2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 單元評(píng)估檢測(cè)（九）.doc

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單元評(píng)估檢測(cè)(九) (45分鐘100分)一、選擇題(本題共10小題,每小題6分,共60分。17題為單選題,810題為多選題)1.關(guān)于電場(chǎng)力與洛倫茲力,下列說(shuō)法中正確的是()A.電荷只要處在電場(chǎng)中,就會(huì)受到電場(chǎng)力的作用B.電荷只要處在磁場(chǎng)中,就會(huì)受到磁場(chǎng)力的作用C.洛倫茲力的方向在磁感線上D.運(yùn)動(dòng)的電荷在磁場(chǎng)中一定會(huì)受到洛倫茲力的作用【解析】選A。電場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的電荷有力的作用,電荷只要在電場(chǎng)中就會(huì)受到電場(chǎng)力作用,故A正確;只有運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中才可能受到洛倫茲力作用,故B錯(cuò)誤;由左手定則可知,洛倫茲力與磁感線相互垂直,故C錯(cuò)誤;運(yùn)動(dòng)的電荷在磁場(chǎng)中平行于磁場(chǎng)的方向運(yùn)動(dòng)時(shí),不會(huì)受到洛倫茲力的作用,故D錯(cuò)誤。2.如圖所示,空間中有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一不可伸縮的軟導(dǎo)線繞過(guò)紙面內(nèi)的小動(dòng)滑輪P(可視為質(zhì)點(diǎn)),兩端分別拴在紙面內(nèi)的兩個(gè)固定點(diǎn)M、N處,并通入由M到N的恒定電流I,導(dǎo)線PM和PN始終伸直。現(xiàn)將P從左側(cè)緩慢移動(dòng)到右側(cè),在此過(guò)程中導(dǎo)線MPN受到的安培力大小()A.始終不變B.逐漸增大C.先增大后減小D.先減小后增大【解析】選A。在P從左側(cè)緩慢移動(dòng)到右側(cè)的過(guò)程中,導(dǎo)線MPN受到的安培力可等效為直導(dǎo)線MN通過(guò)電流I時(shí)受到的安培力,即導(dǎo)線MPN受到的安培力大小始終不變,選項(xiàng)A正確。3.(2018長(zhǎng)沙模擬)在同時(shí)存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的空間中取正交坐標(biāo)系Oxyz(z軸正方向豎直向上),如圖所示,已知電場(chǎng)方向沿z軸正方向,電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,磁場(chǎng)方向沿y軸正方向,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。若質(zhì)量為m、帶電量為+q的質(zhì)點(diǎn)從原點(diǎn)沿不同的方向射出,重力加速度為g,則下列說(shuō)法正確的是 ()A.若沿x軸正方向射出,速度一定會(huì)變化B.若沿y軸正方向射出,動(dòng)能一定會(huì)變化C.若沿z軸正方向射出,速度一定會(huì)變化D.若沿z軸正方向射出,動(dòng)能一定會(huì)變化【解析】選C。若沿x軸正方向射出,重力豎直向下,電場(chǎng)力與洛倫茲力向上,可能平衡,速度不一定變化,故A錯(cuò)誤;若沿y軸正方向射出,重力可能和電場(chǎng)力平衡,動(dòng)能不一定變化,故B錯(cuò)誤;若沿z軸正方向射出,重力豎直向下,電場(chǎng)力向上,洛倫茲力垂直速度方向,一定沿曲線運(yùn)動(dòng),速度一定變化,當(dāng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),動(dòng)能不變,故C正確,D錯(cuò)誤。4.四根等長(zhǎng)的導(dǎo)線固定在正方體的四條沿x軸方向的棱上,并通以等大的電流,方向如圖所示。正方體的中心O處有一粒子源在不斷地沿x軸負(fù)方向噴射電子,則電子剛被噴射出時(shí)受到的洛倫茲力方向?yàn)?()A.沿y軸負(fù)方向B.沿y軸正方向C.沿z軸正方向D.沿z軸負(fù)方向【解析】選B。沿x軸負(fù)方向觀察,根據(jù)右手螺旋定則,判斷出四根導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的合磁場(chǎng)方向沿z軸負(fù)方向,電子初速度方向沿x軸負(fù)方向,即垂直紙面向里,根據(jù)左手定則,判斷出洛倫茲力方向沿y軸正方向,選項(xiàng)B正確。