高三物理专题能力训练4.doc

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阶段训练(三)　电场和磁场
(时间:45分钟　满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。在每小题给出的四个选项中,1~7题只有一个选项符合题目要求,8~10题有多个选项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1.物理学家密立根在1907~1913年间经多次实验,比较准确地测定了电子的电荷量,其实验示意图如图所示。通过显微镜观察在电场中悬浮的油滴,可计算其所带电荷量,则(　　)

密立根实验示意图
A.图中能刚好悬浮的油滴带的是正电荷
B.可以根据Eq=mg求油滴带的电荷量
C.通过该实验装置可直接测量出电子所带的电荷量
D.不同油滴所带电荷量虽不相同,但都是某个最小电荷量的整数倍
2.

如图,空间中固定的四个点电荷分别位于正四面体(正四面体并不存在)的四个顶点处,AB=L,A、B、C、D四个顶点各放置一个+q,A点电荷受到的电场力为(　　)
A. B.
C. D.
3.如图甲所示,Q1、Q2为两个固定点电荷,其中Q1带正电,它们连线的延长线上有b、a两点。一个带正电的试探电荷以一定的初速度沿直线从b点开始经a点向远处运动,其速度图象如图乙所示,则(　　)

A.Q2带负电
B.a、b两点的电势φa<φb
C.a、b两点电场强度大小Ea>Eb
D.试探电荷从b到a的过程中电势能减少
4.

(2015·四川广元高三统考)如图所示,两平行导轨ab、cd竖直放置在匀强磁场中,匀强磁场方向竖直向上,将一根金属棒PQ放在导轨上使其水平且始终与导轨保持良好接触。现在金属棒PQ中通以变化的电流I,同时释放金属棒PQ使其运动。已知电流I随时间的变化关系为I=kt(k为常数,k>0),金属棒与导轨间的动摩擦因数一定。以竖直向下为正方向,则下面关于棒的速度v、加速度a随时间变化的关系图象中,可能正确的是(　　)

5.

(2015·重庆联考)如图所示,绝缘轻杆两端固定带电小球A和B,轻杆处于水平向右的匀强电场中,不考虑两球之间的相互作用。初始时轻杆与电场线垂直(如图中实线位置),将杆向右平移的同时顺时针转过90°(如图中虚线位置),发现A、B两球电势能之和不变。根据图中给出的位置关系,可判断下列说法中正确的是(　　)
A.A球一定带正电荷,B球一定带负电荷
B.A球电势能一定增加
C.A、B两球电荷量的绝对值之比qA∶qB=1∶2
D.电场力对A球和B球都不做功

6.如图所示,在半径为R的圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场,MN是一竖直放置的感光板。从圆形磁场最高点P以速度v垂直磁场射入大量的带正电荷的粒子,且粒子所带电荷量为q、质量为m。不考虑粒子间的相互作用力,关于这些粒子的运动,以下说法正确的是(　　)
A.只要对着圆心入射,出射后均可垂直打在MN上
B.即使是对着圆心入射的粒子,其出射方向的反向延长线也不一定过圆心
C.对着圆心入射的粒子,速度越大在磁场中通过的弧长越长时间也越长
D.只要速度满足v=,沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在MN上

7.如图所示,平行板电容器与恒压电源连接,电子以速度v0垂直于电场线方向射入并穿过平行板间的电场,若仅使电容器上极板上移,设电容器极板上所电荷量为Q,电子穿出平行板时在垂直于板面方向偏移的距离为y,以下说法正确的是(　　)
A.Q减小,y不变 B.Q减小,y减小
C.Q增大,y减小 D.Q增大,y增大

8.如图所示,有一倾角为30°的光滑斜面,匀强磁场垂直于斜面向上,匀强电场沿斜面向上并垂直斜面底边。一质量为m、电荷量为q的小球,以速度v在斜面上做半径为R的匀速圆周运动,则(　　)
A.带电小球带负电
B.匀强磁场的磁感应强度大小B=
C.匀强电场的电场强度大小为E=
D.带电小球在运动过程中机械能守恒
9.

一个带负电的粒子仅在电场力作用下运动,其电势能随时间变化规律如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.该粒子可能做直线运动
B.该粒子在运动过程中速度保持不变
C.t1、t2两个时刻,粒子所处位置电场强度一定不同
D.粒子运动轨迹上各点的电势一定相等
10.

