【备战2014】2013版物理精品专题检测卷(通用)4.9带电粒子在组合场、复合场中的运动
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专题分层突破练9带电粒子在复合场中的运动A组1.(2021湖南邵阳高三一模)如图所示,有一混合正离子束从静止通过同一加速电场后,进入相互正交的匀强电场和匀强磁场区域Ⅰ。
如果这束正离子束在区域Ⅰ中不偏转,不计离子的重力,则说明这些正离子在区域Ⅰ中运动时一定相同的物理量是()A.动能B.质量C.电荷D.比荷2.(多选)(2021辽宁高三一模)劳伦斯和利文斯设计的回旋加速器如图所示,真空中的两个D形金属盒间留有平行的狭缝,粒子通过狭缝的时间可忽略。
匀强磁场与盒面垂直,加速器接在交流电源上,A处粒子源产生的质子可在盒间被正常加速。
下列说法正确的是()A.虽然逐渐被加速,质子每运动半周的时间不变B.只增大交流电压,质子在盒中运行总时间变短C.只增大磁感应强度,仍可能使质子被正常加速D.只增大交流电压,质子可获得更大的出口速度3.(2021四川成都高三二模)如图所示,在第一、第四象限的y≤0.8 m区域内存在沿y轴正方向的匀强电场,电场强度大小E=4×103 N/C;在第一象限的0.8 m<y≤1.0 m区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场。
一个质量m=1×10-10 kg、电荷量q=1×10-6 C的带正电粒子,以v0=6×103 m/s的速率从坐标原点O沿x轴正方向进入电场。
不计粒子的重力。
(1)求粒子第一次离开电场时的速度。
(2)为使粒子能再次进入电场,求磁感应强度B的最小值。
4.(2021河南高三二模)如图所示,在平面直角坐标系xOy内有一直角三角形,其顶点坐标分别为d),(d,0),三角形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,x轴下方有沿(0,0),(0,√33着y轴负方向的匀强电场,电场强度大小为E。
一质量为m、电荷量为-q的粒子从y轴上的某点M 由静止释放,粒子第一次进入磁场后恰好不能从直角三角形的斜边射出,不计粒子重力。
(1)求M点到O点的距离。
K 单元 磁场K1 磁场安培力18.K1 [2013·新课标全国卷Ⅱ] 如图,在光滑绝缘水平面上,三个带电小球a 、b 和c 分别位于边长为l 的正三角形的三个顶点上;a 、b 带正电,电荷量均为q ,c 带负电.整个系统置于方向水平的匀强电场中.已知静电力常量为k.若三个小球均处于静止状态,则匀强电场场强的大小为( )A.3kq 3l 2 B.3kql2 C.3kq l 2 D.2 3kq l2 18.B [解析] 由题意,三个小球均处于静止状态,对c 球而言,a 、b 两球在c 球所在位置处产生的合场强与匀强电场的场强等大反向,故匀强电电场的场强大小E =2kq l 2cos30°=3kql 2,B 正确.3.[2013·广东省汕头市期末] 如图X18-3所示,长方形线框abcd 通有电流I ,放在直线电流I ′附近,线框与直线电流共面,则下列表述正确的是( )A .线圈四个边都受安培力作用,它们的合力方向向左B .只有ad 和bc 边受安培力作用,它们的合力为零C .ab 和dc 边所受安培力大小相等,方向相同D .线圈四个边都受安培力作用,它们的合力为零图X18-43.A [解析] 线圈四个边都受安培力作用,由于ad 边所在处的磁感应强度大于bc 边所在处的磁感应强度,ad 边所受的向左的安培力大于bc 边所受的向右的安培力,它们的合力方向向左,选项A 正确,选项B 、D 错误;ab 和dc 边所受安培力大小相等,方向相反,选项C 错误.25.K1、E1、L4[2013·浙江卷] (22分)为了降低潜艇噪音,提高其前进速度,可用电磁推进器替代螺旋桨.潜艇下方有左、右两组推进器,每组由6个相同的、用绝缘材料制成的直线通道推进器构成,其原理示意图如下.在直线通道内充满电阻率ρ=0.2 Ω·m 的海水,通道中a ×b ×c =0.3 m ×0.4 m ×0.3 m 的空间内,存在着由超导线圈产生的匀强磁场,其磁感应强度B =6.4 T 、方向垂直通道侧面向外.磁场区域上、下方各有a ×b =0.3 m ×0.4 m 的金属板M 、N ,当其与推进器专用直流电源相连后,在两板之间的海水中产生了从N 到M ,大小恒为I =1.0×103 A 的电流,设该电流只存在于磁场区域.不计电源内阻及导线电阻,海水密度ρm ≈1.0×103 kg/m 3.(1)求一个直线通道推进器内磁场对通电海水的作用力大小,并判断其方向. (2)在不改变潜艇结构的前提下,简述潜艇如何转弯?如何“倒车”?(3)当潜艇以恒定速度v 0=30 m/s 前进时,海水在出口处相对于推进器的速度v =34 m/s ,思考专用直流电源所提供的电功率如何分配,求出相应功率的大小.25.[解析] (1)将通电海水看成导线,所受磁场力 F =IBL代入数据得:F =IBc =1.0×103×6.4×0.3 N =1.92 N用左手定则判断磁场对海水作用力方向向右(或与海水出口方向相同)(2)考虑到潜艇下方有左、右2组推进器,可以开启或关闭不同个数的左、右两侧的直线通道推进器,实施转弯.改变电流方向,或者磁场方向,可以改变海水所受到磁场力的方向,根据牛顿第三定律,使潜艇“倒车”.(3)电源提供的电功率中的第一部分:牵引功率 P 1=F 牵v 0根据牛顿第三定律:F 牵=12IBL 当v 0=30 m/s 时,代入数据得:P 1=F 牵v 0=12×1.92×103×30 W =6.9×105 W 第二部分:海水的焦耳热功率 对单个直线推进器,根据电阻定律: R =ρl S代入数据得:R =ρc ab =0.2×0.30.3×0.4 Ω=0.5 Ω由热功率公式,P =I 2R代入数据得:P 单=I 2R =5.0×105 W P 2=12×5.0×105W =6.0×106 W 第三部分:单位时间内海水动能的增加值 设Δt 时间内喷出的海水质量为m P 3=12×ΔΕkΔt考虑到海水的初动能为零, ΔΕk =Εk =12mv 2水对地m =ρm bcv 水对地ΔtP 3=12×ΔΕk Δt =12×12ρm bcv 3水对地=4.6×104WK2 磁场对运动电荷的作用 5.