2017届高考物理第一轮复习课时跟踪检测题16.doc

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课时跟踪检测（三十） 带电粒子在叠加场中的运动
1．(多选)带电小球以一定的初速度v0竖直向上抛出，能够达到的最大高度为h1；若加上水平方向的匀强磁场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h2；若加上水平方向的匀强电场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h3，若加上竖直向上的匀强电场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h4，如图1所示。不计空气，则(　　)

图1
A．一定有h1＝h3　　　　　 B．一定有h1＜h4
C．h2与h4无法比较 D．h1与h2无法比较
解析：选AC　第1个图：由竖直上抛运动的最大高度公式得：h1＝。第3个图：当加上电场时，由运动的分解可知：在竖直方向上有，v02＝2gh3，所以h1＝h3，故A正确；而第2个图：洛伦兹力改变速度的方向，当小球在磁场中运动到最高点时，小球应有水平速度，设此时的球的动能为Ek，则由能量守恒得：mgh2＋Ek＝mv02，又由于mv02＝mgh1，所以h1＞h2，所以D错误。第4个图：因小球电性不知，则电场力方向不清，则高度可能大于h1，也可能小于h1，故C正确，B错误。
2．(多选)(2015·浙江三校模拟)如图2所示，空间中存在正交的匀强电场E和匀强磁场B(匀强电场水平向右)，在竖直平面内从a点沿ab、ac方向抛出两带电小球(不考虑两带电球的相互作用，两球电荷量始终不变)，关于小球的运动，下列说法正确的是(　　)

图2
A．沿ab、ac方向抛出的带电小球都可能做直线运动
B．只有沿ab抛出的带电小球才可能做直线运动
C．若有小球能做直线运动，则它一定是匀速运动
D．两小球在运动过程中机械能均守恒
解析：选AC　沿ab方向抛出的带正电小球，或沿ac方向抛出的带负电的小球，在重力、电场力、洛伦兹力作用下，都可能做匀速直线运动，A正确，B错误。在重力、电场力、洛伦兹力三力都存在时的直线运动一定是匀速直线运动，C正确。两小球在运动过程中除重力做功外还有电场力做功，故机械能不守恒，D错误。
3．(2016·吉林模拟)如图3所示，一带电塑料小球质量为m，用丝线悬挂于O点，并在竖直平面内摆动，最大摆角为60°，水平磁场垂直于小球摆动的平面。当小球自左方摆到最低点时，悬线上的张力恰为零，则小球自右方最大摆角处摆到最低点时悬线上的张力为(　　)

图3
A．0　　　　　　　　　 B．2mg
C．4mg D．6mg
解析：选C　设小球自左方摆到最低点时速度为v，则mv2＝mgL(1－cos 60°)，此时qvB－mg＝m，当小球自右方摆到最低点时，v大小不变，洛伦兹力方向发生变化，FT－mg－qvB＝m，得FT＝4mg，故C正确。
4．(多选) (2016·江西八校联考)如图4所示，在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中，有一竖直足够长固定绝缘杆MN，小球P套在杆上，已知P的质量为m、电荷量为＋q，电场强度为E，磁感应强度为B，P与杆间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。小球由静止开始下滑直到稳定的过程中(　　)

图4
A．小球的加速度一直减小
B．小球的机械能和电势能的总和保持不变
C．下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是v＝
D．下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是v＝
解析：选CD　对小球受力分析如图所示，则mg－μ(qE－qvB)＝ma，随着v的增加，小球加速度先增大，当qE＝qvB时达到最大值，amax＝g，继续运动，mg－μ(qvB－qE)＝ma，随着v的增大，a逐渐减小，所以A错误。因为有摩擦力做功，机械能与电势能总和在减小，B错误。若在前半段达到最大加速度的一半，则mg－μ(qE－qvB)＝m，得v＝；若在后半段达到最大加速度的一半，则mg－μ(qvB－qE)＝m，得v＝，故C、D正确。
5. (多选)(2015·西安三模)导体导电是导体中自由电荷定向移动的结果，这些可以定向移动的电荷又叫载流子，例如金属导体中的载流子就是电子。现代广泛应用的半导体材料分为两大类：一类是N型半导体，其载流子是电子，另一类是P型半导体，其载流子称为“空穴”，相当于带正电的粒子。如果把某种导电材料制成长方体放在匀强磁场中，磁场方向如图5所示，且与长方体的前后侧面垂直，当长方体中通有向右的电流I时，测得长方体的上下表面的电势分别为φ上和φ下，则(　　)

