【优化探究】2012高考物理一轮复习 8-3课时知能评估

一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分，每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1有一个带电荷量为q、重为G的小球，从竖直的带电平行板上方h处自由落下，两极板间匀强磁场的磁感应强度为B，方向如图所示，则带电小球通过有电场和磁场的空间时()A一定做曲线运动B不可能做曲线运动C有可能做匀速运动D有可能做匀加速直线运动解析：带电小球在重力场、电场和磁场中运动，所受重力、电场力是恒力，但受到的洛伦兹力是随速度的变化而变化的变力，因此小球不可能处于平衡状态，也不可能在电、磁场中运动时做匀变速运动答案：A2如图所示，虚线间空间存在由匀强电场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，合力与速度方向将产生夹角，做曲线运动，所以A错答案：CD3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M和N，则有()A如果是p型半导体，有MNC如果是p型半导体，有MND如果是金属导体，有MN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，NM；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，MN，故选A、B、D.答案：ABD4.如图为一“滤速器”装置的示意图a、b为水平放置的平行金属板，一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间为了选取具有某种特定速率的电子，可在a、b间加上电压，并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场，使所选电子仍能够沿水平直线OO运动，由O射出不计重力作用可能达到上述目的的办法是()A使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向里B使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向里C使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向外D使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向外解析：要使电子沿直线OO射出，则电子必做匀速直线运动，电子受力平衡在该场区，电子受到电场力和洛伦兹力，要使二力平衡，则二力方向为竖直向上和竖直向下A选项电子所受电场力竖直向上，由左手定则判断洛伦兹力竖直向下，满足受力平衡同理，D选项也满足受力平衡所以A、D选项正确答案：AD5(2011年青岛模拟)环形对撞机是研究高能离子的重要装置，如下图所示正、负离子由静止经过电压为U的直线加速器加速后，沿圆环切线方向注入对撞机的真空环状空腔内，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.(两种带电粒子将被局限在环状空腔内，沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动，从而在碰撞区迎面相撞)为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动，下列说法正确的是()A对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度B越大B对于给定的加速电压，带电粒子的比荷越大，磁感应强度B越小C对于给定的带电粒子，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，不管加速电压U多大，粒子运动的周期都不变解析：在加速器中qUmv2，在环状空腔内做匀速圆周运动的半径r，即r ，所以在半径不变的条件下越大，B越小，选项B正确；粒子在空腔内的周期T，故加速电压越大，粒子的速率v越大，其周期越小，选项C正确答案：BC6有一混合正离子束先后通过正交电磁场区域和匀强磁场区域，如图所示，如果这束正离子流在区域中不偏转，进入区域后偏转半径r相同，则它们一定具有相同的()速度；质量；电荷量；比荷A BC D解析：在区域，运动的正离子受到竖直向下的电场力和竖直向上的洛伦兹力，且EqBqv，离子以速度vE/B匀速穿过区域.进入区域，离子做匀速圆周运动，轨道半径r，因经区域的选择v相同，当v相同时，必有q/m相同答案：C7.如图所示，一带负电的滑块从粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为v，若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，当滑块沿斜面滑至底端，则滑至底端时的速率()A变大 B变小C不变 D条件不足，无法判断解析：由左手定则判断带负电的滑块沿斜面下滑时所受洛伦兹力方向垂直斜面向下，所以使滑块与斜面之间的弹力增大，滑动摩擦力增大，从顶端滑到底端过程中克服摩擦力做功增多，根据动能定理，滑到底端时的动能小于无磁场时到底端的动能，速率变小答案：B8.回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交变电流源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示设D形盒半径为R.若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交变电压频率为f.则下列说法正确的是()A质子被加速后的最大速度不可能超过2fRB质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关C只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值D不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速粒子解析：由回旋加速器的特点可知，粒子进入电场时必须要加速，变化电场的周期与带电粒子做圆周运动的周期要相同，所以质子被加速后的最大速度vR2fR，A正确；带电粒子在D形盒中做圆周运动的最大半径为R，由带电粒子做圆周运动的半径公式R可得，最大速度v，由此式可知质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关，B正确；粒子的比荷与质子的比荷不同，不改变B与f，不能用来加速粒子，D不正确；由相对论知识可知，质子的质量随速度增大而增大，所以质子的速度不能被加速到任意值，所以C不正确答案：AB9(2009年高考广东卷)如图是质谱仪的工作原理示意图带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E，平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有强度为B0的匀强磁场下列表述正确的是()A质谱仪是分析同位素的重要工具B速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/BD粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小解析：由加速电场可见粒子所受电场力向下，即粒子带正电，在速度选择器中，电场力水平向右，洛伦兹力水平向左，因此速度选择器中磁场方向垂直纸面向外，选项B正确；经过速度选择器时满足qEqvB，可知能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/B，选项C对；带电粒子进入磁场做匀速圆周运动则有R，可见当v相同时，R，所以可以用来区分同位素，且R越大，比荷就越大，选项A对D错误答案：ABC10一重力不计的带电粒子以初速度v0(v0W2C一定是W1W2，也可能是W1W2解析：依题意知，带电粒子第二次穿过叠加场时洛伦兹力Bqv00)，速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为E0的匀强电场和磁感应强度大小为B0的匀强磁场，照相底片D与狭缝S1、S2的连线平行且距离为L，忽略重力的影响(1)求从狭缝S2射出的离子速度v0的大小；(2)若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度v0方向飞行的距离为x，求出x与离子质量m之间的关系式(用E0、B0、E、q、m、L表示)解析：(1)能从速度选择器射出的离子满足qE0qv0B0v0(2)离子进入匀强偏转电场E后做类平抛运动，则xv0tLat2由牛顿第二定律得qEma由解得x 答案：(1)(2)x 12(15分)(综合提升)如图所示，质量为m、带电荷量为q的小球用长为l的绝缘细线悬挂于O点，处于垂直纸面向里的磁感应强度为B1的匀强磁场中将小球拉至悬线与竖直方向成角，由静止释放，小球运动到最低点A时，悬线断开，小球对水平面的压力恰好为零小球沿光滑水平面向左运动进入正交的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为B2，且做匀速直线运动求：(1)小球所带电荷的电性；(2)磁感应强度B1为多大？(3)电场强度E等于多少？解析：(1)根据小球在A点对水平面的压力恰好为零，此时洛伦兹力方向向上，所以小球带负电(2)小球由静止运动到最低点A的过程中，机械能守恒，故有：mgl(1cos )mv2在A点：mgqvB1解得B1.(3)小球在复合场中做匀速直线运动，则有mgqEqvB2解式得EB2.答案：(1)负电(2)(3)B2- 7 -用心 爱心 专心