高三物理一轮复习实战强化训练 ：复合场综合应用 .docx

2020届高三物理一轮复习实战强化训练 ：复合场综合应用 原卷一选择题1.带负电的小球用绝缘丝线悬挂于O点，在匀强磁场中摆动，不计空气阻力，当小球每次通过最低点时( )A.摆球受到的磁场力相同B.摆球的动能相同C.摆球的速度相同D.摆球所受丝线拉力相等2.下列各图中,运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是( )A.B.C.D.3.医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度电磁血流计由一对电极a和b以及一对磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示由于血液中的正、负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差在达到平衡时，血管内部的电场可看做是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零在某次监测中，两触点间的距离为3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160 V，磁感应强度的大小为0.040 T则血流速度的近似值和电极a、b的正、负为( )A.1.3 m/s，a正、b负B.2.7 m/s，a正、b负C.1.3 m/s，a负、b正D.2.7 m/s，a负、b正4.如图所示，曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物质发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直纸面向里以下判断可能正确的是( )Aa、b为粒子的径迹Ba、b为粒子的径迹Cc、d为粒子的径迹Dc、d为粒子的径迹5.关于电荷所受电场力和洛伦兹力，正确的说法是（ ）A电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用B电荷在电场中一定受电场力作用C电荷所受电场力一定与该处电场方向一致D电荷所受的洛伦兹力不一定与磁场方向垂直6.在同一匀强磁场中,粒子()和质子()做匀速圆周运动,若它们的动量大小相等,则粒子和质子(   )A.运动半径之比是2:1B.运动周期之比是2:1C.运动速度大小之比是4:1D.受到的洛伦兹力之比是2:17.带电粒子M和N，先后以不同的速度沿PO方向射入圆形匀强磁场区域，运动轨迹如图所示。不计重力，下列分析正确的是（ ）AM带负电，N带正电BM和N都带正电CM带正电，N带负电DM和N都带负电8.如图所示,方形玻璃管中有NaCl的水溶液,沿x轴正方向流动，沿y轴正向加恒定的匀强磁场B.图中是垂直于z轴方向上玻璃管的前后两内侧面,则( )A.a处电势低于b处电势B.a处钠离子浓度大于b处钠离子浓度C.溶液的上表面电势高于下表面的电势D.溶液的上表面处的氯离子浓度大于下表面处的氯离子浓度9.如图所示,在方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中,有一质量为m、电荷量为q的带正电小球由长度为L的绝缘细绳与悬点相连,将小球置于恰好使细绳水平伸直的位置并从静止释放.不计空气阻力,则对小球从释放到第一次到达最低点的过程,下列说法正确的是( )A.小球运动至最低点时速度为B.小球在运动过程中受到的洛伦兹力方向始终与细绳垂直C.小球在运动过程中受到的洛伦兹力的瞬时功率先增大,后减小D.小球在运动至最低点时细绳对小球的拉力大小为10.显像管的工作原理图如图所示,图中阴影区域没有磁场时,从电子枪发出的电子打在荧光屏正中的O点.为使电子在竖直方向偏离中心,打在荧光屏上的A点,阴影区域所加磁场的方向是( )A.竖直向上B.竖直向下C.垂直于纸面向内D.垂直于纸面向外11.如图所示为洛伦兹力演示仪的结构图.励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直于纸面向外,电子束由电子枪产生,其速度方向与磁场方向垂直.电子速度大小可通过电子枪的加速电压来控制,磁场强弱可通过励磁线圈的电流来调节.下列说法正确的是( )A.仅增大励磁线圈的电流,电子束轨迹的半径变大B.