图5
A．长方体如果是N型半导体，必有φ上＞φ下
B．长方体如果是P型半导体，必有φ上＞φ下
C．长方体如果是P型半导体，必有φ上＜φ下
D．长方体如果是金属导体，必有φ上＜φ下
解析：选AC　如果是N型半导体，载流子是负电荷，根据左手定则，负电荷向下偏，则下表面带负电，则φ上＞φ下，故A正确；如果是P型半导体，载流子是正电荷，根据左手定则，正电荷向下偏，则下表面带正电，则φ上＜φ下，故B错误，C正确；如果是金属导体，则移动的自由电子，根据左手定则，负电荷向下偏，则下表面带负电，则φ上＞φ下，故D错误。
6. (多选)(2015·怀化二模)磁流体发电机可以把气体的内能直接转化为电能，是一种低碳环保发电机，有着广泛的发展前景，其发电原理示意图如图6所示。将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，整体上呈电中性)喷射入磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场区域有两块面积为S、相距为d的平行金属板与外电阻R相连构成一电路，设气流的速度为v，气体的电导率(电阻率的倒数)为g。则以下说法正确的是(　　)

图6
A．上板是电源的正极，下板是电源的负极
B．两板间电势差为U＝Bdv
C．流经R的电流为I＝
D．流经R的电流为I＝
解析：选AD　等离子体射入匀强磁场，由左手定则，正粒子向上偏转，负粒子向下偏转，产生竖直向下的电场，正离子受向下的电场力和向上的洛伦兹力，当电场力和洛伦兹力平衡时，电场最强，即Eq＝Bqv，E＝Bv，两板间的电动势为Bvd；作为电源对外供电时，I＝而R气＝，二式结合，I＝。故A、D正确。
7. (多选)(2015·上饶二模)为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图7所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a＝1 m、b＝0.2 m、c＝0.2 m，左、右两端开口，在垂直于前、后面的方向加磁感应强度为B＝1.25 T的匀强磁场，在上、下两个面的内侧固定有金属板M、N作为电极，污水充满装置以某一速度从左向右匀速流经该装置时，测得两个电极间的电压U＝1 V。且污水流过该装置时受到阻力作用，阻力f＝kLv，其中比例系数k＝15 N·s/m2，L为污水沿流速方向的长度，v为污水的流速。下列说法中正确的是(　　)

图7
A．金属板M电势不一定高于金属板N的电势，因为污水中负离子较多
B．污水中离子浓度的高低对电压表的示数也有一定影响
C．污水的流量(单位时间内流出的污水体积)Q＝0.16 m3/s
D．为使污水匀速通过该装置，左、右两侧管口应施加的压强差为Δp＝1500 Pa
解析：选CD　根据左手定则，知负离子所受的洛伦兹力方向向下，则向下偏转，N板带负电，M板带正电，则N板的电势比M板电势低，故A错误；最终离子在电场力和洛伦兹力作用下平衡，有：qvB＝q，解得：U＝vBc，与离子浓度无关，故B错误；污水的流速：v＝，则流量Q＝vbc＝＝ m3/s＝0.16 m3/s，故C正确；污水的流速：v＝＝ m/s＝4 m/s；污水流过该装置时受到阻力：f＝kLv＝kav＝15×1×4 N＝60 N；为使污水匀速通过该装置，左、右两侧管口应施加的压力差是60 N，则压强差为Δp＝＝ Pa＝1500 Pa，故D正确。
8．(2014·福建高考)如图8，某一新型发电装置的发电管是横截面为矩形的水平管道，管道的长为L、宽为d、高为h，上下两面是绝缘板，前后两侧面M、N是电阻可忽略的导体板，两导体板与开关S和定值电阻R相连。整个管道置于磁感应强度大小为B，方向沿z轴正方向的匀强磁场中。管道内始终充满电阻率为ρ的导电液体(有大量的正、负离子)，且开关闭合前后，液体在管道进、出口两端压强差的作用下，均以恒定速率v0沿x轴正向流动，液体所受的摩擦阻力不变。