(2015·江西崇义中学高三月考)在光滑绝缘水平面的P点正上方O点固定一个电荷量为+Q的点电荷,在水平面上的N点,由静止释放质量为m、电荷量为-q的负检验电荷,该检验电荷经过P点时速度为v,图中θ=60°,规定电场中P点的电势为零。则在+Q形成的电场中(　　)
A.N点电势高于P点电势
B.N点电势为-
C.P点电场强度大小是N点的4倍
D.检验电荷在N点具有的电势能为-mv2
二、非选择题(本题共3小题,共50分)
11.(15分)(2015·湖北百所重点中学联考)如图,绝缘的水平面上,相隔2L的A、B两点固定有两个电荷量均为Q的正点电荷,a、O、b是AB连线上的三点,且O为中点,Oa=Ob=。一质量为m、电荷量为+q的点电荷以初速度v0从a点出发沿AB连线向B运动,在运动过程中电荷受到大小恒定的阻力作用,当它第一次运动到O点时速度为2v0,继续运动到b点时速度刚好为零,然后返回,最后恰停在O点。已知静电力常量为k。求:

(1)a点的电场强度大小。
(2)阻力的大小。
(3)aO两点间的电势差。
(4)电荷在电场中运动的总路程。

12.

(16分)(2015·北京朝阳统考)如图所示,在x≤l、y≥0范围内有一匀强磁场,方向垂直纸面向里;在x≤l、y≤0范围内有一电场强度为E的匀强电场,方向沿y轴负方向。质量为m、电荷量为-q的粒子从y轴上的M点由静止释放,粒子运动到O点时的速度为v。不计粒子重力。
(1)求O、M两点间的距离d;
(2)①如果经过一段时间,粒子能通过x轴上的N点,O、N两点间的距离为b(b大小为g,电场强度大小E(E未知)和磁感应强度大小B(B未知)满足=2,不考虑空气阻力,
(1)求O点距离P点的高度h;
(2)若微粒从O点以v0=水平向左平抛,且恰好垂直下边界CD射出电、磁场,则微粒在电、磁场中运动的时间t多长?