仅提高电子枪的加速电压,电子束轨迹的半径变大C.仅增大励磁线圈的电流,电子做圆周运动的周期将变大D.仅提高电子枪的加速电压,电子做圆周运动的周期将变大12.如图甲,一带电物块无初速度地放在传送带底端,皮带轮以恒定大小的速率沿顺时针方向传动,该装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中,物块由底端E运动至皮带轮顶端F的过程中,其图像如图乙所示,物块全程运动的时间为4.5 s,关于带电物块及运动过程的说法正确的是( )A.该物块带负电B.传送带的传动速度大小一定为1 m/sC.若已知传送带的长度,可求出该过程中物块与传送带发生的相对位移D.在24.5 s内,物块与传送带仍可能有相对运动13.如图所示,三根通电长直导线互相平行,垂直纸面放置,其间距均为a,电流大小均为I,方向垂直纸面向里(已知电流为I的长直导线产生的磁场中,距导线r处的磁感应强度,其中k为常数).某时刻有一电子(质量为m、电荷量为e)正好经过坐标原点O,速度大小为v,方向沿y轴正方向,则电子此时所受磁场力( )A.方向垂直纸面向里,大小为B.方向指向x轴正方向,大小为C.方向垂直纸面向里,大小为D.方向指向x轴正方向,大小为14.如图所示,一质量为m、电荷量为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,在以后的运动过程中,圆环运动的图像可能是图中的( )A.B.C.D.15.如图,三个完全相同的带正电的小球,从同一高度开始自由下落,其中a直接落地,b下落过程中经过一个水平方向的匀强电场区,c下落时经过一个水平方向的匀强磁场区,不计空气阻力,设它们落地的速度大小分别为,则( )A.B.C.D.16.关于电场力与洛伦兹力,下列说法正确的是( )A.电荷只要处在电场中,就会受到电场力,而电荷在磁场中不一定受到洛伦兹力B.电场力对电场中的电荷一定会做功,而洛伦兹力对磁场中的电荷不会做功C.电场力与洛伦兹力一样,受力方向都在电场线或磁感线上D.不运动的电荷在静止磁场中有可能受到洛伦兹力的作用17.如图所示,带负电的物块A放在足够长的不带电的绝缘小车B上,两者均保持静止,置于垂直于纸面向里的匀强磁场中,在时刻用水平恒力F向左推小车B.已知地面光滑,接触面粗糙,A所带电荷量保持不变,下列四幅图中关于的图像及之间摩擦力的图像大致正确的是( )A.B.C.D.18.如图所示,1、2、3、4是霍尔元件上的四个接线端.毫安表检测输入霍尔元件的电流,毫伏表检测霍尔元件输出的电压.已知图中的霍尔元件是正电荷导电,当开关闭合后,电流表A和电表B、C都有明显示数,下列说法中正确的是( )A.电表B为毫伏表,电表C为毫安表B.接线端2的电势低于接线端4的电势C.保持不变,适当减小,则毫伏表的示数一定增大D.使通过线圈和霍尔元件的电流大小不变,方向均与原电流方向相反,则毫伏表的示数将保持不变19.如图所示是某化工厂测量污水排放量的设计图,在排污管末端安装流量计,该装置由绝缘材料制成,长、宽、高分别为,左、右两端开口,在垂直于前、后面的方向加磁感应强度为B的匀强磁场,在上、下两个面的内侧固定有金属板作为电极,污水充满管道从左向右流经该装置时,电压表将显示两个电极间的电压U,若用Q表示污水流量(单位时间内流出的污水体积),下列说法中正确的是( )A.M板的电势一定低于N板的电势B.污水流动的速度越大,电压表的示数越大C.污水中离子浓度越高,电压表的示数越大D.电压表的示数U与污水流量Q成正比20.如图所示,一个质量为0.1 g、电荷量为的小滑块(可视为质点),放在倾角为的足够长固定光滑绝缘斜面顶端,斜面置于的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,小滑块由静止开始沿斜面滑下,小滑块运动一段距离后离开斜面,已知.则( )A.小滑块带正电B.小滑块带负电C.D.小滑块离开斜面的瞬时速率为2 m/s21.一质量为m、带电荷量为的圆环,套在与水平面成角的足够长的粗糙细杆上,圆环的直径略大于杆的直径,细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向水平且垂直于杆.现给圆环一沿杆向上的初速度(取初速度的方向为正方向),以后的运动过程中圆环运动的速度时间图像可能是( )A.B.C.D.22.极光是由来自宇宙空间的高能带电粒子流进入地球大气层后,由于地磁场的作用而产生的.