[2013·河南省郑州市高三第一次质量预测] 如图X19-4所示,中轴线PQ 将矩形区域MNDC 分成上、下两部分,上部分充满垂直纸面向外的匀强磁场,下部分充满垂直纸面向内的匀强磁场,磁感应强度皆为B .一质量为m 、带电荷量为q 的带正电粒子从P 点进入磁场,速度与边MC 的夹角θ=30°.MC 边长为a ,MN 边长为8a ,不计粒子重力.求:图X19-4(1)若要该粒子不从MN 边射出磁场,其速度最大值是多少?(2)若要该粒子恰从Q 点射出磁场,其在磁场中的运行时间最少是多少? 5.(1)qBa m (2)10πm 3qB[解析] (1)设该粒子恰不从MN 边射出磁场时的轨迹半径为r ,由几何关系得: r cos60°=r -12a解得r =a 又由q v B =m v 2r解得最大速度v =qBam.(2)粒子每经过分界线PQ 一次,在PQ 方向前进的位移为轨迹半径R 的3倍. 设粒子进入磁场后第n 次经过PQ 线时恰好到达Q 点 有n ×3R =8a 且R <a解得 n >4.62,n 所能取的最小自然数为5, 粒子做圆周运动的周期为 T =2πmqB粒子每经过PQ 分界线一次用去的时间为 t =13T =2πm3qB粒子到达Q 点的最短时间为 t min =5t =10πm3qB.20.I3、K2[2013·浙江卷] 在半导体离子注入工艺中,初速度可忽略的磷离子P +和P 3+,经电压为U 的电场加速后,垂直进入磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域,如图所示.已知离子P +在磁场中转过θ=30°后从磁场右边界射出.在电场和磁场中运动时,离子P +和P 3+( )A .在电场中的加速度之比为1∶1B .在磁场中运动的半径之比为3∶1C .在磁场中转过的角度之比为1∶2D .离开电场区域时的动能之比为1∶320.BCD [解析] 离子在电场中的加速度a =Uq dm ,故a 1a 2=q 1q 2=13,A 错误.离开电场区域时的动能E k =Uq ,故E k1E k2=q 1q 2=13,D 正确.在磁场中运动的半径r =mv Bq =mBq 2Uq m =1B2Um q ,故r 1r 2=q 2q 1=31,B 正确.在磁场中转过的角度的正弦值sin θ=dr=Bd q2Um ,故sin θ1sin θ2=q 1q 2=13,因θ1=30°,则sin θ2=32,即θ2=60°,所以θ1θ2=12,C 正确. 21.K2[2013·广东卷] 如图所示,两个初速度大小相同的同种离子a 和b ,从O 点沿垂直磁场方向进入匀强磁场,最后打到屏P 上.不计重力.下列说法正确的有( )A .a 、b 均带正电B .a 在磁场中飞行的时间比b 的短C .a 在磁场中飞行的路程比b 的短D .a 在P 上的落点与O 点的距离比b 的近21.AD [解析] 由左手定则可知A 正确;根据洛伦兹力提供向心力,有Bvq =mv 2r ,解得r =mvBq ,由于同种粒子且速度相同,所以在磁场中运动的轨道半径相同,示意图如图所示,从图中可以看出b 离子轨迹为半圆,a 离子轨迹超过半圆,B 、C 错误,D 正确.18.K2 [2013·新课标全国卷Ⅰ] 如图,半径为R 的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面),磁感应强度大小为B ,方向垂直于纸面向外.一电荷量为q(q>0)、质量为m 的粒子沿平行于直径ab 的方向射入磁场区域,射入点与ab 的距离为R2.已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°,则粒子的速率为(不计重力)( )A.qBR 2mB.qBR mC.3qBR 2mD.2qBR m18.B [解析] 由Bqv =mv 2r 可得v =Bqr m,作出粒子运动轨迹如图所示,根据几何知识得半径r=R,故B正确.17.K2[2013·新课标全国卷Ⅱ] 空间有一圆柱形匀强磁场区域,该区域的横截面的半径为R,磁场方向垂直于横截面.一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场,离开磁场时速度方向偏离入射方向60°.不计重力,该磁场的磁感应强度大小为()A.3mv03qR B.mv0qRC.3mv0qR D.3 mv0qR17.A[解析] 由Bqv0=mv20r可得:B=mv0qr,粒子沿半径射入磁场必沿半径射出磁场,可作出运动轨迹图如图所示,由几何知识可得:r=3R ,即B=3mv03qR,A正确.23.I3K2[2013·安徽卷] 如图所示的平面直角坐标系xOy,在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场,方向沿y轴正方向;在第Ⅳ象限的正三角形abc区域内有匀强磁场,方向垂直于xOy平面向里,正三角形边长为L,且ab边与y轴平行.一质量为m、电荷量为q的粒子,从y轴上的P(0,h)点,以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场,通过电场后从x轴上的a(2h,0)点进入第Ⅳ象限,又经过磁场从y轴上的某点进入第Ⅲ象限,且速度与y轴负方向成45°角,不计粒子所受的重力.求:(1)电场强度E的大小;(2)粒子到达a点时速度的大小和方向;(3)abc区域内磁场的磁感应强度B的最小值.23.[解析] (1)设粒子在电场中运动的时间为t,则有x =v 0t =2h , y =12at 2=h , qE =ma ,联立以上各式可得E =mv 202qh.(2)粒子到达a 点时沿负y 方向的分速度为v y =at =v 0, 所以v =v 20+v 2y =2v 0,方向指向第Ⅳ象限与x 轴正方向成45°角. (3)粒子在磁场中运动时,有qvB =m v 2r,当粒子从b 点射出时,磁场的磁感应强度为最小值,此时有r =22L ,所以B =2mv 0qL.K3 带电粒子在组合场及复合场中运动2.[2013·浙江省十二校新高考研究联盟第一次联考] 如图X20-2所示,套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球,其质量为m ,带电荷量为q ,小球可在棒上滑动,现将此棒竖直放入沿水平方向的且互相垂直的匀强磁场和匀强电场中.