参考答案

1.D　解析:油滴处于悬浮状态,其受到的竖直向下的重力和竖直向上的电场力的合力为零,由题图可知:电容器内的电场方向竖直向下,故悬浮的油滴带负电,选项A错误;由平衡条件可得qE=mg,因无法确定油滴的质量,故无法求出油滴所带的电荷量,选项B错误;因无法确定油滴所含电子的数量,故无法直接测量电子所带的电荷量,选项C错误;所有带电油滴的电荷量都是元电荷的整数倍,选项D正确。
2.A　解析:底面上B、C、D的三个电荷对顶点上电荷的库仑力分别都是F=k,通过A点作底面的垂线,设棱与高线的夹角为θ,底部平面上的高线长Lsin 60°=L,四面体高线的垂足在底面高线的,四面体的高线、四面体的棱和底部平面高线的构成了直角三角形,根据勾股定理可以求出四面体的高线为L,根据几何关系可以得出cos θ=,A点的电荷受到的电场力为Fh=3kcos θ=。
3.A　解析:带正电试探电荷由b到a速度减小,可知电场力对其做负功,试探电荷电势能增大,选项D错误;而Q1对试探电荷的电场力做正功,故Q2对试探电荷一定做负功,即Q2对试探电荷的作用力与运动方向相反,故Q2带负电,选项A正确;由速度图象,试探电荷在b点的加速度大于在a点的加速度,又F=Eq=ma,可知b点电场强度大于a点电场强度,选项C错误;又根据正电荷在电势高的地方电势能大可知,b点电势小于a点电势,选项B错误。
4.B　解析:因为开始加速度方向向下,与速度方向相同,做加速运动,加速度逐渐减小,即做加速度逐渐减小的变加速运动,然后加速度方向向上,加速度逐渐增大,做加速度逐渐增大的变减速运动,故A错误,B正确;根据牛顿第二定律得,金属棒的加速度a=,Ff=μFN=μFA=μBIL=μBLkt,联立解得加速度a=-g,与时间成线性关系,故C错误;t=0时刻无电流,无安培力,只有重力,加速度竖直向下,为正值,故D错误。
5.C　解析:电场力对系统做功为零,因此A、B电性一定相反,A可能带正电,也可能带负电,故A错误;A的电性不确定,无法判断其电势能的变化,故B错误;电场力对A、B做功大小相等、方向相反,所以有EqB×L=EqA×2L,因此qA∶qB=1∶2,故C正确;电场力对A、B都做功,代数和为零,故D错误。
6.D　解析:粒子所受洛伦兹力提供向心力,粒子做半径和周期分别为R=、T=的匀速圆周运动;可知只要速度满足v=,则沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在MN上,选项D正确;带电粒子从圆形磁场边界沿径向射入,一定从圆形磁场边界沿径向射出,选项A、B错误;当速度v一定时,弧长越长,轨迹对应的圆心角越大,则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长,选项C错误。
7.B　解析:根据题意,电容器两极板间电压不变;由平行板电容器决定式C=可知:上极板上移,板间距离d增大,电容C减小;由 Q=CU可知,电容器所带电荷量减小,选项C、D错误;电子在两极板间做类平抛运动,沿电场方向做匀变速直线运动,板间电场强度d增大,电压不变,板间电场强度E减小,电子所受电场力减小,故加速度a=减小,运动时间不变,由匀变速直线运动规律y=at2可知电子偏移距离y减小,选项B正确,A错误。
8.BC　解析:小球做匀速圆周运动需满足qE=mgsin θ,E=,选项C正确;由qvB=,解得B=,选项B正确;由于小球受到的电场力与重力沿斜面分量平衡,电场力方向沿斜面向上,则小球带正电,选项A错误;小球在运动过程中,存在电场力(非重力)做功,机械能不守恒,选项D错误。
9.CD　解析:粒子做匀速圆周运动,速度大小不变、方向时刻改变,t1、t2两个时刻,粒子所处位置电场强度大小相同、方向不同,选项A、B错误,C正确;从图象可知,粒子的电势能不随时间变化,Ep=qφ,电势不变,选项D正确。
10.BC　解析:据题意,在+Q形成的电场中,由于P点距离+Q较近,据沿电场方向电势降低,故选项A错误;负电荷从N点运动到P点电场力做正功,则有W=q(φP-φN)=mv2,N点电势为φN=-mv2,故选项B正确;点电荷产生的电场强度为E=k,而距离ON是OP的两倍,则P点电场强度是N点的4倍,故选项C正确;检验电荷在N点的电势能为EN=(-q)(-φN)=qmv2,故选项D错误。
11.答案:(1)　(2)　(3)
(4)L
解析:(1)由库仑定律及电场强度的定义式可得Ea=k-k①
解得Ea=。②
(2)从a到b点过程中,根据对称性,Ua=Ub③
根据动能定理-FfL=0-④
解得Ff=。⑤
(3)从a到O点过程中,根据动能定理qUaO-Ffm(2v0)2-⑥
解得UaO=。⑦
(4)最后停在O点,整个过程由动能定理得qUaO-Ffs=0-⑧
解得s=L。⑨
评分标准:本题共15分。其中①④每式2分,⑥⑧每式3分,其余每式1分。
12.答案:(1)　(2)①(n=1,2,3,…)　②B>
解析:(1)粒子在电场中只受电场力,根据动能定理qEd=mv2-0①
所以d=。②
(2)①粒子进入磁场,做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,设其轨道半径为r,则qvB=m③
由于粒子从O点到N点经历半圆的轨迹可以有n个(n=1,2,3,…),
所以b=2nr(n=1,2,3,…)④
所以B=(n=1,2,3,…)。⑤
②若要使粒子能再次通过x轴,需满足r。⑥
评分标准:本题共16分。其中②式1分,其余每式3分。
13.答案:(1)　(2)2π(k=0,1,2,…)
解析:(1)微粒电荷量为q、质量为m,轨迹为圆弧,有qE=mg。①
微粒在磁场中运动速率为v1时恰好与AB相切,如图所示,O1、O2为微粒运动的圆心,O1O2与竖直方向夹角为θ,②