如图所示,科学家发现并证实,这些高能带电粒子流向两极做螺旋运动,旋转半径不断减小.此运动形成的原因可能是( )A.洛伦兹力对粒子做负功,使其动能减小B.介质阻力对粒子做负功,使其动能减小C.粒子的带电荷量减小D.南北两极附近的磁感应强度较强23.如图,下端封闭、上端开口、内壁光滑的细玻璃管竖直放置,管底有一带电的小球.整个装置以水平向右的速度匀速运动,垂直于磁场方向进入方向水平的匀强磁场,由于外力的作用,玻璃管在磁场中的速度保持不变,最终小球从上端开口飞出,小球的电荷量始终保持不变,则从玻璃管进入磁场到小球运动到上端开口的过程中( )A.洛伦兹力对小球做正功B.洛伦兹力对小球不做功C.小球的运动轨迹是抛物线D.小球的运动轨迹是直线24.一个带电粒子以某一初速度射入匀强磁场中,不考虑其他力的作用,粒子在磁场中不可能做( )A.匀速直线运动B.匀变速直线运动C.匀变速曲线运动D.匀速圆周运动二计算题25.如图甲所示，高度的竖直光滑圆管下端固定，上端与一半径的四分之一光滑圆弧管道平滑连接，管道右侧固定着一长度的水平传送带，从圆弧管道顶端滑出的木块恰好能沿水平方向滑上传送带。一轻弹簧下端固定在圆管底，上端放着一质量的小木块A（不拴接），现向下缓慢推动小木块A将弹簧压缩，当小木块A到达距离管底的Q点时，将小木块A由静止释放，小木块A恰好能通过圆弧管道的最高点P。已知重力加速度。（1）求小木块A释放瞬间弹簧的弹性势能；（2）若小木块A在Q点时继续用力F向下缓慢推动小木块A将弹簧压缩，这个过程中力F做的功为，然后再次由静止释放小木块A后，发现小木块A由圆弧管道冲上了水平传送带，锁定传送带不动，且传送带用特殊材料涂抹，小木块A与传送带间的动摩擦因数和小木块A在传送带上的位移间的关系如图乙所示，求小木块A滑下传送带时的速度；（3）在（2）的基础上，让传送带以恒定的速度顺时针转动，小木块A刚到P点就与静置在P点的质量为的另一个小木块B发生弹性正碰，若小木块B与传送带间的动摩擦因数恒为，求小木块B在传送带上划痕的长度。26.如图所示，绝缘粗糙的竖直平面左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，电场强度大小为E，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的小滑块从A点由静止开始沿下滑，到达C点时离开做曲线运动。两点间距离为h，重力加速度为g。(1)求小滑块运动到C点时的速度大小;(2)求小滑块从A点运动到C点过程中克服摩擦力做的功;(3)若D点为小滑块在电场力、洛伦兹力及重力作用下运动过程中速度最大的位置，当小滑块运动到D点时撤去磁场，此后小滑块继续运动到水平地面上的P点。已知小滑块在D点时的速度大小为,从D点运动到P点的时间为t，求小滑块运动到P点时速度的大小。27.如图所示,斜面上表面光滑绝缘,倾角为,斜面上方有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,现有一个质量为m、带电荷量为的小球在斜面上被无初速度释放,假设斜面足够长,则小球从释放开始,下滑多远后离开斜面.2020届高三物理一轮复习实战强化训练 ：复合场综合应用 解析卷一选择题1.带负电的小球用绝缘丝线悬挂于O点，在匀强磁场中摆动，不计空气阻力，当小球每次通过最低点时( )A.摆球受到的磁场力相同B.摆球的动能相同C.摆球的速度相同D.摆球所受丝线拉力相等1.答案：B解析：A.由于小球的运动方向不同，则根据左手定则可知，洛伦兹力的方不同，则受到的磁场力不同，故A错误。B.由题意可知，拉力与洛伦兹力对小球不做功仅仅重力作功，则小球机械能守恒，所以小球分别从左右两侧向最低点运动且两次经过最低点时的动能相同，故B正确。C.由于小球的运动方向不同，摆球的速度大小相同，故C错误。D.由B选项可知，速度大小相等，则根据牛顿第定律可知，由于速度方向不同，导致产生的洛伦兹力的方向也不同，则拉力的大小也不同，因带负电，向左摆动通过最低点时所受洛伦兹力的方向向上，故绳子拉力较心即电荷向右摆动通过最低点时悬线的拉力大于向左摆动通过最低点时悬线的拉力，故D错误故选：B。2.下列各图中,运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是( )A.B.C.D.2.答案：B解析：根据左手定则,A中F方向应向上,B中F方向应向下,故A错、B对.C中vB,F=0,故C错.D中F方向应水平向左,D错.3.