高考物理 课时作业(四)(含解析)-人教版高三全册物理试题.doc
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1、课时作业(四)一、选择题(共10个小题,3、4、7、8、10为多选,其余为单选,每题5分共50分)1.(2018宿州三模)如图,一质量为m、电量为q的带正电粒子在竖直向下的匀强电场中运动,M、N为其运动轨迹上的两点已知该粒子在M点的速度大小为v0,方向与水平方向的夹角为60,N点为轨迹的最高点,不计重力则M、N两点间的电势差为()A.BC D.答案B解析粒子在最高点速度等于初速度的水平分量,为:vNv0cos60v0,对从M到N过程,根据动能定理,有:qUMNmvN2mvM2,解得:UMN,故A、C、D三项错误,B项正确;故选B项2.(2018南昌一模)如图所示,圆形区域内有垂直于纸面向里的匀
2、强磁场,一个带电粒子以速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场,经过t时间从C点射出磁场,OC与OB成60角现只改变带电粒子的速度大小,仍从A点沿原方向射入原磁场,不计重力,测出粒子在磁场中的运动时间变为2t、则粒子的速度大小变为()A.v B2vC.v D3v答案C解析设圆形磁场区域的半径是R,以速度v射入时,半径r1,根据几何关系可知,tan60,所以r1R;运动时间tT;设第二次射入时的圆心角为,根据分析可知:120则tan半径r2又:r2得:vv故选C项3(2018安徽“江南十校”高三联考)如图,半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.M为磁场边界上一点,有无数个带电
3、荷量为q、质量为m的相同粒子(不计重力)在纸面内向各个方向以相同的速率通过M点进入磁场,这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段圆弧上,这段圆弧的弧长是圆周长的.下列说法正确的是()A粒子从M点进入磁场时的速率为vB粒子从M点进入磁场时的速率为vC若将磁感应强度的大小增加到B,则粒子射出边界的圆弧长度变为原来D若将磁感应强度的大小增加到B,则粒子射出边界的圆弧长度变为原来答案BD解析边界上有粒子射出的范围是偏转圆直径为弦所对应的边界圆弧长,即偏转圆半径r,得v,所以B项正确,A项错误;磁感应强度增加到原来的倍,直径对应的弦长为R,有粒子射出的边界圆弧对应的圆心角为60,所以弧长之比为23,D项
4、正确,C项错误4.如图所示,A板发出的电子经加速后,水平射入水平放置的两平行金属板间,金属板间所加的电压为U,电子最终打在光屏P上,关于电子的运动,下列说法中正确的是()A滑动触头向右移动时,电子打在荧光屏上的位置上升B滑动触头向左移动时,电子打在荧光屏上的位置上升C电压U增大时,电子打在荧光屏上的速度大小不变D电压U增大时,电子从发出到打在荧光屏上的时间不变答案BD解析由题意知,电子在加速电场中加速运动,根据动能定理得eU1mv2,电子获得的速度为v;电子进入偏转电场后做类平抛运动,也就是平行电场方向做初速度为0的匀加速直线运动,加速度为a;电子在电场方向偏转的位移为yat2,垂直电场方向做
5、匀速直线运动,电子在电场中运动时间为t.滑动触头向右移动时,加速电压变大,所以电子获得的速度v增加,可知,电子在电场中运动时间t减少,故电子偏转位移y变小,因为电子向上偏转,故在屏上的位置下降,A项错误;滑动触头向左移动时,加速电压变小,所以电子获得的速度v减小,可知,电子在电场中运动时间t变大,故电子偏转位移y变大,因为电子向上偏转,故在屏上的位置上升,B项正确;偏转电压增大时,电子在电场中受到的电场力增大,即电子偏转的加速度a增大,又因为加速电压不变,电子进入电场的速度没有变化,电子在电场中运动的时间t没有发生变化,故D项正确;电子在偏转电场中偏转位移增大,电子打在荧光屏上的速度增大,C项
6、错误5.如图所示,正六边形abcdef区域内有垂直于纸面的匀强磁场一带正电的粒子从f点沿fd方向射入磁场区域,当速度大小为vb时,从b点离开磁场,在磁场中运动的时间为tb,当速度大小为vc时,从c点离开磁场,在磁场中运动的时间为tc,不计粒子重力则()Avbvc12,tbtc21Bvbvc21,tbtc12Cvbvc21,tbtc21Dvbvc12,tbtc12答案A解析由题可得带正电粒子在匀强磁场中受洛伦兹力做匀速圆周运动,且洛伦兹力提供做圆周运动的向心力,由公式qvBmmr,T可以得出vbvcrbrc12,又由T且粒子运动一周为2,可以得出时间之比等于偏转角之比由上图看出偏转角之比为21.
