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【高考领航】2020高考物理单元测试电子题库 8-3 新人教版

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【高考领航】2020高考物理单元测试电子题库 8-3 新人教版PAGE【高考领航】2020高考物理单元测试电子题库8-3新人教版(时间:45分钟 满分:100分)一、单项选择题(本题共6小题,每小题7分,共计42分,每小题只有一个选项符合题意)1.带正电的甲、乙、丙三个粒子(不计重力)分别以速度v甲、v乙、v丙垂直射入电场和磁场相互垂直的复合场中,其轨迹如图所示,则下列说法正确的是(  )A.v甲>v乙>v丙B.v甲<v乙<v丙C.甲的速度可能变大D.丙的速度不一定变大解析:由左手定则可判断正电荷所受洛伦兹力向上,而所受的电场力向下,由运动轨迹可判断qv甲B>qE即v甲...

【高考领航】2020高考物理单元测试电子题库 8-3 新人教版
PAGE【高考领航】2020高考物理单元测试电子题库8-3新人教版(时间:45分钟 满分:100分)一、单项选择题(本题共6小题,每小题7分,共计42分,每小题只有一个选项符合题意)1.带正电的甲、乙、丙三个粒子(不计重力)分别以速度v甲、v乙、v丙垂直射入电场和磁场相互垂直的复合场中,其轨迹如图所示,则下列说法正确的是(  )A.v甲>v乙>v丙B.v甲<v乙<v丙C.甲的速度可能变大D.丙的速度不一定变大解析:由左手定则可判断正电荷所受洛伦兹力向上,而所受的电场力向下,由运动轨迹可判断qv甲B>qE即v甲>eq\f(E,B),同理可得v乙=eq\f(E,B),v丙<eq\f(E,B),所以v甲>v乙>v丙,故A正确、B错;电场力对甲做负功,甲的速度一定减小,对丙做正功,丙的速度一定变大,故C、D错误.答案:A2.如图所示,在长方形abcd区域内有正交的电磁场,ab=bc/2=L,一带电粒子从ad的中点垂直于电场和磁场方向射入,恰沿直线从bc边的中点P射出,若撤去磁场,则粒子从c点射出;若撤去电场,则粒子将(重力不计)(  )A.从b点射出B.从b、P间某点射出C.从a点射出D.从a、b间某点射出解析:由粒子做直线运动可知qv0B=qE;撤去磁场粒子从c点射出可知qE=ma,at=2v0,v0t=L,所以撤除电场后粒子运动的半径r=eq\f(mv0,qB)=eq\f(L,2).答案:C3.如图所示,一个带正电的滑环套在水平且足够长的粗糙的绝缘杆上,整个装置处于方向如图所示的匀强磁场中,现给滑环一个水平向右的瞬时作用力,使其开始运动,则滑环在杆上的运动情况不可能的是(  )A.始终做匀速运动B.始终做减速运动,最后静止于杆上C.先做加速运动,最后做匀速运动D.先做减速运动,最后做匀速运动解析:给滑环一个瞬时作用力,滑环获得一定的速度v,当qvB=mg时,滑环将以v做匀速直线运动,故A正确.当qvB<mg时,滑环受摩擦阻力做减速运动,直到停下来,故B正确.当qvB>mg时,滑环先做减速运动,当减速到qvB=mg后,以速度v=eq\f(mg,qB)做匀速直线运动,故D对.由于摩擦阻力作用,环不可能做加速运动,故C错,应选C.答案:C4.空间存在如图所示的匀强电场E和匀强磁场B.下面关于带电粒子在其中运动情况的判断,正确的是(  )A.若不计重力,粒子做匀速运动的方向可沿y轴正方向,也可沿y轴负方向B.若不计重力,粒子可沿x轴正方向做匀加速直线运动C.若重力不能忽略,粒子不可能做匀速直线运动D.若重力不能忽略,粒子仍可能做匀速直线运动解析:若不计重力,当正电荷沿y轴正方向运动时,所受电场力沿x轴正方向,所受洛伦兹力沿x轴负方向;当二者满足qE=qvB时,粒子做匀速直线运动.当粒子带负电时,电场力与洛伦兹力均反向,仍可做匀速直线运动.但当粒子沿y轴负方向运动时,电场力与洛伦兹力总是同向的,粒子受力不能平衡,故不能做匀速直线运动,A错误;粒子沿x轴正方向运动时,因洛伦兹力沿y轴方向,粒子一定要偏转,故B错;重力不能忽略时,只要粒子运动方向和受力满足如图所示条件,粒子就可能做匀速直线运动,C错、D正确.答案:D5.如图所示,表面粗糙的斜面固定于地面上,并处于方向垂直纸面向外、强度为B的匀强磁场中.