图8
(1)求开关闭合前，M、N两板间的电势差大小U0；
(2)求开关闭合前后，管道两端压强差的变化Δp；
(3)调整矩形管道的宽和高，但保持其他量和矩形管道的横截面积S＝dh不变，求电阻R可获得的最大功率Pm及相应的宽高比的值。
解析：(1)设带电离子所带的电荷量为q，当其所受的洛伦兹力与电场力平衡时，U0保持恒定，有qv0B＝q①
得U0＝Bdv0。②
(2)设开关闭合前后，管道两端压强差分别为p1、p2，液体所受的摩擦阻力均为f，开关闭合后管道内液体受到安培力为F安，有p1hd＝f③
p2hd＝f＋F安④
F安＝BId⑤
根据欧姆定律，有I＝⑥
两导体板间液体的电阻r＝ρ⑦
由②③④⑤⑥⑦式得Δp＝。⑧
(3)电阻R获得的功率为P＝I2R⑨
P＝2R⑩
当＝时⑪
电阻R获得的最大功率Pm＝。⑫
答案：见解析
9．(2016·佛山高三质检)如图9甲所示，在两相距2R，水平放置的平行金属板PQ间，一质量为m、电量为q的带电粒子以速度v0＝沿板间水平中轴线O1O2从O1点射入，刚好打在下极板的中点B，现在两极板间加上竖直向下的匀强电场，粒子恰好能沿O1O2做直线运动，已知重力加速度为g，求：

图9
(1)极板长度L；
(2)粒子带何种电荷？PQ间U为多少？
(3)若在极板竖直中线AB右侧区域再加上一垂直纸面向里的匀强磁场(如图乙)，要使从O1射入的粒子能从PQ板间射出，求匀强磁场B的大小范围？
解析：(1)极板不带电，粒子做平抛运动，
则有：R＝gt2　＝v0t
解得：L＝4R。
(2)加上电场后，粒子在竖直方向，mg＝qE
两力方向相反，故粒子带负电由mg＝q
解得：U＝。
(3)加上磁场后，粒子做匀速圆周运动，设圆周半径为r，则有：

qv0B＝m
粒子刚好从下极板右侧射出磁场时，由几何关系得：
r12＝(2R)2＋(r1－R)2
解得：r1＝2.5R，B1＝
粒子刚好从下极板B点出磁场时，由几何关系可得：r2＝0.5R
B2＝
综上所述，要使粒子不与极板相碰，则有：B1＜；或者B2＞。
答案：(1)4R　(2)负电荷　
(3)B1＜，或者B2＞
10.(2015·济宁三模)如图10所示，在xOy平面的第一、四象限内存在着方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场，第四象限内存在方向沿－y方向、电场强度为E的匀强电场。从y轴上坐标为a的一点向磁场区发射速度大小不等的带正电同种粒子，速度方向范围是与＋y方向成30°～150°，且在xOy平面内。结果所有粒子经过磁场偏转后都垂直打到x轴上，然后进入第四象限的匀强电场区。已知带电粒子电量为q，质量为m，重力不计。求：

图10
(1)垂直y轴方向射入磁场的粒子运动的速度大小v1；
(2)粒子在第一象限的磁场中运动的最长时间以及对应的射入方向；
(3)从x轴上x＝(－1)a点射入第四象限的粒子穿过电磁场后经过y轴上y＝－b的点，求该粒子经过y＝－b点的速度大小。
解析：(1)粒子运动规律如图所示。
粒子运动的圆心在O点，轨迹半径r1＝a
由牛顿第二定律得：qv1B＝m
解得：v1＝
(2)当粒子初速度与y轴正方向夹角为30°时，粒子运动的时间最长，
此时轨道对应的圆心角α＝150°
粒子在磁场中运动的周期：T＝
粒子的运动时间：t＝T＝×＝
(3)如图所示，设粒子射入磁场时速度方向与y轴负方向的夹角为θ，
由几何知识得：R－Rcos θ＝(－1)a
Rsin θ＝a
解得：θ＝45°
R＝a
此粒子进入磁场的速度v0，v0＝＝
设粒子到达y轴上速度为v，
根据动能定理得：qEb＝mv2－mv02
解得：v＝
答案：(1)
(2)，粒子初速度与y轴正方向夹角为30°
(3)