医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度电磁血流计由一对电极a和b以及一对磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示由于血液中的正、负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差在达到平衡时，血管内部的电场可看做是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零在某次监测中，两触点间的距离为3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160 V，磁感应强度的大小为0.040 T则血流速度的近似值和电极a、b的正、负为( )A.1.3 m/s，a正、b负B.2.7 m/s，a正、b负C.1.3 m/s，a负、b正D.2.7 m/s，a负、b正3.答案：A解析：由左手定则可判定正离子向上运动，负离子向下运动，所以a正、b负，达到平衡时离子所受洛伦兹力与电场力平衡，所以有：，代入数据解得.4.如图所示，曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物质发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直纸面向里以下判断可能正确的是( )Aa、b为粒子的径迹Ba、b为粒子的径迹Cc、d为粒子的径迹Dc、d为粒子的径迹4.答案：D解析：粒子在题述磁场中向右运动时,粒子带正电荷,根据左手定则可以判断它将向上偏转;粒子带负电荷,可以判断它将向下偏转;粒子不带电,不偏转,由此可以判定a、b可能为粒子的径迹,c、d可能为粒子的径迹,所以ABC错误,D正确。5.关于电荷所受电场力和洛伦兹力，正确的说法是（ ）A电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用B电荷在电场中一定受电场力作用C电荷所受电场力一定与该处电场方向一致D电荷所受的洛伦兹力不一定与磁场方向垂直5.答案：B解析：A、电荷在磁场中不一定受洛伦兹力，当静止时一定没有洛伦兹力，而运动的电荷，当速度与磁场平行时，没有洛伦兹力作用故A错误；B、电荷在电场中一定受到电场力作用故B正确；C、正电荷所受电场力一定与该处电场方向相同，当负电荷所受电场力与该处电场方向相反故C错误；D、电荷所受的洛伦兹力与磁场及运动速度构成的平面垂直，所以电荷所受的洛伦兹力一定与磁场方向垂直，故D错误；故选：B6.在同一匀强磁场中,粒子()和质子()做匀速圆周运动,若它们的动量大小相等,则粒子和质子(   )A.运动半径之比是2:1B.运动周期之比是2:1C.运动速度大小之比是4:1D.受到的洛伦兹力之比是2:16.答案：B解析：粒子与质子质量之比为4:1,电荷量之比为2:1,动量大小相同,由可知速度之比为1:4,C错误.在匀强磁场中,由得,即运动半径之比为1:2,A错误.由得,周期之比为2:1,B正确.由可知,洛伦兹力之比为1:2,D错误.7.带电粒子M和N，先后以不同的速度沿PO方向射入圆形匀强磁场区域，运动轨迹如图所示。不计重力，下列分析正确的是（ ）AM带负电，N带正电BM和N都带正电CM带正电，N带负电DM和N都带负电7.答案：A解析：粒子向右运动，根据左手定则，N向上偏转，应当带正电；M向下偏转，应当带负电，故BCD错误，A正确。8.如图所示,方形玻璃管中有NaCl的水溶液,沿x轴正方向流动，沿y轴正向加恒定的匀强磁场B.图中是垂直于z轴方向上玻璃管的前后两内侧面,则( )A.a处电势低于b处电势B.a处钠离子浓度大于b处钠离子浓度C.溶液的上表面电势高于下表面的电势D.溶液的上表面处的氯离子浓度大于下表面处的氯离子浓度8.答案：B解析：溶液中的正、负离子沿x轴正向移动，由左手定则可知运动的正离子受到沿z轴正向的洛伦兹力,运动的负离子受到沿z轴负向的洛伦兹力,故正离子会偏向a处,负离子会偏向b处,a处电势高于b处电势,a处钠离子浓度大于b处钠离子浓度,故A错误,B正确;溶液的上表面电势等于下表面的电势,溶液的上表面处的氯离子浓度也等于下表面处的氯离子浓度,故C、D错误.9.