5.(2018岳陽(yáng)模擬)1922年英國(guó)物理學(xué)家阿斯頓因質(zhì)譜儀的發(fā)明、同位素和質(zhì)譜的研究榮獲了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。若一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀后的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,則下列說(shuō)法中正確的是 ()A.該束帶電粒子帶負(fù)電B.速度選擇器的P1極板帶負(fù)電C.在B2磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子,質(zhì)量越大D.在B2磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子,比荷越小【解析】選D。通過(guò)粒子在質(zhì)譜儀中的運(yùn)動(dòng)軌跡和左手定則可知該束帶電粒子帶正電,故A錯(cuò)誤;帶電粒子在速度選擇器中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受到向上的洛倫茲力和向下的電場(chǎng)力,可知速度選擇器的P1極板帶正電,故B錯(cuò)誤;由洛倫茲力充當(dāng)向心力有:qvB=m,得粒子在B2磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑r=,且粒子的運(yùn)動(dòng)速度v大小相等,電荷量q未知,故在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑越大的粒子,質(zhì)量不一定越大,但比荷=越小,故C錯(cuò)誤,D正確。6.如圖所示,在x軸上方有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),兩帶電量相同而質(zhì)量不同的粒子以相同的速度從O點(diǎn)以與x軸正方向成1=60角在圖示的平面內(nèi)射入x軸上方時(shí),發(fā)現(xiàn)質(zhì)量為m1的粒子從a點(diǎn)射出磁場(chǎng),質(zhì)量為m2的粒子從b點(diǎn)射出磁場(chǎng)。若另一與a、b帶電量相同而質(zhì)量不同的粒子以相同速率與x軸正方向成2=30角射入x軸上方時(shí),發(fā)現(xiàn)它從ab的中點(diǎn)c射出磁場(chǎng),則該粒子的質(zhì)量應(yīng)為(不計(jì)所有粒子重力作用)()A.m1+m2B.(m1+m2)C.(m1+m2)D.(m1+m2)【解析】選C。粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng),軌跡如圖:設(shè)Oa=L,ab=d,ac=cb=故質(zhì)量為m1、m2、m3的粒子軌道半徑分別為:R1=L,R2=,R3=L+,故:(R1+R2)=2R3粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,故:qvB=m1qvB=m2qvB=m3聯(lián)立解得:m3=(m1+m2),故選C。7.回旋加速器是用來(lái)加速帶電粒子的裝置,如圖所示。它的核心部分是兩個(gè)D形金屬盒,兩盒相距很近,分別和高頻交流電源相連接,兩盒間的窄縫中形成勻強(qiáng)電場(chǎng),使帶電粒子每次通過(guò)窄縫都得到加速。兩盒放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于盒底面,帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),通過(guò)兩盒間的窄縫時(shí)反復(fù)被加速,直到達(dá)到最大圓周半徑時(shí)通過(guò)特殊裝置被引出。如果用同一回旋加速器分別加速氚核H)和粒子He),比較它們所加的高頻交流電源的周期和獲得的最大動(dòng)能的大小,有()A.加速氚核的交流電源的周期較大,氚核獲得的最大動(dòng)能也較大B.加速氚核的交流電源的周期較大,氚核獲得的最大動(dòng)能較小C.加速氚核的交流電源的周期較小,氚核獲得的最大動(dòng)能也較小D.加速氚核的交流電源的周期較小,氚核獲得的最大動(dòng)能較大【解析】選B。帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期與交流電源的周期相同,根據(jù)T=,知氚核H)的質(zhì)量與電量的比值大于粒子He),所以氚核在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期大,則加速氚核的交流電源的周期較大。