【優(yōu)化探究】2012高考物理一輪復(fù)習(xí) 8-3課時知能評估

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1、 一、選擇題(本題共10小題，每小題7分，共70分，每小題至少有一個選項正確，把正確選項前的字母填在題后的括號內(nèi)) 1．有 一個帶電荷量為＋q、重為G的小球，從豎直的帶電平行板上方h處自由落下，兩極板間勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向如圖所示，則帶電小球通過有電場和磁場的空間時(　　) A．一定做曲線運動 B．不可能做曲線運動 C．有可能做勻速運動 D．有可能做勻加速直線運動 解析：帶電小球在重力場、電場和磁場中運動，所受重力、電場力是恒力，但受到的洛倫茲力是隨速度的變化而變化的變力，因此小球不可能處于平衡狀態(tài)，也不可能在電、磁場中運動時做勻變速運動． 答案：A 2．

2、如圖所示，虛線間空間存在由勻強電場E和勻強磁場B組成的正交或平行的電場和磁場，有一個帶正電小球(電量為＋q，質(zhì)量為m)從正交或平行的電磁混合場上方的某一高度自由落下，那么，帶電小球可能沿直線通過的是(　　) 解析：帶電小球進入復(fù)合場時受力情況：A項，B項，C項，D項.其中只有C、D兩種情況下合外力可能為零，所以有可能沿直線通過復(fù)合場區(qū)域，A項中力qvB隨速度v的增大而增大，所以三力的合力不會總保持在豎直方向，合力與速度方向?qū)a(chǎn)生夾角，做曲線運動，所以A錯． 答案：CD 3．導(dǎo)電是導(dǎo)體中的自由電荷定向移動，這些可以移動的電荷又叫載流子，例如金屬導(dǎo)體中的載流子是自由電子，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的半

3、導(dǎo)體材料分成兩大類，一類是n型半導(dǎo)體，它的載流子為電子；另一類是p型半導(dǎo)體，它的載流子是“空穴”；相當(dāng)于帶正電的粒子，p型半導(dǎo)體導(dǎo)電，相當(dāng)于帶正電粒子做定向移動，如果把某種材料制成的長方體放在勻強磁場中，磁場方向如圖所示，且與前后側(cè)面垂直，長方體中通有水平向右的電流，測得長方體的上、下表面M、N電勢分別是φM和φN，則有(　　) A．如果是p型半導(dǎo)體，有φM<φN B．如果是n型半導(dǎo)體，有φM>φN C．如果是p型半導(dǎo)體，有φM>φN D．如果是金屬導(dǎo)體，有φM>φN 解析：根據(jù)左手定則，“空穴”載流子受洛倫茲力向下，偏向N表面，即N表面帶正電，φN>φM；N型半導(dǎo)體和金屬導(dǎo)體，

4、電子受洛倫茲力向下，偏向N表面，即N表面帶負電，φM>φN，故選A、B、D. 答案：ABD 4. 如圖為一“濾速器”裝置的示意圖．a(chǎn)、b為水平放置的平行金屬板，一束具有各種不同速率的電子沿水平方向經(jīng)小孔O進入a、b兩板之間．為了選取具有某種特定速率的電子，可在a、b間加上電壓，并沿垂直于紙面的方向加一勻強磁場，使所選電子仍能夠沿水平直線OO′運動，由O′射出．不計重力作用．可能達到上述目的的辦法是(　　) A．使a板電勢高于b板，磁場方向垂直紙面向里 B．使a板電勢低于b板，磁場方向垂直紙面向里 C．使a板電勢高于b板，磁場方向垂直紙面向外 D．使a板電勢低于b板，磁場方向垂

5、直紙面向外 解析：要使電子沿直線OO′射出，則電子必做勻速直線運動，電子受力平衡．在該場區(qū)，電子受到電場力和洛倫茲力，要使二力平衡，則二力方向為豎直向上和豎直向下．A選項電子所受電場力豎直向上，由左手定則判斷洛倫茲力豎直向下，滿足受力平衡．同理，D選項也滿足受力平衡．所以A、D選項正確． 答案：AD 5．(2011年青島模擬)環(huán)形對撞機是研究高能離子的重要裝置，如下圖所示正、負離子由靜止經(jīng)過電壓為U的直線加速器加速后，沿圓環(huán)切線方向注入對撞機的真空環(huán)狀空腔內(nèi)，空腔內(nèi)存在著與圓環(huán)平面垂直的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B.(兩種帶電粒子將被局限在環(huán)狀空腔內(nèi)，沿相反方向做半徑相等的勻速圓周運動，