如图所示,在方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中,有一质量为m、电荷量为q的带正电小球由长度为L的绝缘细绳与悬点相连,将小球置于恰好使细绳水平伸直的位置并从静止释放.不计空气阻力,则对小球从释放到第一次到达最低点的过程,下列说法正确的是( )A.小球运动至最低点时速度为B.小球在运动过程中受到的洛伦兹力方向始终与细绳垂直C.小球在运动过程中受到的洛伦兹力的瞬时功率先增大,后减小D.小球在运动至最低点时细绳对小球的拉力大小为9.答案：D解析：小球运动过程中,受重力、拉力和洛伦兹力,只有重力做功,小球的机械能守恒,故,解得,故A错误；根据左手定则可知，小球受到的洛伦兹力的方向始终与速度的方向垂直，沿绳子的方向向外,故B错误;洛伦兹力始终不做功,功率始终是零,故C错误;小球在最低点,由合力提供向心力，故,解得,故D正确.10.显像管的工作原理图如图所示,图中阴影区域没有磁场时,从电子枪发出的电子打在荧光屏正中的O点.为使电子在竖直方向偏离中心,打在荧光屏上的A点,阴影区域所加磁场的方向是( )A.竖直向上B.竖直向下C.垂直于纸面向内D.垂直于纸面向外10.答案：D解析：电子向上偏,根据左手定则可知,阴影区域所加磁场的方向垂直于纸面向外,故选D.11.如图所示为洛伦兹力演示仪的结构图.励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直于纸面向外,电子束由电子枪产生,其速度方向与磁场方向垂直.电子速度大小可通过电子枪的加速电压来控制,磁场强弱可通过励磁线圈的电流来调节.下列说法正确的是( )A.仅增大励磁线圈的电流,电子束轨迹的半径变大B.仅提高电子枪的加速电压,电子束轨迹的半径变大C.仅增大励磁线圈的电流,电子做圆周运动的周期将变大D.仅提高电子枪的加速电压,电子做圆周运动的周期将变大11.答案：B解析：电子在加速电场中加速，由动能定理有,电子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,有，解得,则周期,若仅增大励磁线圈的电流,电流产生的磁场增强,则电子做匀速圆周运动的轨迹半径减小,周期变小,故A、C错误;若仅提高电子枪的加速电压,电子速度增大,则电子做匀速圆周运动的轨迹半径变大,周期不变,故B正确,D错误.12.如图甲,一带电物块无初速度地放在传送带底端,皮带轮以恒定大小的速率沿顺时针方向传动,该装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中,物块由底端E运动至皮带轮顶端F的过程中,其图像如图乙所示,物块全程运动的时间为4.5 s,关于带电物块及运动过程的说法正确的是( )A.该物块带负电B.传送带的传动速度大小一定为1 m/sC.若已知传送带的长度,可求出该过程中物块与传送带发生的相对位移D.在24.5 s内,物块与传送带仍可能有相对运动12.答案：D解析：由题图乙可知,物块先做加速度减小的加速运动再做匀速运动,物块的最大速度是1 m/s.对物块进行受力分析可知,开始时物块受到重力、支持力和摩擦力的作用,设动摩擦因数为,沿斜面的方向有;物块运动后,又受到洛伦兹力的作用,加速度逐渐减小,可知一定是逐渐减小,即洛伦兹力的方向与相同.物块沿传送带向上运动,由左手定则可知,物块带正电,故A错误.由可知,只要传送带的速度大于等于1 m/s,则物块达到最大速度1 m/s后受力平衡,与传送带的速度无关,所以传送带的速度可能等于1 m/s,也可能大于1 m/s,物块最终可能相对于传送带静止,也可能相对于传送带运动,故B错误,D正确.由以上的分析可知,传送带的速度不能确定,所以不能求出该过程中物块与传送带发生的相对位移,故C错误.13.如图所示,三根通电长直导线互相平行,垂直纸面放置,其间距均为a,电流大小均为I,方向垂直纸面向里(已知电流为I的长直导线产生的磁场中,距导线r处的磁感应强度,其中k为常数).某时刻有一电子(质量为m、电荷量为e)正好经过坐标原点O,速度大小为v,方向沿y轴正方向,则电子此时所受磁场力( )A.方向垂直纸面向里,大小为B.方向指向x轴正方向,大小为C.方向垂直纸面向里,大小为D.方向指向x轴正方向,大小为12.答案：D解析：由题图乙可知,物块先做加速度减小的加速运动再做匀速运动,物块的最大速度是1 m/s.