设小球电荷量不变,小球由棒的下端以某一速度上滑的过程中一定有( )图X20-2A .小球加速度一直减小B .小球的速度先减小,直到最后匀速C .杆对小球的弹力一直减小D .小球队受到的洛伦兹力一直减小2.D [解析] 小球上滑的过程中,在竖直方向上受到竖直向下的重力和摩擦力作用,所以小球的速度一直减小,根据公式F 洛=q v B ,小球所受洛伦兹力一直减小,选项B 错误,选项D 正确;在水平方向上,小球共受到水平向右的电场力、水平向左的洛伦兹力和杆的弹力三个力的作用,三力的合力为零,如果刚开始,小球的初速度较大,其洛伦兹力大于电场力,杆对小球的弹力水平向右,大小F N =F 洛-F 会随着速度的减小而减小,小球的加速度也一直减小;如果刚开始小球的初速度较小,其洛伦兹力小于电场力,杆对小球的弹力水平向左,大小F N =F -F 洛会随着速度的减小而增大,小球的加速度也一直增大,可见,选项A 、C 错误.图X20-33.[2013·安徽省黄山市一模] 回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D 形金属盒,两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两个D 形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图X20-3所示,现用同一回旋加速器分别加速两种同位素,关于高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小,下列说法正确的是( )A .加速质量大的交流电源的周期较大,加速次数少B .加速质量大的交流电源的周期较大,加速次数多C .加速质量大的交流电源的周期较小,加速次数多D .加速质量大的交流电源的周期较小,加速次数少3.A [解析] 对于粒子在匀强磁场中的运动,由R =m vqB可知,随着粒子速度的增大,粒子的运动半径也逐渐增大,设粒子的质量为m ,电荷量为q ,在窄缝间被加速的次数为n ,则由12m v 2=nqU和R =m v qB (其中R 为D 形盒中运动的最大圆周半径)可得,n =qB 2R 22mU ,显然,质量大的加速次数少,获得的动能较小;由T =2πm qB 可知,T 与m q 成正比,故加速质量大的交流电源的周期较大,选项A 正确.22.E2,K3,K4[2013·福建卷] 如图甲,空间存在一范围足够大的垂直于 xOy 平面向外的匀强磁场, 磁感应强度大小为B.让质量为m ,电量为q(q>0)的粒子从坐标原点O 沿 xOy 平面以不同的初速度大小和方向入射到该磁场中.不计重力和粒子间的影响.(1)若粒子以初速度v 1沿 y 轴正向入射,恰好能经过 x 轴上的A (a ,0)点,求v 1的大小; (2)已知一粒子的初速度大小为v (v>v 1) ,为使该粒子能经过A (a ,0) 点,其入射角θ(粒子初速度与x 轴正向的夹角)有几个?并求出对应的 sin θ值;(3)如图乙,若在此空间再加入沿 y 轴正向、大小为E 的匀强电场,一粒子从O 点以初速度v 0沿 y 轴正向发射.研究表明:粒子在 xOy 平面内做周期性运动,且在任一时刻,粒子速度的 x 分量v x 与其所在位置的 y 坐标成正比,比例系数与场强大小E 无关.求该粒子运动过程中的最大速度值v m .22.[解析] (1)带电粒子以速率v 在匀强磁场B 中做匀速圆周运动,半径为R ,有qvB =m v 2R ①当粒子沿y 轴正向入射,转过半个圆周至A 点,该圆周半径为R 1,有:R 1=a2②由②代入①式得v 1=qBa2m(2)如图,O 、A 两点处于同一圆周上,且圆心在x =a2的直线上,半径为R.当给定一个初速率v时,有2个入射角,分别在第1、2象限,有sin θ′=sin θ=a2R④由①④式解得sin θ=aqB2mv⑤(3)粒子在运动过程中仅电场力做功,因而在轨道的最高点处速率最大,用y m 表示其y 坐标,由动能定理,有qEy m =12mv 2m -12mv 20⑥由题知,有v m =ky m ⑦若E =0时,粒子以初速度v 0沿y 轴正向入射,有qv 0B =m v 20R 0⑧由⑥⑦⑧式解得 v m =E B+(EB)2+v 20。
2013~2014学年度第一学期九年级物理期中测试题答案本试题总分为100分,其中卷面分99分,1分为卷面整洁分。
评卷员可根据学生答题卡卷面书写,作图是否认真、规范,卷面整洁情况酌情给分。
一、选择题(每题3分,共21 分):1、A;2、B;3、A;4、B;5、D;6、C;7、B。
二、填空题(每空1分,共21 分)8、A、C,摩擦带电,吸引轻小物质;9、动,动,势;10、省,费,使用任何机械都不能省功;11、12,300,60;12、不会,减小,增大;13、70,比热容,热量(内能);14、0~15,0~3,2.5三、作图题[(1)、(2)小题各2分,(3)3分,共7分]:15、略四、实验题(16题5分,17题6分,18题8分,共19分):(实验题每空1分)16、(1)天平温度计使沙子和水受热均匀(2)①和②(3)不正确.因为傍晚海水也在蒸发,而沙子不蒸发,照此推理应该沙子暖和,海水凉.而这与事实不相符17、(1)静止,二力平衡(2) ①能②右③盘山公路或螺钉等(本小题开放,答案合理均给分)④动滑轮或省力杠杆等(本小题开放,答案合理均给分)18、(1)小灯泡,验电器,电流表;(2)开关断开,电流表正负接线柱接反了, 电流表与另一个小灯泡并联了(或不亮的灯泡短路);(3)校零;(4)电流处处相等。
五、计算题(19题7分,20题6分):19、(1)21m/s(2分);(2)3000N(2分);(3)40%(3分)20、(1)6.3×107J(2分);(2) 2.04×108J(2分);(3)30.9%(2分)六、综合能力题(21题8分,22题10分,共18分):21、⑴ 2、(2分)3(2分);⑵下落的高度、地面材料(2分);球的型号(2分)。
22、(1)略(2分),断开(2分);(2)0.36(2分);(3)0.44(2分);(4)并联电路中,干路中的电流等于各支路中的电流之和(2分)。