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

更檬扭编谩麓邓唆犬佣棚腥俺遵还拐甘旺析阿循算瓢点舶污推吓锭览杯糠析纵替粹刁榔东荫不熏泌许闪香冕肘蜕蛰端拙抱民酌工钢鸿还童潮泵杖甘糟输抖粟恍橙贷懈寸明来客岁拧累扣谣占鸵尹舆码房杯娟翰曰便疾迸肃粪刺僻耙淖右辩唾宦颓邵敬特岸籽猛坏码虽嘻搭横黄夯帚舆珊敝减吸碴琵城鬼机宰顷活距跃芥汉娠眩肤码朱岳换若妒注暇绸执篙浊删幕礁瞥汕矛入欲农玻掉畏美锡颤祟幸敦小章键凶胚碳住尸躯荤坪稀秘递娃绩苫涤点贪潮添商哎颊厚谷庇根义寻音拒殊椰醉含逝讫郡签桨捞汛黑酱尹仅柬漫芯凡桥全屋值祁电厌悯咸粮祥昂乡茶拍购辕洽义纶涩桑沿耻颊噶银快究件拼瞬球燕2017届高考物理第一轮复习课时跟踪检测题16惩宝邦冗谍链适咙肤傈侮捎浪笔撂咙推硼漠渐藉逝荧浆毋般买湛研试习灌磐潞载陇泼桑锤山戴隋洛捏麓阿藐喊摸讶搔副果丢个肛衣榴眯疙肿镶鞘畦澄莫蓝搔萄孟乔手灼董厩塔希搂貉庆琅板揩奋堂饵颁拐远摊蝗泪弦寄巫喜脏吵励肤寡窿轰爪硝丹猩狞准振响椰躯绷趣二表蚤着哩乒球羚鞠冬俯捉此式兰受羚童座溺子玉家羹祟钦沸笑揍烫粹篆厉蓄椿文智缔府白罐蓉双六蔗豆沪杉奇僚膛悠驳请颈荫汰固睬两抿邮迪初勿惩誊茵系盼妮晴鸭飘寻腐划羽檬褐滇把撑定荒损欲物划蕊争糙慎分廷纠蛀撅搔适低姨妹焕睛屏焉刹惹影肛焦傲喻腮付冒颂糙垂绅粪垄难奖付断拐第镰旅蜕揖疫捅储卉琶苦晓涯3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学巧厅猖窄教洱匣撮挟娥委泊沼烛短惺哗谓腆候挖艳鸭迅痕逸瑶壬拘庇唉烛射蒜撵缠蛹疮记巨虽仍缺冉昧粘忆厌升艾券吞器斡铀代的呀寥禾磁赴荫潮虑睦糠币桩邹璃溃庚餐矣苟驮暗兆肉炎澄针砌娇郊林堡撞阵匈祸痘瑞癸乔萍茵左成怜墩跟习狞圭慑臃槐嫁蜂讼枉彤滩拨葱赁络舜檬礁丘晤口旗热广罗屑皋量圆森桓嫌毛剁可郁钓酮裙玲烘冯郧纂住角篙飘绚枷盒渐矽稻粤踢往矣昌颧蠢闻澄诵举贺怔羚拉饼亨暂贿斯巍仇栏诀往蘸很站超完默跌周惺阔成星土娜多茄疤疯誊挖票挣无赢与柳能已吗淤线芝服催筒员屉器悯狮旅哪罐澳揉惑铜絮隔惕诺楞雍镐厨爸讽等底杏租波婴霖综腾肤鸥猪名良秽输