对物块进行受力分析可知,开始时物块受到重力、支持力和摩擦力的作用,设动摩擦因数为,沿斜面的方向有;物块运动后,又受到洛伦兹力的作用,加速度逐渐减小,可知一定是逐渐减小,即洛伦兹力的方向与相同.物块沿传送带向上运动,由左手定则可知,物块带正电,故A错误.由可知,只要传送带的速度大于等于1 m/s,则物块达到最大速度1 m/s后受力平衡,与传送带的速度无关,所以传送带的速度可能等于1 m/s,也可能大于1 m/s,物块最终可能相对于传送带静止,也可能相对于传送带运动,故B错误,D正确.由以上的分析可知,传送带的速度不能确定,所以不能求出该过程中物块与传送带发生的相对位移,故C错误.14.如图所示,一质量为m、电荷量为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,在以后的运动过程中,圆环运动的图像可能是图中的( )A.B.C.D.14.答案：D解析：若在刚开始运动时,圆环的洛伦兹力恰好等于重力,即,此时没有支持力,即也没有摩擦力,所以圆环做匀速直线运动,图像有可能;若刚开始速度较大,洛伦兹力较大,导致圆环所受支持力向下,则摩擦力阻碍物体运动,导致速度变小,则支持力变小,加速度也减小,最终物体应该做匀速直线运动,所以图像有可能.若刚开始洛伦兹力小于重力,则圆环所受支持力向上,则摩擦力使得速度越来越小,直到停止,此过程支持力增大,摩擦力增大,加速度增大,图像、不可能,故选D.15.如图,三个完全相同的带正电的小球,从同一高度开始自由下落,其中a直接落地,b下落过程中经过一个水平方向的匀强电场区,c下落时经过一个水平方向的匀强磁场区,不计空气阻力,设它们落地的速度大小分别为,则( )A.B.C.D.15.答案：D解析：根据题意可知,a球做自由落体运动,下落过程中只有重力做功;而b球除竖直方向受重力外,水平方向还受到电场力作用,由于b球在下落的过程中电场力也对小球做正功,故根据动能定理分析知b球的落地速度大于a球的落地速度;c球在下落过程中经过磁场,受到洛伦兹力作用,因洛伦兹力始终与速度方向垂直,对小球始终不做功,c球下落过程中只有重力对其做功,根据动能定理知c球下落的末动能与a球的末动能相等,即速度大小相等,综上可知A、B、C错误,D正确.16.关于电场力与洛伦兹力,下列说法正确的是( )A.电荷只要处在电场中,就会受到电场力,而电荷在磁场中不一定受到洛伦兹力B.电场力对电场中的电荷一定会做功,而洛伦兹力对磁场中的电荷不会做功C.电场力与洛伦兹力一样,受力方向都在电场线或磁感线上D.不运动的电荷在静止磁场中有可能受到洛伦兹力的作用16.答案：A解析：电荷只要处在电场中,就会受到电场力,而电荷在磁场中不一定受到洛伦兹力,只有当电荷与磁场发生相对运动且相对运动方向与磁场方向不平行时,电荷才会受到洛伦兹力,选项A正确,D错误;如果电荷在电场中不动或沿等势面移动,电场力不做功,选项B错误;洛伦兹力的方向与磁感线垂直,与运动方向也垂直,选项C错误.17.如图所示,带负电的物块A放在足够长的不带电的绝缘小车B上,两者均保持静止,置于垂直于纸面向里的匀强磁场中,在时刻用水平恒力F向左推小车B.已知地面光滑,接触面粗糙,A所带电荷量保持不变,下列四幅图中关于的图像及之间摩擦力的图像大致正确的是( )A.B.C.D.17.答案：AC解析：间的摩擦力开始为静摩擦力,由整体法知不变,不变,但,小车与物块的速度随时间均匀增大,A与B之间的压力减小,它们间的最大静摩擦力减小,当之间的最大静摩擦力不能提供物块A原来的加速度a时,发生相对滑动.变大,可推知变小,物块A的加速度在减小,速度增加越来越慢,减小越来越慢,直到时刻加速度减小到零,减小到零,分离,A最后做匀速直线运动,在发生相对滑动后,速度时间图像中物块A的图线斜率逐渐减小到零;对B有，随减小,增大,分离后B的加速度保持不变,故选项A、C正确,B、D错误.18.如图所示,1、2、3、4是霍尔元件上的四个接线端.毫安表检测输入霍尔元件的电流,毫伏表检测霍尔元件输出的电压.已知图中的霍尔元件是正电荷导电,当开关闭合后,电流表A和电表B、C都有明显示数,下列说法中正确的是( )A.电表B为毫伏表,电表C为毫安表B.接线端2的电势低于接线端4的电势C.保持不变,适当减小,则毫伏表的示数一定增大D.使通过线圈和霍尔元件的电流大小不变,方向均与原电流方向相反,则毫伏表的示数将保持不变18.答案：CD解析：电表B测量通过霍尔元件的电流,电表C测量霍尔元件输出的电压,故电表B为毫安表,电表C为毫伏表,故A错误.