体中通有沿x轴正方向、大小为i的电流已知金属导体单位体积中的自由电子数为n，电子电荷量为e.金属导电过程中，自由电子做定向移动可视为匀速运动测出金属导体前后两个侧面间的电势差为u.则下列说法正确的是() 图8321a电流方向沿x轴正方向，正电荷受力方向指向前侧面，因此前侧面电势较高b电流方向沿x轴正方向，电子受力方向指向前侧面，因此后侧面电势较高c磁感应强度的大小为bd磁感应强度的大小为b解析：选bc.金属导体中有自由电子当电流形成时，金属导体内的自由电子逆着电流的方向做定向移动在磁场中受到洛伦兹力作用的是自由电子由左手定则可知，自由电子受到的洛伦兹力沿z轴正方向，自由电子向前侧面偏转，故后侧面电势较高，a错误，b正确；设自由电子匀速运动的速度为v，则由电流的微观表达式有ineabv，金属导体前后两个侧面间的电场强度e，达到稳定状态时，自由电子所受洛伦兹力与电场力平衡，则有：evbee，解得磁感应强度的大小为：b，c正确，d错误8(2012福建福州调研)如图8322所示，在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，电荷量为q的液滴在竖直面内做半径为r的匀速圆周运动，已知电场强度为e，磁感应强度为b，则油滴的质量和环绕速度分别为() 图8322a.，b.，cb， d.，解析：选d.液滴要在这种复合场中做匀速圆周运动，从受力的角度来看，一是要满足恒力的合力为零，即qemg，有m.二是洛伦兹力提供向心力bqv，则可得v，d正确9(2012皖南八校联考)带电小球以一定的初速度v0竖直向上抛出，能够达到的最大高度为h1；若加上水平方向的匀强磁场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h2，若加上水平方向的匀强电场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h3，如图8323所示，不计空气阻力，则()图8323ah1h2h3 bh1h2h3ch1h2h3 dh1h3h2解析：选d.加电场时，小球在竖直方向上的运动与不加任何场时相同，故h1h3，加匀强磁场时，粒子做曲线运动，在最高点具有水平速度，由机械能守恒可知h2h1，故d对10(2012江苏连云港模拟)如图8324所示为一个质量为m、电荷量为q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为b的匀强磁场中，不计空气阻力，现给圆环向右的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图象可能是下图中的() 图8324图8325解析：选ad.由左手定则可判断洛伦兹力方向向上，圆环受到竖直向下的重力、垂直杆的弹力及向左的摩擦力，当洛伦兹力初始时刻小于重力时，弹力方向竖直向上，圆环向右减速运动，随着速度减小，洛伦兹力减小，弹力越来越大，摩擦力越来越大，故做加速度增大的减速运动，直到速度为零而处于静止状态，选项中没有对应图象；当洛伦兹力初始时刻等于重力时，弹力为零，摩擦力为零，故圆环做匀速直线运动，a正确；当洛伦兹力初始时刻大于重力时，弹力方向竖直向下，圆环做减速运动，速度减小，洛伦兹力减小，弹力减小，在弹力减小到零的过程中，摩擦力逐渐减小到零，故做加速度逐渐减小的减速运动，摩擦力为零时，开始做匀速直线运动，d正确二、非选择题11(2012广州模拟)如图8326所示，匀强电场场强e4 v/m，方向水平向左，匀强磁场的磁感应强度b2 t，方向垂直纸面向里，质量m1 kg的带正电小物体a，从m点沿绝缘粗糙的竖直墙壁无初速度下滑，它滑行h0.8 m到n点时脱离墙壁做曲线运动，在通过p点瞬时a受力平衡，此时其速度与水平方向成45角，且p点与m点的高度差为h1.6 m，g取10 m/s2.试求：图8326(1)a沿墙壁下滑时，克服摩擦力做的功w阻是多少？(2)p点与m点的水平距离x是多少？解析：(1)小物体a在n点有fn0，qvnbqe，vn对小物体a从m到n的运动应用动能定理得mghw阻mv0w阻mghmv6 j.(2)根据小物体a通过p点的瞬时受力分析，45，qemg，q2.5 ccos，vp2 m/s对小物体a从n到p的运动应用动能定理得mg(hh)qexmvmv故x0.6 m.答案：(1)6 j(2)0.6 m12(2012安徽江南十校联考)如图8327所示，在第二象限内有水平向右的匀强电场，在第一、第四象限内分别存在匀强磁场，磁感应强度大小相等，方向如图所示；现有一个带电粒子在该平面内从x轴上的p点，以垂直于x轴的初速度v0进入匀强电场，恰好经过y轴上的q点且与y轴成45角射出电场，再经过一段时间又恰好垂直于x轴进入下面的磁场已知op之间的距离为d，