6、從而在碰撞區(qū)迎面相撞)為維持帶電粒子在環(huán)狀空腔中的勻速圓周運動，下列說法正確的是(　　) A．對于給定的加速電壓，帶電粒子的比荷越大，磁感應(yīng)強度B越大 B．對于給定的加速電壓，帶電粒子的比荷越大，磁感應(yīng)強度B越小 C．對于給定的帶電粒子，加速電壓U越大，粒子運動的周期越小 D．對于給定的帶電粒子，不管加速電壓U多大，粒子運動的周期都不變 解析：在加速器中qU＝mv2，在環(huán)狀空腔內(nèi)做勻速圓周運動的半徑r＝，即r＝ ，所以在半徑不變的條件下越大，B越小，選項B正確；粒子在空腔內(nèi)的周期T＝，故加速電壓越大，粒子的速率v越大，其周期越小，選項C正確． 答案：BC 6．有一混合正離子束

7、先后通過正交電磁場區(qū)域Ⅰ和勻強磁場區(qū)域Ⅱ，如圖所示，如果這束正離子流在區(qū)域Ⅰ中不偏轉(zhuǎn)，進入?yún)^(qū)域Ⅱ后偏轉(zhuǎn)半徑r相同，則它們一定具有相同的(　　) ①速度；②質(zhì)量；③電荷量；④比荷． A．①③ B．②③④ C．①④ D．①②③④ 解析：在區(qū)域Ⅰ，運動的正離子受到豎直向下的電場力和豎直向上的洛倫茲力，且Eq＝Bqv，離子以速度v＝E/B勻速穿過區(qū)域Ⅰ.進入?yún)^(qū)域Ⅱ，離子做勻速圓周運動，軌道半徑r＝，因經(jīng)區(qū)域Ⅰ的選擇v相同，當(dāng)v相同時，必有q/m相同． 答案：C 7. 如圖所示，一帶負電的滑塊從粗糙斜面的頂

8、端滑至底端時的速率為v，若加一個垂直紙面向外的勻強磁場，當(dāng)滑塊沿斜面滑至底端，則滑至底端時的速率(　　) A．變大 B．變小 C．不變 D．條件不足，無法判斷 解析：由左手定則判斷帶負電的滑塊沿斜面下滑時所受洛倫茲力方向垂直斜面向下，所以使滑塊與斜面之間的彈力增大，滑動摩擦力增大，從頂端滑到底端過程中克服摩擦力做功增多，根據(jù)動能定理，滑到底端時的動能小于無磁場時到底端的動能，速率變?。? 答案：B 8. 回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交變電流源兩極相連接的兩個D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成周期性變

9、化的電場，使粒子在通過狹縫時都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強磁場中，如圖所示．設(shè)D形盒半徑為R.若用回旋加速器加速質(zhì)子時，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，高頻交變電壓頻率為f.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2πfR B．質(zhì)子被加速后的最大速度與加速電場的電壓大小無關(guān) C．只要R足夠大，質(zhì)子的速度可以被加速到任意值 D．不改變B和f，該回旋加速器也能用于加速α粒子 解析：由回旋加速器的特點可知，粒子進入電場時必須要加速，變化電場的周期與帶電粒子做圓周運動的周期要相同，所以質(zhì)子被加速后的最大速度v＝Rω＝2πfR，A正確；帶電粒子在D形盒中做圓周

10、運動的最大半徑為R，由帶電粒子做圓周運動的半徑公式R＝可得，最大速度v＝，由此式可知質(zhì)子被加速后的最大速度與加速電場的電壓大小無關(guān)，B正確；α粒子的比荷與質(zhì)子的比荷不同，不改變B與f，不能用來加速α粒子，D不正確；由相對論知識可知，質(zhì)子的質(zhì)量隨速度增大而增大，所以質(zhì)子的速度不能被加速到任意值，所以C不正確． 答案：AB 9．(2009年高考廣東卷)如圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖．帶電粒子被加速電場加速后，進入速度選擇器．速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強磁場和勻強電場的強度分別為B和E，平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2.平板S下方有強度為B0的勻強磁場．下列表述正確的是(　