根據(jù)qvB=m得,最大速度v=,則最大動(dòng)能Ekm=mv2=,氚核的質(zhì)量是粒子的倍,氚核的電量是粒子的倍,則氚核的最大動(dòng)能是粒子的倍,即氚核的最大動(dòng)能較小。故B正確,A、C、D錯(cuò)誤。8.如圖所示,在等腰三角形abc區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),d是ac上任意一點(diǎn),e是bc上任意一點(diǎn)。大量相同的帶電粒子從a點(diǎn)以相同方向進(jìn)入磁場(chǎng),由于速度大小不同,粒子從ac和bc上不同點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)。不計(jì)粒子重力,則從c點(diǎn)離開(kāi)的粒子在三角形abc磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)經(jīng)過(guò)的弧長(zhǎng)和運(yùn)動(dòng)時(shí)間,與從d點(diǎn)和e點(diǎn)離開(kāi)的粒子相比較()A.經(jīng)過(guò)的弧長(zhǎng)一定大于從d點(diǎn)離開(kāi)的粒子經(jīng)過(guò)的弧長(zhǎng)B.經(jīng)過(guò)的弧長(zhǎng)一定小于從e點(diǎn)離開(kāi)的粒子經(jīng)過(guò)的弧長(zhǎng)C.運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定大于從d點(diǎn)離開(kāi)的粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間D.運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定大于從e點(diǎn)離開(kāi)的粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間【解析】選A、D。如圖所示,若粒子從ac邊射出,粒子依次從ac上射出時(shí),半徑增大而圓心角相同,弧長(zhǎng)等于半徑乘以圓心角,所以經(jīng)過(guò)的弧長(zhǎng)越來(lái)越大,運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=T,運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同,所以A正確,C錯(cuò)誤;如果從bc邊射出,粒子從b到c依次射出時(shí),弧長(zhǎng)會(huì)先變小后變大,但都會(huì)小于從c點(diǎn)射出的弧長(zhǎng)。圓心角也會(huì)變大,但小于從c點(diǎn)射出時(shí)的圓心角,所以運(yùn)動(dòng)時(shí)間變大,故B錯(cuò)誤,D正確。9.(2018開(kāi)封模擬)如圖,空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互垂直。在電磁場(chǎng)區(qū)域中,有一個(gè)豎直放置的光滑絕緣圓環(huán),環(huán)上套有一個(gè)帶正電的小球,小球可沿圓環(huán)自由運(yùn)動(dòng)。O點(diǎn)為圓環(huán)的圓心,a、b、c為圓環(huán)上的三個(gè)點(diǎn),a點(diǎn)為最高點(diǎn),c點(diǎn)為最低點(diǎn),Ob沿水平方向。已知小球所受電場(chǎng)力與重力大小相等?，F(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點(diǎn)由靜止釋放。下列判斷正確的是()A.當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)為圓周長(zhǎng)的時(shí),洛倫茲力最大B.當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)為圓周長(zhǎng)的時(shí),洛倫茲力最大C.小球從a點(diǎn)到b點(diǎn),重力勢(shì)能減小,電勢(shì)能減小D.小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn),電勢(shì)能增大,動(dòng)能先增大后減小【解析】選B、C、D。