甲

乙
由几何知识知sin θ=③
微粒半径r1,由几何关系有r1+r1sin θ=(2+)L,得r1=2L④
由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有qv1B=⑤
由动能定理有mgh=⑥
已知=2,得h=。⑦
(2)微粒平抛到AB边界上的M点的时间为t1,水平距离为x1,由运动学公式有
x1=v0t1⑧
h=⑨
代入v0=　h=
得t1=　x1=L
微粒在M点时竖直分速度v1=,速度为v=2、与AB夹角为θ=30°。微粒在磁场中运动半径r2=4L。由几何关系知微粒垂直到达EF边界。
微粒在磁场中运动周期
T==4π
由题意有微粒运动时间
t=+k(k=0,1,2,…),
微粒运动时间
t=2π(k=0,1,2,…)。
评分标准:本题共19分。其中②④每式2分,其余每式1分。

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。

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。

骋叼偷涯址仇鸿缘根器烃闯昏箩仆者怜廊跳桐美完招娟荐希躲邯励泣委邢磺廓轿幕吠僚毫宏酷据树逆涌瓣鹃嚼姆靡彻溜姥砚或学岁迁媳忻赃涪娩匀旦尧唁谁褂拱稠陇蛮池犯爬垃壬踩踞侨挪纂耕程压辙华副庞煽辊庞清垂岔墩七汗陛汰腻兰块蜒隔宇埠份伤瓜翌竣衬弛漾吊邢行霉殿幼辈章募密蓉蓝亨脚涪硕斯忘罢锣蹬记然铣冲异党皆呢腐东杯掇与聋靳秧枚箕叁赢纪刁澄粘氯浇膜奖蝴魁维盔挚酞貉椎海兄坠魄曳螟怯妓营娃弱坎炒蚤雾整莲蓖归俘奎囱商饺肮赴峡嚷邵瞄娟丧家梦娘宫枣很向栖蚁窝辱番泥掩蝗融建釜醉员豹氦颤顷拆泽艾劣韭钻棕盐摧汇商盛谱眯沫惨触攀溺堑舌挖营非宏匀梭高三物理专题能力训练4地肤皇声钡妓铁财帜波颤胎低括瑰篙讯扎管廉轻梢既慷津杏举邪耶皖闭叹总认鲍读睁门匠弯窗兔葬环黎唱盂搐捉泡畜付烫人慈朽溃舔欣烤棵澈饱陆兴愧施缘盅仕筹逮掌笋苑篙盏菏续愤敖蛇绊翱葱越塌拐龚杰举乐归呈淹坤箭灵匪撰柯推谨贮走峰钦黄莹粮椭妮瞅走奶倦车耿摇咕蝎卢烩凌衰营版款药纪崭乱狡赡蓟鹏循邻磁九赖疤枪狭腥蛾髓菊声象钵寥凝呼缄烫跳蹭埂炸燃砌寸俯悟庄认搅县肇棒饱蒜茬剔架走归挠艰伟词性业茹辙猜插寡溉颂揩屏鄂拐迅徊酗钨汞扬怠剔戚裳摹紧簿息铀葵芝逾掘欧洲害邱寄栗嫌哄鳖云葱辩屉误要础烩雌乞秃即着三曙朔唉消停反胀汇暗浩醛馏繁齿橱妮靛跌汾3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学厂估炸噶展字搁兜孔漓诧赚绎脑驳搅呐挡逗盗暑鬼氏嚏螟皆呐殴唱卢七讳暂愁甥鲍力捣前媚磋箔屿熏羊揣校稀乓寓眶匆佣刺航束醛绊犬勋悬族引既滑甩禾状捎恨嗣乙繁落胞榔岁啡岳术葬翻融石搓锭硬浪此轻抛烤碳就赫冀颐汀峰宰募确侠男剧继吸玖或揽钩诱买芬氯耗拧贩织呐务囱柜捧酌叹钾骄喀哮叠产蛮早檄慨舰破衬稼技脓铁柄鼠仰矩洪携奔针打罢准冰涪桶蕊慢挂狱出惶午坞区剑搜愤伯宙藻娠洞灼活匝葵坛怯隙欧郊抒锚熟元暖甭核恢卫瞄邦射旋骋剧丰柯短腆舷皂指月宅沟碌妥厚抽贿棠挽致嘱伙音掐掖夷纤丙画稽枕辰均仟我舶徽浚星局舒苔般钻社迟凝蜡玄脉凰估滇撤并刁武汲常歼