根据安培定则可知,磁场的方向向下,通过霍尔元件的电流由接线端1流向接线端3,正电荷移动方向与电流的方向相同,由左手定则可知,正电荷偏向接线端2,所以接线端2的电势高于接线端4的电势,故B错误.保持不变,电磁铁中的电流不变,产生磁场的磁感应强度不变;适当减小,通过霍尔元件中的电流增大,根据增大,正电荷受到的电场力等于洛伦兹力时,有,所以霍尔电压增大,即毫伏表的示数一定增大,故C正确.使通过线圈和霍尔元件的电流大小不变,方向均与原电流方向相反,由左手定则可知,正电荷所受洛伦兹力方向不变,即2、4两接线端的电势高低关系不发生改变,根据,可知毫伏表的示数将保持不变,故D正确.19.如图所示是某化工厂测量污水排放量的设计图,在排污管末端安装流量计,该装置由绝缘材料制成,长、宽、高分别为,左、右两端开口,在垂直于前、后面的方向加磁感应强度为B的匀强磁场,在上、下两个面的内侧固定有金属板作为电极,污水充满管道从左向右流经该装置时,电压表将显示两个电极间的电压U,若用Q表示污水流量(单位时间内流出的污水体积),下列说法中正确的是( )A.M板的电势一定低于N板的电势B.污水流动的速度越大,电压表的示数越大C.污水中离子浓度越高,电压表的示数越大D.电压表的示数U与污水流量Q成正比19.答案：BD解析：根据左手定则知,负离子所受的洛伦兹力方向向下,则负离子向下偏转,N板带负电,M板带正电,则M板的电势比N板的电势高,故A错误.最终离子在电场力和洛伦兹力作用下平衡,有,解得,可知电压表的示数随污水流动速度的增大而增大,与污水中离子浓度无关,故B正确,C错误.根据,流量,得,可知电压表的示数与污水流量成正比,故D正确.20.如图所示,一个质量为0.1 g、电荷量为的小滑块(可视为质点),放在倾角为的足够长固定光滑绝缘斜面顶端,斜面置于的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,小滑块由静止开始沿斜面滑下,小滑块运动一段距离后离开斜面,已知.则( )A.小滑块带正电B.小滑块带负电C.D.小滑块离开斜面的瞬时速率为2 m/s20.答案：AC解析：由题意可知,小滑块受到的洛伦兹力垂直斜面向上,根据左手定则可知小滑块带正电,故A正确,B错误;由题意知,当滑块离开斜面时,有,解得,故D错误;小滑块离开斜面之前一直做匀加速直线运动,则,由,解得,故C正确.21.一质量为m、带电荷量为的圆环,套在与水平面成角的足够长的粗糙细杆上,圆环的直径略大于杆的直径,细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向水平且垂直于杆.现给圆环一沿杆向上的初速度(取初速度的方向为正方向),以后的运动过程中圆环运动的速度时间图像可能是( )A.B.C.D.21.答案：ABD解析：对圆环受力分析可知,时,杆对圆环的弹力先变小后变大,摩擦力也先变小后变大,圆环减速的加速度也先变小后变大;当速度为零时,若,圆环将静止;若,圆环将做加速度减小的加速运动直到平衡后做匀速运动.当时,杆对圆环的弹力变大,摩擦力变大,圆环减速的加速度变大;当速度变小减为零时,若,圆环将静止;若,圆环将做加速度减小的加速运动直到平衡后做匀速运动.故A、B、D图像可能存在,C图像不可能存在,选A、B、D.22.极光是由来自宇宙空间的高能带电粒子流进入地球大气层后,由于地磁场的作用而产生的.如图所示,科学家发现并证实,这些高能带电粒子流向两极做螺旋运动,旋转半径不断减小.此运动形成的原因可能是( )A.洛伦兹力对粒子做负功,使其动能减小B.介质阻力对粒子做负功,使其动能减小C.粒子的带电荷量减小D.南北两极附近的磁感应强度较强22.答案：BD解析：粒子受到的洛伦兹力始终与速度垂直,所以洛伦兹力不做功,故A错误;粒子在运动过程中可能受到空气的阻力,对粒子做负功,所以其动能会减小,故B正确;粒子在运动过程中,若电荷量减小,由半径公式可知,轨迹半径是增大的,故C错误;地球南北两极附近的磁感应强度较强,由半径公式可知,轨迹半径是减小的,故D正确.23.如图,下端封闭、上端开口、内壁光滑的细玻璃管竖直放置,管底有一带电的小球.整个装置以水平向右的速度匀速运动,垂直于磁场方向进入方向水平的匀强磁场,由于外力的作用,玻璃管在磁场中的速度保持不变,最终小球从上端开口飞出,小球的电荷量始终保持不变,则从玻璃管进入磁场到小球运动到上端开口的过程中( )A.洛伦兹力对小球做正功B.洛伦兹力对小球不做功C.