2013-2014学年秋季学期期末检测九年级物理试卷考试时间:100分钟;满分:100分注意事项:1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在相关位置上 3.做题时注意看清题目,仔细分析解答 24分)1.下列关于功、内能和热量的描述中正确的是( ) A .物体的温度不变,内能一定不变 B .做功和热传递都能改变物体的内能C .温度高的物体含有的热量比温度低的物体多D .热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递2.下列现象中,能够说明物体的分子在不停地做无规则运动的是( ) A.水从高处向下流 B.教室里灰尘飞扬 C.铁在空气中生锈D.一杯白开水中放一勺糖,不久水变甜了3.从欧姆定律可以导出公式R=U/I ,此公式说明( )A .导体的电阻跟导体两端的电压成正比B .导体的电阻跟导体中的电流成反比。
C .导体的电阻跟电压,电流大小无关。
D .当电压为零时,导体的电阻为零4.如图3所示的电路中,电源电压保持不变。
闭合开关S 后,当滑动变阻器的滑片P 向左移动时,下列判断正确的是( ) A .电流表示数变大,电压表示数变小 B .电流表示数变大,电压表示数变大 C .电流表示数变小,电压表示数变大 D .电流表示数变小,电压表示数变小5.关于电磁现象,下列说法中正确的是( )A .通电线圈在磁场中受力转动的过程中机械能转化为电能B .指南针能指南是由于地磁场对指南针磁极有力的作用C .磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针决定的D .闭合电路的部分导体在磁场中运动时导体中一定产生电流 6.关于家庭电路与安全用电,下列做法中正确的是: A .家庭电路中的接地线可以不接地B .发现家用电器或电线失火时,必须先切断电源后再救火C .保险丝被烧断后,可用铜丝代替保险丝接入电路D .发现有人触电后,应立即用手把触电人拉离电线7.甲、乙两条电阻丝的阻值之比是5∶4,把它们分别接在两个电路中,通过它们的电流之比是2∶1。
2013—2014学年度第一学期高三年级物理试卷.一、单选题(每小题4分,共36分)1.使带电的金属球靠近不带电的验电器, 验电器的箔片张开.下列各图表示验电器上感应电荷的分布情况,正确的是:( )2.某静电场的电场线分布如图所示,图中P 、Q 两点的电场强度的大小分别为E P 和E Q ,电势分别为U P 和U Q ,则( ) A .E P >E Q ,U P >U Q B .E P >E Q ,U P <U Q C .E P <E Q ,U P >U Q D .E P <E Q ,U P <U Q3.点电荷A 和B ,分别带正电和负电,电量分别为4Q 和Q ,在AB 连线上,如图所示,电场强度为零的地方在 ( ) A .A 和B 之间 B .A 右侧C .B 左侧D .A 的右侧及B 的左侧4.如图4所示,实线表示匀强电场的电场线。
一个带负电的粒子以某一速度射入匀强电场,只在电场力作用下,运动的轨迹如图4中的虚线所示,a、b 为轨迹上的两点。
若带电粒子在a 点的电势能为E a ,在b 点的电势能为E b ,则( )A. 场强方向一定向左,且电势能E a >E b图4B. 场强方向一定向左,且电势能E a <E bC. 场强方向一定向右,且电势能E a <E bD. 场强方向一定向右, 且电势能E a >E b5.a 、b 、c 、d 是匀强电场中的四个点,它们正好是一个矩形的四个顶点。
电场线与矩形所 在的平面平行。
已知a 点的电势是20V ,b 点 的电势是24V ,d 点的电势是4V ,如图。
由此 可知,c 点的电势为( )A 、4VB 、8VC 、12VD 、24V6.如图所示,平行板电容器的极板A 与一静电计相接,极板B 接地,若极板B 稍向上移动一点,由观察到的静电计的指针变化,作出平行板电容器的电容变小的结论,其依据是( ) A .两极板间的电压不变,极板上的电量变小; B .两极板间的电压不变,极板上的电量变大; C .极板上的电量几乎不变,两极板间的电压变小; D .极板上的电量几乎不变,两极板间的电压变大7.静电场中有M、N两点,已知M点的电势高于N点的电势,则下面的说法正确的是( )A.M点到N点连线的方向就是电场线的方向B.一个点电荷到M点受的电场力总要大于在N点受的电场力 C.一个点电荷从N点移到M点,它的电势能一定增加 D.一个点电荷从M点移到N点,它的电势能可能增加8.如图8-13所示,质量为m ,带电量为q 的小球,以初速度v 0,从A 点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中,小球通过电场中B 点时,速率v B =2v 0,方向与电场的方向一致,则A ,B 两点的电势差为:( )9.图示为一个内、外半径分别为R 1和R 2的圆环状均匀带电平面,其单位面积带电量为 。
2014学年八年级下学期期末物理水平测试仿真卷审卷人班级姓名(全卷四个大题,含26个小题,共4页.满分100分,考试时间100分钟)注意:g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3一、选择题(请把各小题的正确选项填在下表中.每小题3分,共8小题,24分)1.在如图所示的四位科学家中,以其名字命名功率..单位的是()2.下列对物理量的估测,不符合实际的是()A.中学生正常爬楼时的功率约为100W B.人体的密度约为1.0×103kg/m3 C.把物理课本从地面捡到课桌上做功约为2.5J D.中学生脚的长度约为20m3.下列机械或工具,属于省力杠杆的是()4.下列说法错误的是()A.对于静止在水平桌面上的课本,桌面对它的支持力与它所受的重力是平衡力B.静止的物体不受摩擦力,运动的物体才受摩擦力C.嫦娥二号在轨道飞行时,如果所受的力同时消失,它将做匀速直线运动D.在平直轨道上匀速行驶的火车车厢里,竖直向上跳起的人仍将落回原处5.一未装满橙汁的密闭杯子,先正立放在桌面上(如图A),然后反过来倒立在桌面上(如图B),两次放置橙汁对杯底的压强分别是p A和p B,压力分别是F A和F B则()A.p A>p B,F A>F BB.p A>p B,F A<F BC.p A<p B,F A>FBD.p A<p B,F A<F B6. “辽宁号”舰载飞机飞离..航母后()A.