小球受到水平向左的電場(chǎng)力和豎直向下的重力,二力大小相等,故二力的合力方向與水平方向成45向左下,如圖,小球運(yùn)動(dòng)到圓弧bc的中點(diǎn)時(shí),速度最大,此時(shí)的洛倫茲力最大,故A錯(cuò)誤;由A的分析可知,小球運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)為圓周長(zhǎng)的時(shí),洛倫茲力最大,故B正確;小球由a到b的過(guò)程中,電場(chǎng)力和重力均做正功,重力勢(shì)能和電勢(shì)能都減小,故C正確;小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn),電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加;因電場(chǎng)力與重力的合力方向與水平方向成45向左下,當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到圓弧bc的中點(diǎn)時(shí)速度最大,所以小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)過(guò)程中,動(dòng)能先增大,后減小,故D正確。10.如圖所示,實(shí)線表示在豎直平面內(nèi)的勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線,電場(chǎng)線與水平方向的夾角為,水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與電場(chǎng)線正交,有一帶電液滴沿斜向上的虛線l做直線運(yùn)動(dòng)。l與水平方向的夾角為,且,則下列說(shuō)法中正確的是()A.液滴一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)B.液滴一定帶正電C.電場(chǎng)線方向一定斜向上D.液滴也有可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng)【解析】選A、B、C。帶電液滴受豎直向下的重力G、沿電場(chǎng)線方向的電場(chǎng)力F、垂直于速度方向的洛倫茲力f,由于,這三個(gè)力的合力不可能沿帶電液滴的速度方向,因此這三個(gè)力的合力一定為零,帶電液滴做勻速直線運(yùn)動(dòng),不可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng),故A正確,D錯(cuò)誤;當(dāng)帶電液滴帶正電,且電場(chǎng)線方向斜向上時(shí),帶電液滴受豎直向下的重力G、沿電場(chǎng)線向上的電場(chǎng)力F、垂直于速度方向斜向左上方的洛倫茲力f作用,這三個(gè)力的合力可能為零,帶電液滴沿虛線l做勻速直線運(yùn)動(dòng),如果帶電液滴帶負(fù)電或電場(chǎng)線方向斜向下時(shí),帶電液滴所受合力不為零,不可能沿直線運(yùn)動(dòng),故B、C正確。【總結(jié)提升】復(fù)合場(chǎng)中粒子重力是否考慮的三種情況(1)對(duì)于微觀粒子,如電子、質(zhì)子、離子等,因?yàn)槠渲亓σ话闱闆r下與電場(chǎng)力或磁場(chǎng)力相比太小,可以忽略;而對(duì)于一些實(shí)際物體,如帶電小球、液滴、金屬塊等一般應(yīng)當(dāng)考慮其重力。(2)在題目中有明確說(shuō)明是否要考慮重力的,這種情況按題目要求處理即可。(3)不能直接判斷是否要考慮重力的,在進(jìn)行受力分析與運(yùn)動(dòng)分析時(shí),要結(jié)合運(yùn)動(dòng)狀態(tài),確定是否要考慮重力。二、計(jì)算題(本題共2小題,共40分。需寫(xiě)出規(guī)范的解題步驟)11.(20分)如圖所示,直角坐標(biāo)系xOy第一象限的區(qū)域存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)。現(xiàn)有一質(zhì)量為m,電荷量為e的電子從第一象限的某點(diǎn)P(L,L)以初速度v0沿x軸的負(fù)方向開(kāi)始運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)x軸上的點(diǎn)Q(,0)進(jìn)入第四象限,先做勻速直線運(yùn)動(dòng)然后進(jìn)入垂直紙面的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域(圖中未畫(huà)出),磁場(chǎng)左邊界和上邊界分別與y軸、x軸重合,電子偏轉(zhuǎn)后恰好經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O,并沿y軸的正方向運(yùn)動(dòng),不計(jì)電子的重力。求:(1)電子經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的速度v。