质量为m、带电量为+Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑,在滑块下滑的过程中,下列判断正确的是(  )A.滑块受到的摩擦力不变B.滑块到达地面时的动能与B的大小无关C.滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下D.B很大时,滑块可能静止于斜面上解析:物体受重力、支持力、垂直于斜面向下的洛伦兹力和沿斜面向上的摩擦力四个力的作用.初始时刻洛伦兹力为0,物体在重力和摩擦力的作用下沿斜面向下运动,随着速度v的增大,洛伦兹力qvB增大,物体受到的弹力增大,引起摩擦力增大,当mgsinθ=μ(mgcosθ+qvB)时,物体开始做匀速运动.综上所述,选项C正确.答案:C6.如图,竖直放置的平行板电容器,A板接电源正极,B板接电源负极,在电容器中加一与电场方向垂直、水平向里的匀强磁场.一批带正电的微粒从A板中点小孔C射入,射入的速度大小方向各不相同,考虑微粒所受重力,微粒在平行板A、B间运动过程中(  )A.所有微粒的动能都将增加B.所有微粒的机械能都将不变C.有的微粒可以做匀速圆周运动D.有的微粒可能做匀速直线运动解析:重力和电场力的合力方向与速度方向的夹角可能大于90°,故合力可能做负功,A错误.由于电场力做功,故机械能要发生变化,B错误.重力和电场力方向互相垂直时,其作用效果不可能抵消,C错误.微粒所受重力、电场力、洛伦兹力的合力可能为零,故D正确.答案:D二、多项选择题(本题共4小题,每小题7分,共计28分,每小题有多个选项符合题意,全部选对的得7分,选对但不全的得4分,错选或不答的得0分)7.如图所示,虚线间空间内存在由匀强电场E和匀强磁场B组成的正交或平行的电场和磁场,有一个带正电小球(电荷量为+q,质量为m)从正交或平行的电磁混合场上方的某一高度自由落下,那么,带电小球可能沿直线通过的是(  )解析:带电小球进入复合场时受力情况:A项,B项,C项,D项.其中只有C、D两种情况下合外力可能为零,所以有可能沿直线通过复合场区域.A项中洛伦兹力qvB随速度v的增大而增大,所以三力的合力不会总保持在竖直方向上,合力与速度方向将产生夹角,小球做曲线运动,所以A错.B项中洛伦兹力会使运动方向发生改变,小球不可能沿直线运动.答案:CD8.导电是导体中的自由电荷定向移动,这些可以移动的电荷又叫载流子,例如金属导体中的载流子是自由电子,现在广泛应用的半导体材料分成两大类,一类是n型半导体,它的载流子为电子;另一类是P型半导体,它的载流子是“空穴”;相当于带正电的粒子,P型半导体导电,相当于带正电粒子做定向移动,如果把某种材料制成的长方体放在匀强磁场中,磁场方向如图所示,且与前后侧面垂直,长方体中通有水平向右的电流,测得长方体的上、下表面M、N电势分别是φM和φN,则有(  )A.如果是P型半导体,有φM<φNB.如果是n型半导体,有φM>φNC.如果是P型半导体,有φM>φND.如果是金属导体,有φM>φN解析:根据左手定则,“空穴”载流子受洛伦兹力向下,偏向N表面,即N表面带正电,φN>φM;n型半导体和金属导体,电子受洛伦兹力向下,偏向N表面,即N表面带负电,φM>φN,故选A、B、D.答案:ABD9.(2020年淮安模拟)北半球某处,地磁场水平分量B1=0.8×10-4T,竖直分量B2=0.5×10-4T,海水向北流动,海洋工作者测量海水的流速时,将两极板插入此海水中,保持两极板正对且垂线沿东西方向,两极板相距d=20m,如图所示,与两极板相连的电压表(可看做是理想电压表)示数为U=0.2mV,则(  )A.西侧极板电势高,东侧极板电势低B.西侧极板电势低,东侧极板电势高C.海水的流速大小为0.125m/sD.海水的流速大小为0.2m/s解析:由于海水向北流动,地磁场有竖直向下的分量,由左手定则可知,正电荷偏向西侧极板,负电荷偏向东侧极板,即西侧极板电势高,东侧极板电势低,故选项A正确;对于流过两极板间的带电粒子有:qvB2=qeq\f(U,d),即v=eq\f(U,B2d)=eq\f(0.2×10-3,0.5×10-4×20)m/s=0.2m/s,故选项D正确.答案:AD10.环形对撞机是研究高能粒子的重要装置,其核心部件是一个高度真空的圆环状的空腔.