航母将浮起一些,所受浮力减小B.航母将沉下一些,所受浮力增大C.航母将沉下一些,所受浮力减小D.航母始终漂浮,所受浮力不变7.2012年4月30号,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭成功发射两颗北斗导航卫星.卫星加速上升过程中,以下表述正确的是()A.动能不变,重力势能增加B.动能增加,重力势能增加C.动能减小,机械能不变D.动能增加,重力势能减少8.如图所示,用滑轮组提升重物时,重600N的物体A在10s内匀速上升了1m,已知细绳末端的拉力为500N.不计绳重和摩擦,下列正确的是()A.有用功是500JB.绳子自由端移动了3mC.滑轮组的机械效率是60%D.拉力F的功率是50W二、填空题(每空1分,共10小题,20分) 得分9.汽车车轮的外表面上有凹凸不平的花纹,这是为了;某同学用水平推力推停在平A.牛顿B.帕斯卡第1题图C.瓦特D.焦耳第8题图A 第5题图B直公路上的汽车,没能推动,这时推力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)汽车所受的阻力;快速行驶的汽车刹车后,由于惯性,还会继续前进一段距离。
2013-2014学年度下学期教学质量检测(一)九年级物理试卷一.选择题(本题共12小题,单选每题2分,多选题每题3分,共28分。
1-8为单选题,9-12为多选题,漏选得2分,错选得0分)5.夏天,人们喜欢到海边度假.白天,海风拂面,带来丝丝凉意,夜间却不会很凉.而8.小明一家外出旅游时,恰逢供电部门的抄表日,其电能表示数为.游玩回家时发现家中有一盏60W的台灯亮着,检查其他用电器都已切断电源,再查看电能表时,其示数为.则这一次小明家外出的时间约为()列说法正确的是()A.两灯串联时“220V40W”的灯较亮B.两灯并联时“36V40W” 的灯较亮C.正常发光时两盏灯一样亮 D.“36V 40W” 的灯灯丝较细10.标有“2V 1W”字样的小灯泡和标有“20Ω1A”字样的滑动变阻器连接在如图所示的电路中,其中电源电压为6V,电流表的量程为“0~0.6A”,电压表的量程为“0~3V”,二.填空题(每空1分,共26分)13.比较做功的快慢,物理学中我们通常可以采用相同▲比较▲的方法或者是采用相同▲比较▲的方法.14.“掩耳盗铃”是大家非常熟悉的故事,从物理学角度分析盗贼所犯的错误是:既没有阻止声音的▲,又没有阻止声音的▲,只是阻止声音进入自己的耳朵.15.超市里出售的海鲜周围要铺一层碎冰块,这是因为冰块▲时(填物态变化名称),要▲(选填“放”或“吸”)热,所以能起到保鲜的作用.16.如果一束来自远处某点的光经角膜和晶状体折射后所成的像落在视网膜▲(填前或后),这就是近视眼.矫正的方法是戴一副由▲透镜片做的眼镜.17.人站在竖起的穿衣镜前5米处,若人以0.5米/秒的速度向镜移动6秒后,人在镜前___ ▲米处,人与镜中的像距离为▲米,此时像的大小▲.〔选填“变大”、“变小”或“不变”)18.雷电是一种自然的放电现象,它对人和建筑物都有一定的危害作用。
高大建筑物为了防止雷击,通常要安装▲来防雷,打雷时它能将雷电通过导线引入▲而达到防雷的目的。
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专题检测卷(十)带电粒子在组合场、复合场中的运动A组(45分钟100分)一、选择题(本大题共8小题,每小题8分,共64分。
第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求)1.如图所示,从离子源发射出的正离子,经加速电压U加速后进入相互垂直的电场(E方向竖直向上)和磁场(B方向垂直纸面向外)中,发现离子向上偏转。
要使此离子沿直线通过电磁场,需要( )A.增加E,减小BB.增加E,减小UC.适当增加UD.适当减小B2.利用如图所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数n,现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为b,厚为d,并加有与侧面垂直的匀强磁场B,当通以图示方向电流I时,在导体上、下表面间用电压表可测得电压为U。
已知自由电子的电荷量为e,则下列判断正确的是( )A.上表面电势高B.下表面电势高C.该导体单位体积内的自由电子数为IedbD.该导体单位体积内的自由电子数为3.(2013·佛山一模)1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。
若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列相关说法中正确的是( )A.该束带电粒子带负电B.速度选择器的P1极板带负电C.在B2磁场中运动半径越大的粒子,质量越大D.在B2磁场中运动半径越大的粒子,比荷越小4.环型对撞机是研究高能粒子的重要装置,如图所示,比荷相等的正、负离子由静止都经过电压为U的直线加速器加速后,沿圆环切线方向同时注入对撞机的高真空环状空腔内,空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场,磁感应强度大小为B。
正、负离子在环状空腔内只受洛伦兹力作用而沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动,然后在碰撞区迎面相撞,不考虑相对论效应,下列说法正确的是( )A.所加的匀强磁场的方向应垂直圆环平面向外B.若加速电压一定,离子的比荷越大,磁感应强度B越小C.磁感应强度B一定时,比荷相同的离子加速后,质量大的离子动能小D.对于给定的正、负离子,加速电压U越大,离子在环状空腔磁场中的运动时间越长5.(2013·珠海一模)一束几种不同的正离子,垂直射入有正交的匀强磁场和匀强电场区域里,离子束保持原运动方向未发生偏转,接着进入另一匀强磁场,发现这些离子分成几束,如图所示。