(2)該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B和最小面積S?！窘馕觥?1)電子從P點(diǎn)開(kāi)始在電場(chǎng)力作用下做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn),可知豎直方向y=L=at2,(2分)水平方向x=L=v0t,(2分)解得a=而vy=at=v0,(2分)所以電子經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的速度為v=v0(2分)設(shè)v與x軸負(fù)方向的夾角為,可知tan=,所以=30。(2分)(2)如圖所示,電子以與x軸負(fù)方向成30角的方向進(jìn)入第四象限后先沿QM做勻速直線運(yùn)動(dòng),然后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域做勻速圓周運(yùn)動(dòng),恰好以沿y軸向上的速度經(jīng)過(guò)O點(diǎn)?？芍獔A周運(yùn)動(dòng)的圓心O一定在x軸上,且O點(diǎn)到O點(diǎn)的距離與O點(diǎn)到直線QM上M點(diǎn)(M點(diǎn)即磁場(chǎng)的邊界點(diǎn))的距離相等,找出O點(diǎn),畫(huà)出其運(yùn)動(dòng)的部分軌跡為弧MNO,所以面積最小的磁場(chǎng)的右邊界和下邊界就確定了設(shè)偏轉(zhuǎn)半徑為R,evB=m,(2分)由圖知OQ=L=3R,(2分)解得B=,(1分)方向垂直紙面向里(1分)面積最小的磁場(chǎng)的長(zhǎng)度LOC=R=L,(1分)寬度LOA=R=L(1分)矩形磁場(chǎng)的最小面積為:Smin=LOCLOA=L2。(2分)答案:(1)v0,與x軸負(fù)方向的夾角為30(2),方向垂直紙面向里L(fēng)212.(20分)如圖所示,真空中有一個(gè)點(diǎn)狀的放射源P,它能向各個(gè)方向發(fā)射速率都相同的同種正粒子,ab為P點(diǎn)附近的一條水平直線,P到直線ab的距離PC=1 m,Q為直線ab上一點(diǎn),它與P點(diǎn)相距PQ= m(只研究與放射源P和直線ab在同一個(gè)平面內(nèi)的粒子的運(yùn)動(dòng)),當(dāng)直線ab以上區(qū)域只存在垂直平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí),放射源P水平向左射出的粒子恰到達(dá)Q點(diǎn);當(dāng)直線ab以上區(qū)域只存在平行于紙面的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí),沿不同方向發(fā)射的粒子若能到達(dá)ab直線,則到達(dá)ab直線時(shí)它們的速度大小都相等,已知放射源P水平向左射出的粒子也恰好到達(dá)Q點(diǎn),粒子比荷為=1106 C/kg,粒子重力不計(jì)。(1)求粒子的發(fā)射速率。(2)當(dāng)僅加上述電場(chǎng)時(shí),求到達(dá)ab直線上粒子的速度大小和電場(chǎng)強(qiáng)度的大小(結(jié)果可用根號(hào)表示)。(3)當(dāng)僅加上述磁場(chǎng)時(shí),求粒子從P運(yùn)動(dòng)到直線ab所用的最短時(shí)間。【解析】(1)作PQ的中垂線交PQ、PC于A、O兩點(diǎn),O點(diǎn)即為圓心,如圖甲所示。設(shè)圓的半徑為r,由相似三角形知識(shí)有=(2分)由直角三角形知識(shí)有AO=(2分)對(duì)粒子由牛頓第二定律得qv0B=m(2分)解以上方程并代入數(shù)據(jù)得v0=1.25106 m/s(2分)(2)因所有粒子到達(dá)ab直線的速度大小相等,故電場(chǎng)的方向應(yīng)由P指向C,水平向左發(fā)射的粒子應(yīng)做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),所以QC=v0t,PC=t2,v=(3分)聯(lián)立解以上方程并代入數(shù)據(jù)得v=106 m/s,E=1.25107 V/m(2分)(3)從P運(yùn)動(dòng)到直線ab所用時(shí)間最短的粒子,PC必為其運(yùn)動(dòng)軌跡的一條弦,如圖乙所示,由幾何關(guān)系得sinPOP1=,所以POP1=53(2分)得POC=106(3分)則其運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=10-6 s=9.210-7 s(2分)答案:(1)1.25106 m/s(2)106 m/s1.25107 V/m(3)9.210-7 s