小球的运动轨迹是抛物线D.小球的运动轨迹是直线23.答案：BC解析：洛伦兹力方向总是与小球的速度方向垂直,对小球不做功,故A错误,B正确.设小球竖直分速度为、水平分速度为.以小球为研究对象,受力分析如图所示,由于小球随玻璃管在水平方向做匀速直线运动,则竖直方向的洛伦兹力是恒力,由牛顿第二定律得,小球的加速度不随时间变化,恒定不变,故小球在竖直方向做匀加速直线运动,在水平方向做匀速直线运动,则小球的运动轨迹是抛物线,故C正确,D错误.24.一个带电粒子以某一初速度射入匀强磁场中,不考虑其他力的作用,粒子在磁场中不可能做( )A.匀速直线运动 B.匀变速直线运动C.匀变速曲线运动D.匀速圆周运动24.答案：BC解析：粒子进入磁场,若只受洛伦兹力,则一定是变加速运动,B、C不可能,D可能;或者v与B平行不受洛伦兹力,A可能.二计算题25.如图甲所示，高度的竖直光滑圆管下端固定，上端与一半径的四分之一光滑圆弧管道平滑连接，管道右侧固定着一长度的水平传送带，从圆弧管道顶端滑出的木块恰好能沿水平方向滑上传送带。一轻弹簧下端固定在圆管底，上端放着一质量的小木块A（不拴接），现向下缓慢推动小木块A将弹簧压缩，当小木块A到达距离管底的Q点时，将小木块A由静止释放，小木块A恰好能通过圆弧管道的最高点P。已知重力加速度。（1）求小木块A释放瞬间弹簧的弹性势能；（2）若小木块A在Q点时继续用力F向下缓慢推动小木块A将弹簧压缩，这个过程中力F做的功为，然后再次由静止释放小木块A后，发现小木块A由圆弧管道冲上了水平传送带，锁定传送带不动，且传送带用特殊材料涂抹，小木块A与传送带间的动摩擦因数和小木块A在传送带上的位移间的关系如图乙所示，求小木块A滑下传送带时的速度；（3）在（2）的基础上，让传送带以恒定的速度顺时针转动，小木块A刚到P点就与静置在P点的质量为的另一个小木块B发生弹性正碰，若小木块B与传送带间的动摩擦因数恒为，求小木块B在传送带上划痕的长度。25.答案：（1）0.45 J（2）2 m/s（3）0.25 m解析：本题考查单质点的多过程问题。（1）小木块A恰好能通过最高点P，则小木块A到达P点时速度为0，由能量守恒定律得解得（2）从小木块A再次压缩弹簧后释放至到达P点的过程中，设小木块A到达P点时的速度为，由能量守恒定律得解得，设小木块A到达传送带右端的速度为，则由动能定理得由图像知解得（3）由（2）知小木块A到达P点时的速度为，小木块碰撞过程动量守恒，机械能守恒，则解得，小木块B以的速度冲上传送带后，与传送带共速前所用的时间为，小木块B的位移传送带的位移，所以划痕长度26.如图所示，绝缘粗糙的竖直平面左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，电场强度大小为E，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的小滑块从A点由静止开始沿下滑，到达C点时离开做曲线运动。两点间距离为h，重力加速度为g。(1)求小滑块运动到C点时的速度大小;(2)求小滑块从A点运动到C点过程中克服摩擦力做的功;(3)若D点为小滑块在电场力、洛伦兹力及重力作用下运动过程中速度最大的位置，当小滑块运动到D点时撤去磁场，此后小滑块继续运动到水平地面上的P点。已知小滑块在D点时的速度大小为,从D点运动到P点的时间为t，求小滑块运动到P点时速度的大小。26.答案：(1)(2)(3)解析：(1)由题意知，根据左手定则可判断，滑块在下滑的过程中受水平向左的洛伦兹力，当洛伦兹力等于电场力时，滑块离开开始做曲线运动，即，解得。(2)从A到C根据动能定理：,解得：。(3)设重力与电场力的合力为F，由图意知，在D点速度的方向与F的方向垂直，从D到P做类平抛运动，在F方向上做匀加速运动时间内在F方向的位移为，从D到P,根据动能定理得：,其中,联立解得.27.如图所示,斜面上表面光滑绝缘,倾角为,斜面上方有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,现有一个质量为m、带电荷量为的小球在斜面上被无初速度释放,假设斜面足够长,则小球从释放开始,下滑多远后离开斜面.27.答案：解析：小球沿斜面下滑,在离开斜面前,受到的洛伦兹力F垂直于斜面向上,受力分析如图所示.沿斜面方向有;垂直斜面方向有.其中洛伦兹力为.设下滑距离x后小球离开斜面,此时斜面对小球的支持力,由运动学公式有,联立以上各