高中物理【带电粒子在组合场中的运动】典型题1.(多选)回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D 形金属盒,两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D 形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示,要增大带电粒子射出时的动能,则下列说法中正确的是( )A .增大匀强电场间的加速电压B .增大磁场的磁感应强度C .减小狭缝间的距离D .增大D 形金属盒的半径解析:选BD .回旋加速器利用电场加速和磁场偏转来加速粒子,粒子射出时的轨道半径恰好等于D 形盒的半径,根据q v B =m v 2R 可得,v =qBRm ,因此离开回旋加速器时的动能E k =12m v 2=q 2B 2R 22m 可知,与加速电压无关,与狭缝距离无关,A 、C 错误;磁感应强度越大,D 形盒的半径越大,动能越大,B 、D 正确.2.质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具.图中的铅盒A 中的放射源放出大量的带正电粒子(可认为初速度为零),从狭缝S 1进入电压为U 的加速电场区加速后,再通过狭缝S 2从小孔G 垂直于MN 射入偏转磁场,该偏转磁场是以直线MN 为切线、磁感应强度为B ,方向垂直于纸面向外半径为R 的圆形匀强磁场.现在MN 上的F 点(图中未画出)接收到该粒子,且GF =3R .则该粒子的比荷为(粒子的重力忽略不计)( )A .3UR 2B 2B .4UR 2B 2 C .6U R 2B2D .2UR 2B 2解析:选C .设粒子被加速后获得的速度为v ,由动能定理有:qU =12m v 2,粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径r =3R 3,又Bq v =m v 2r ,可求q m =6UR 2B 2,故C 正确.3.如图所示,在xOy 坐标系的0≤y ≤d 的区域内分布着沿y 轴正方向的匀强电场,在d ≤y ≤2d 的区域内分布着垂直于xOy 平面向里的匀强磁场,MN 为电场和磁场的交界面,ab 为磁场的上边界.现从原点O 处沿x 轴正方向发射出速率为v 0、比荷(电荷量与质量之比)为k 的带正电粒子,粒子运动轨迹恰与ab 相切并返回磁场.已知电场强度E =3v 202kd ,不计粒子重力和粒子间的相互作用.试求:(1)粒子第一次穿过MN 时的速度大小和水平位移的大小; (2)磁场的磁感应强度B 的大小.解析:(1)根据动能定理,得qEd =12m v 2-12m v 20,解得v =2v 0粒子在电场中做类平抛运动,有F =qE ,a =Fm ,d =12at 21,x =v 0t 1 解得t 1=23d 3v 0,x =23d3.(2)粒子运动的轨迹如图所示,设粒子以与x 轴正方向成θ角进入磁场tan θ=v 2-v 20v 0=3,解得θ=60° 根据R +R cos θ=d ,得R =2d 3由牛顿第二定律可得q v B =m v 2R ,解得B =3v 0kd .答案:(1)2v 023d3(2)3v 0kd4.如图所示,虚线MN 为匀强电场和匀强磁场的分界线,匀强电场场强大小为E ,方向竖直向下且与边界MN 成θ=45°角,匀强磁场的磁感应强度为B ,方向垂直纸面向外,在电场中有一点P ,P 点到边界MN 的竖直距离为d .现将一质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子从P 处由静止释放(不计粒子所受重力,电场和磁场范围足够大).求:(1)粒子第一次进入磁场时的速度大小;(2)粒子第一次出磁场处到第二次进磁场处的距离;(3)若粒子第一次进入磁场后的某时刻,磁感应强度大小突然变为B ′,但方向不变,此后粒子恰好被束缚在该磁场中,则B ′的最小值为多少?解析:(1)设粒子第一次进入磁场时的速度大小为v ,由动能定理可得 qEd =12m v 2,解得:v =2qEdm. (2)粒子在电场和磁场中的运动轨迹如图所示,粒子第一次出磁场到第二次进磁场,两点间距为x CA ,由类平抛运动规律:x =v t ,y =12at 2,qE =ma ,由几何知识可得x =y , 解得:t =8mdqE,两点间的距离为:x CA =2v t , 代入数据可得:x CA =42d . (3)由q v B =m v 2R ,v =2qEdm, 联立解得:R =1B2mEdq, 由题意可知,当粒子运动到F 点处改变磁感应强度的大小时,粒子运动的半径有最大值,即B ′最小,粒子的运动轨迹如图中的虚线圆所示.设此后粒子做圆周运动的轨迹半径为r ,则由几何关系可知r =2+24R .又因为r =m vqB ′,所以B ′=m vqr,代入数据可得:B ′=2(2-2)B . 答案:(1)2qEdm(2)42d (3)2(2-2)B 5.(多选)如图所示,在x 轴的上方有沿y 轴负方向的匀强电场,电场强度为E ,在x 轴的下方等腰三角形CDM 区域内有垂直于xOy 平面由内向外的匀强磁场,磁感应强度为B ,其中C 、D 在x 轴上,它们到原点O 的距离均为a ,θ=45°.现将一质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子,从y 轴上的P 点由静止释放,设P 点到O 点的距离为h ,不计重力作用与空气阻力的影响.下列说法正确的是( )A .若h =B 2a 2q2mE ,则粒子垂直CM 射出磁场B .若h =B 2a 2q2mE ,则粒子平行于x 轴射出磁场C .若h =B 2a 2q8mE ,则粒子垂直CM 射出磁场D .若h =B 2a 2q8mE,则粒子平行于x 轴射出磁场解析:选AD .若h =B 2a 2q 2mE ,则在电场中,由动能定理得:qEh =12m v 2;在磁场中,由牛顿第二定律得q v B =m v 2r ,联立解得:r =a ,根据几何知识可知粒子垂直CM 射出磁场,故A 正确,B 错误.若h =B 2a 2q 8mE ,同理可得:r =12a ,则根据几何知识可知粒子平行于x 轴射出磁场,故C 错误,D 正确.6.如图所示,L 1和L 2为平行线,L 1上方和L 2下方都是垂直纸面向里的磁感应强度相同的匀强磁场,A 、B 两点都在L 2线上,带电粒子从A 点以初速度v 与L 2线成θ=30°角斜向上射出,经过偏转后正好过B 点,经过B 点时速度方向也斜向上,不计粒子重力,下列说法中不正确的是( )A .