7、则tbtc21,可得A项正确,B、C、D三项错误6.(2016课标全国)如图,P为固定的点电荷,虚线是以P为圆心的两个圆带电粒子Q在P的电场中运动,运动轨迹与两圆在同一平面内,a、b、c为轨迹上的三个点若Q仅受P的电场力作用,其在a、b、c点的加速度大小分别为aa、ab、ac,速度大小分别为va、vb、vc,则()Aaaabac,vavcvbBaaabac,vbvcvaCabacaa,vbvcvaDabacaa,vavcvb答案D解析在点电荷的电场中,场强大小Ek,由图可知rarcrb,可得EaEcEb,而带电粒子运动的加速度a,则aaacUcb,则vavcvb,故选D项7.如图所示,xOy平
8、面的一、二、三象限内存在垂直纸面向外、磁感应强度B1 T的匀强磁场,ON为处于y轴负方向的弹性绝缘薄挡板,长度为9 m,M点为x轴正方向上一点,OM3 m现有一个比荷大小为1.0 C/kg、可视为质点、带正电的小球(重力不计)从挡板下端N处小孔以不同的速度向x轴负方向射入磁场,若与挡板相碰就以原速率弹回,且碰撞时间不计,碰撞时电荷量不变,小球最后都能经过M点,则小球射入的速度大小可能是()A3 m/sB3.75 m/sC4 m/s D5 m/s答案ABD解析因为小球通过y轴的速度方向一定是x方向,故带电小球圆周运动轨迹半径最小值为3 m,即Rmin,解得vmin3 m/s;经验证,带电小球以3
9、 m/s速度进入磁场,与ON碰撞一次,再经四分之三圆周经过M点,如图1所示,A项正确;当带电小球与ON不碰撞,直接经过M点,如图2所示,小球速度沿x方向射入磁场,则圆心一定在y轴上,作出MN的垂直平分线,交于y轴的点即得圆心位置,由几何关系解得轨迹半径最大值Rmax5 m,又Rmax,解得vmax5 m/s,D项正确;当小球速度大于3 m/s、小于5 m/s时,轨迹如图3所示,由几何条件计算可知轨迹半径R3.75 m,由半径公式R得v3.75 m/s,B项正确,由分析易知C项错误8(2015四川)如图所示,S处有一电子源,可向纸面内任意方向发射电子,平板MN垂直于纸面,在纸面内的长度L9.1
10、cm,中点O与S间的距离d4.55 cm,MN与SO直线的夹角为,板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B2.0104 T,电子质量m9.11031 kg,电量e1.61019 C,不计电子重力电子源发射速度v1.6106 m/s的一个电子,该电子打在板上可能位置的区域的长度为l,则()A90时,l9.1 cm B60时,l9.1 cmC45时,l4.55 cm D30时,l4.55 cm答案AD解析电子在磁场中受洛伦兹力作用做匀速圆周运动,根据洛伦兹力公式和向心力公式,有evBm,解得电子圆周运动的轨道半径为r m4.55102 m4.55 cm,恰好有rdL
11、/2,由于电子源S可向纸面内任意方向发射电子,因此电子的运动轨迹将是过S点的一系列半径为r的等大圆,能够打到板MN上的区域范围如图所示,实线SN表示电子刚好经过板N端时的轨迹,实线SA表示电子轨迹刚好与板相切于A点时的轨迹,因此电子打在板上可能位置的区域的长度为:lNA,又由题设选项可知,MN与SO直线的夹角不定,但要使电子轨迹与MN板相切,根据图中几何关系可知,此时电子的轨迹圆心C一定落在与MN距离为r的平行线上,如图所示,当l4.55 cm时,即A点与板O点重合,作出电子轨迹如图中实线,由图中几何关系可知,此时S1O与MN的夹角30,故C项错误,D项正确;当l9.1 cm时,即A点与板M端
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