若带电粒子初速度可视为零,经电压为U的电场加速后,沿圆环切线方向注入对撞机的环状空腔内,空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场,磁感应强度大小为B.带电粒子将被限制在圆环状空腔内运动.要维持带电粒子在圆环内做半径确定的圆周运动,下列说法中正确的是(  )A.对于给定的加速电压,带电粒子的比荷q/m越大,磁感应强度B越大B.对于给定的加速电压,带电粒子的比荷q/m越大,磁感应强度B越小C.对于给定的带电粒子和磁感应强度B,加速电压U越大,粒子运动的周期越小D.对于给定的带电粒子和磁感应强度B,不管加速电压U多大,粒子运动的周期都不变解析:带电粒子经过加速电场后速度为qU=eq\f(1,2)mv2,所以v=eq\r(\f(2qU,m))带电粒子以该速度进入对撞机的环状空腔内,且在圆环内做半径确定的圆周运动,半径R=eq\f(mv,qB)=eq\r(\f(2Um,qB2)),对于给定的加速电压,即U一定,当R确定时,则带电粒子的比荷q/m越大,磁感应强度B应越小,A错误、B正确;带电粒子的运动周期为T=eq\f(2πm,qB),与带电粒子的速度无关,当然就与加速电压U无关,因此,对于给定的带电粒子和磁感应强度B,不管加速电压U多大,粒子运动的周期都不变,C错、D正确.答案:BD三、计算题(本题共2小题,共计30分,解答时请写出必要的文字说明、方程式和演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.)11.(15分)如图所示,一质量为m,电荷量为q的带正电的小球以水平初速度v0从离地高为h的地方做平抛运动,落地点为N,设不计空气阻力;求:(1)若在空间加一个竖直方向的匀强电场,使小球沿水平方向做匀速直线运动,则场强E为多大?(2)若在空间再加上一个垂直纸面向外的匀强磁场,小球的落地点仍为N,则磁感应强度B为多大?解析:(1)由于小球受电场力和重力且做匀速直线运动,故qE=mg所以:E=eq\f(mg,q).(2)再加上匀强磁场后,由于重力与电场力平衡,故小球在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,R=eq\f(mv0,qB)由几何关系得:R2-x2=(R-h)2其中x=v0t=v0eq\r(\f(2h,g))由以上几式解得:B=eq\f(2mgv0,q2v\o\al(2,0)+gh).答案:(1)eq\f(mg,q) (2)eq\f(2mgv0,q2v\o\al(2,0)+gh)12.(15分)(2020年南通模拟)如图所示为一种质谱仪示意图,由加速电场、静电分析器和磁分析器组成.已知:静电分析器通道的半径为R,均匀辐射电场的场强为E.磁分析器中有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.忽略重力的影响.问:(1)为了使位于A处电荷量为q、质量为m的离子,从静止开始经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器,加速电场的电压U应为多大?(2)离子由P点进入磁分析器后,最终打在感光胶片上的Q点,该点距入射点P多远?解析:(1)离子在加速电场中加速,根据动能定理有qU=eq\f(1,2)mv2.①离子在辐射电场中做匀速圆周运动,电场力提供向心力,有qE=meq\f(v2,R),②解得U=eq\f(1,2)ER.(2)离子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,有qvB=meq\f(v2,r),④由②、④式得r=eq\f(mv,qB)=eq\f(1,B)eq\r(\f(EmR,q)),⑤故PQ=2r=eq\f(2,B)eq\r(\f(EmR,q)).答案:(1)eq\f(1,2)ER (2)eq\f(2,B)eq\r(\f(EmR,q))
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分类:高中物理
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