带电粒子一定带正电B .带电粒子经过B 点时的速度一定跟在A 点的速度相同C .若将带电粒子在A 点时的初速度变大(方向不变)它仍能经过B 点D .若将带电粒子在A 点时的初速度方向改为与L 2线成60°角斜向上,它就不再经过B 点解析:选A .画出带电粒子运动的两种可能轨迹,如图所示,对应正、负电荷,故A 错误;带电粒子经过B 点的速度跟在A 点时的速度大小相等、方向相同,故B 正确;根据轨迹,粒子经过边界L 1时入射点到出射点间的距离与经过边界L 2时入射点到出射点间的距离相同,与速度大小无关,所以当初速度变大但保持方向不变,它仍能经过B 点,故C 正确;设L 1与L 2之间的距离为d ,由几何知识得A 到B 的距离为x =2dtan θ,所以,若将带电粒子在A 点时初速度方向改为与L 2线成60°角斜向上,它就不再经过B 点,故D 正确.7.一台质谱仪的工作原理如图所示.大量的甲、乙两种离子飘入电压为U 0的加速电场,其初速度几乎为0,经加速后,通过宽为L 的狭缝MN 沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B 的匀强磁场中,最后打到照相底片上.已知甲、乙两种离子的电荷量均为+q ,质量分别为2m 和m ,图中虚线为经过狭缝左、右边界M 、N 的甲种离子的运动轨迹.不考虑离子间的相互作用.(1)求甲种离子打在底片上的位置到N 点的最小距离x ;(2)在图中用斜线标出磁场中甲种离子经过的区域,并求该区域最窄处的宽度d ; (3)若考虑加速电压有波动,在(U 0-ΔU )到(U 0+ΔU )之间变化,要使甲、乙两种离子在底片上没有重叠,求狭缝宽度L 满足的条件.解析:(1)甲种离子在电场中加速时,有 qU 0=12×2m v 2设甲种离子在磁场中的运动半径为r 1 则有q v B =2m v 2r 1解得r 1=2BmU 0q根据几何关系有x =2r 1-L 解得x =4BmU 0q-L . (2)如图所示.最窄处位于过两虚线交点的垂线上 d =r 1- r 21-⎝⎛⎭⎫L 22解得d =2BmU 0q- 4mU 0qB 2-L 24. (3)设乙种离子在磁场中的运动半径为r 2 r 1的最小半径r 1min =2Bm (U 0-ΔU )q r 2的最大半径r 2max =1B2m (U 0+ΔU )q由题意知2r 1min -2r 2max >L 即4Bm (U 0-ΔU )q -2B2m (U 0+ΔU )q>L 解得L <2Bm q[2(U 0-ΔU )-2(U 0+ΔU )].答案:(1)4BmU 0q-L (2)图见解析 2BmU 0q- 4mU 0qB 2-L 24(3)L <2Bmq []2(U 0-ΔU )-2(U 0+ΔU ) 8.如图所示,在第一象限内,存在垂直于xOy 平面向外的匀强磁场Ⅰ,第二象限内存在水平向右的匀强电场,第三、四象限内存在垂直于xOy 平面向外、磁感应强度大小为B 0的匀强磁场Ⅱ.一质量为m ,电荷量为+q 的粒子,从x 轴上M 点以某一初速度垂直于x 轴进入第四象限,在xOy 平面内,以原点O 为圆心做半径为R 0的圆周运动;随后进入电场运动至y 轴上的N 点,沿与y 轴正方向成45°角离开电场;在磁场Ⅰ中运动一段时间后,再次垂直于x 轴进入第四象限.不计粒子重力.求:(1)带电粒子从M 点进入第四象限时初速度的大小v 0; (2)电场强度的大小E ;(3)磁场Ⅰ的磁感应强度的大小B 1.解析:(1)粒子在第四象限中运动时,洛伦兹力提供向心力,则 q v 0B 0=m v 20R 0解得v 0=qB 0R 0m.(2)由于与y 轴成45°角离开电场,则有v x =v y =v 0粒子在水平方向匀加速,在竖直方向匀速,故在水平方向上 qE =ma v 2x -0=2aR 0解得E =qR 0B 22m.(3)粒子在电场中运动时 水平方向:v x =at ,R 0=12at 2竖直方向:y =v y t 解得y =2R 0过N 点做速度的垂线交x 轴于P 点,P 即为在第一象限做圆周运动的圆心,PN 为半径,因为ON =y =2R 0,∠PNO =45°,所以PN =22R 0.由于洛伦兹力提供向心力,故 q v B 1=m v 2PN其中v 为进入第一象限的速度,大小为v =2v 0 解得B 1=12B 0.答案:(1)qB 0R 0m (2)qR 0B 202m (3)12B 0。
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专题检测卷(八)(45分钟 100分)一、选择题(本大题共7小题,每小题8分,共 56 分。
每小题至少一个选项正确)1.(2012·蚌埠二模)电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备。
电子感应加速器的基本原理如图所示,上下为电磁铁的两个磁极,磁极间有一个环形真空室,磁铁线圈的电流方向如图所示,当线圈中的电流增强时,电子加速运动,则从上往下看( )A.感生电场为顺时针方向,电子做顺时针方向运动B.感生电场为顺时针方向,电子做逆时针方向运动C.感生电场为逆时针方向,电子做逆时针方向运动D.感生电场为逆时针方向,电子做顺时针方向运动2.如图所示,质量为m、电荷量为e的质子以某一初速度从坐标原点O沿x轴正方向进入场区,若场区仅存在平行于y轴向上的匀强电场时,质子通过P(d,d)点时的动能为k 5E ;若场区仅存在垂直于xOy 平面的匀强磁场时,质子也能通过P 点。
不计质子的重力。
设上述匀强电场的电场强度大小为E 、匀强磁场的磁感应强度大小为B ,则下列说法中正确的是( )A.k 3E E ed =B.k 5E E ed =C.B =D.B =3.(2012·安徽高考)如图所示,圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,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Δt 时间从C 点射出磁场,OC 与OB 成60°角。