11、　) A．質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具 B．速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向外 C．能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于E/B D．粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的荷質(zhì)比越小 解析：由加速電場可見粒子所受電場力向下，即粒子帶正電，在速度選擇器中，電場力水平向右，洛倫茲力水平向左，因此速度選擇器中磁場方向垂直紙面向外，選項B正確；經(jīng)過速度選擇器時滿足qE＝qvB，可知能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于E/B，選項C對；帶電粒子進入磁場做勻速圓周運動則有R＝，可見當(dāng)v相同時，R∝，所以可以用來區(qū)分同位素，且R越大，比荷就越大，選項A對D錯誤． 答案：ABC 10．一重力不計的帶

12、電粒子以初速度v0(v0<)先后穿過寬度相同且緊鄰在一起的有明顯邊界的勻強電場E和勻強磁場B，如圖甲所示，電場和磁場對粒子總共做功W1；若把電場和磁場正交疊加，如圖乙所示，粒子仍以v0的初速度穿過疊加場區(qū)，電場和磁場對粒子總共做功W2，比較W1、W2的大小(　　) A．一定是W1＝W2 B．一定是W1>W2 C．一定是W1W2，也可能是W1

13、選擇題(本題共2小題，共30分，解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計算的要注明單位) 11．(15分)(2010年高考福建理綜卷)如圖所示的裝置，左半部為速度選擇器，右半部為勻強的偏轉(zhuǎn)電場．一束同位素離子流從狹縫S1射入速度選擇器，能夠沿直線通過速度選擇器并從狹縫S2射出的離子，又沿著與電場垂直的方向，立即進入場強大小為E的偏轉(zhuǎn)電場，最后打在照相底片D上．已知同位素離子的電荷量為q(q>0)，速度選擇器內(nèi)部存在著相互垂直的場強大小為E0的勻強電場和磁感應(yīng)強度大小為B0的勻強磁場，照相底片D與狹縫S1、S2的連線平行且距離為L，忽略重力的影響． (1)求從狹縫S2射出的離子

14、速度v0的大??； (2)若打在照相底片上的離子在偏轉(zhuǎn)電場中沿速度v0方向飛行的距離為x，求出x與離子質(zhì)量m之間的關(guān)系式(用E0、B0、E、q、m、L表示)． 解析：(1)能從速度選擇器射出的離子滿足 qE0＝qv0B0① v0＝② (2)離子進入勻強偏轉(zhuǎn)電場E后做類平拋運動，則 x＝v0t③ L＝at2④ 由牛頓第二定律得qE＝ma⑤ 由②③④⑤解得x＝ 答案：(1)　(2)x＝ 12．(15分)(綜合提升)如圖所示，質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球用長為l的絕緣細線懸掛于O點，處于垂直紙面向里的磁感應(yīng)強度為B1的勻強磁場中．將小球拉至懸線與豎直方向成θ角，由靜止釋放

15、，小球運動到最低點A時，懸線斷開，小球?qū)λ矫娴膲毫η『脼榱悖∏蜓毓饣矫嫦蜃筮\動進入正交的勻強電場和勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B2，且做勻速直線運動．求： (1)小球所帶電荷的電性； (2)磁感應(yīng)強度B1為多大？ (3)電場強度E等于多少？ 解析：(1)根據(jù)小球在A點對水平面的壓力恰好為零，此時洛倫茲力方向向上，所以小球帶負電． (2)小球由靜止運動到最低點A的過程中，機械能守恒，故有：mgl(1－cos θ)＝mv2① 在A點：mg＝qvB1② 解得B1＝＝. (3)小球在復(fù)合場中做勻速直線運動，則有 mg＝qE＋qvB2③ 解①③式得E＝－B2. 答案：(1)負電　(2) (3)－B2 - 7 - 用心 愛心 專心