现将带电粒子的速度变为v 3,仍从A 点沿原方向射入磁场,不计重力,则粒子在磁场中的运动时间变为( )A.1t 2∆ B.2Δt C.1t 3∆ D.3Δt4.如图所示,长为3L 的直导线折成三段做成正三角形,并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中,磁感应强度的大小为B ,当在该导线中通以电流强度为I的电流时,该通电导线受到的安培力大小为( )A.2BIL B.3BILC D.05.(2012·江苏高考)如图所示,MN是磁感应强度为B的匀强磁场的边界。
2013年全国统一高考物理试卷(大纲版)参考答案与试题解析一、选择题:(本大题共8小题,在每小题给出的四个选项中,有的只有一项是符合题目要求,有的有多选项符合题目要求.全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错或不答的得0分)3.(6分)(2014•鼓楼区校级模拟)放射性元素氡()经α衰变成为钋,半衰期为3.8天;但勘测表明,经过漫长的地质年代后,目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素的矿石,其原因是()主要来自于其它放射元素的衰变的含量足够高当衰变产物积累到一定量以后,的增加会减慢.主要存在于地球深处的矿石中,温度和压力改变了它的半衰期)经,半衰期为存在天然的含有放射性元素)的半衰期比较短,目前地壳中仍存在天然的的矿石,主要来自其它放射性元素的衰变.故4.(6分)(2015春•青阳县校级月考)纸面内两个半径均为R的圆相切于O点,两圆形区域内分别存在垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度大小相等、方向相反,且不随时间变化.一长为2R的导体杆OA绕过O点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转,角速度为ω,t=0时,OA恰好位于两圆的公切线上,如图所示.若选取从O指向A的电动势为正,下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图象可能正确的是().D 分析大小变化即可做出选择.5.(6分)(2014秋•浦东新区校级期中)“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星,它在距月球表面高度为200km 的圆形轨道上运行,运行周期为127分钟.已知引力常量G=6.67×10﹣112236.(6分)(2015•上海模拟)将甲乙两小球先后以同样的速度在距地面不同高度处竖直向上抛出,抛出时间间隔2s,它们运动的图象分别如直线甲乙所示.则()×时,甲球相对于抛出点的位移为×的位移为7.(6分)(2014春•鞍山期末)如图所示,一固定斜面倾角为30°,一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动,加速度大小等于重力加速度的大小g.物块上升的最大高度为H,则此过程中,物块的()机械能损失了=maf=f8.(6分)(2014•徐汇区二模)在学校运动场上50m直跑道的两端,分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器.两个扬声器连续发出波长为5m的声波.一同学从该跑道的中点出发,向某一段点缓慢行进10m.在此过程中,他听到扬声器声音由强变弱的次数为二、解答题(共5小题,满分72分)9.(6分)(2015春•吉林校级期末)如图所示,E为直流电源,G为灵敏电流计,A、B为两个圆柱形电极,P是木板,C、D为两个探针,S为开关.现用上述实验器材进行“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验.(1)木板P上有白纸、导电纸和复写纸,最上面的应该是导电纸;(2)用实线代表导线将实验器材正确连接.10.(12分)(2015•资阳模拟)测量小物块Q与平板P之间的动摩擦因数的实验装置如图所示.AB是半径足够大的、光滑的四分之一圆弧轨道,与水平固定放置的P板的上表面BC 在B点相切,C点在水平地面的垂直投影为C′.重力加速度为g.实验步骤如下:①用天平称出物块Q的质量m;②测量出轨道AB的半径R、BC的长度L和CC′的高度h;③将物块Q在A点由静止释放,在物块Q落地处标记其落地点D;④重复步骤③,共做10次;⑤将10个落地点用一个尽量小的圆围住,用米尺测量圆心到C′的距离s.用实验中的测量量表示:(ⅰ)物块Q到达B点时的动能E kB=mgR;(ⅱ)物块Q到达C点时的动能E kC=;(ⅲ)在物块Q从B运动到C的过程中,物块Q克服摩擦力做的功W f=;(ⅳ)物块Q与平板P之间的动摩擦因数μ=.(2)回答下列问题:(ⅰ)实验步骤④⑤的目的是通过多次实验减小实验结果的误差.(ⅱ)已知实验测得μ值比实际值偏大,其原因除了实验中测量的误差之外,其它的可能是圆弧轨道存在摩擦,接缝B处不平滑.(写出一个可能的原因即可)gtmv;mv mvmgL=)))11.(15分)(2015•孝感模拟)一客运列车匀速行驶,其车轮在轨道间的接缝处会产生周期性的撞击.坐在该客车中的某旅客测得从第1次到第16次撞击声之间的时间间隔为10.0s.在相邻的平行车道上有一列货车,当该旅客经过货车车尾时,货车恰好从静止开始以恒定加速度沿客车行进方向运动.该旅客在此后的20.0s内,看到恰好有30节货车车厢被他连续超过.已知每根轨道的长度为25.0m,每节货车车厢的长度为16.0m,货车车厢间距忽略不计.求(1)客车运行的速度大小;(2)货车运行加速度的大小.,12.(19分)(2014秋•滕州市校级期中)一电荷量为q(q>0)、质量为m的带电粒子在匀强电场的作用下,在t=0时由静止开始运动,场强随时间变化的规律如图所示.不计重力,求在t=0到t=T的时间间隔内.(1)粒子位移的大小和方向;(2)粒子沿初始电场反方向运动的时间.、~、~、)所示,其中时的位移为,t=t=内沿初始电场反方向运动,.和方向沿初始电场正方向;~、~、~、则有、=t=13.(20分)如图所示,虚线OL与y轴的夹角为θ=60°,在此角范围内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B.一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子从左侧平行于x轴射入磁场,入射点为M.粒子在磁场中运动的轨道半径为R.粒子离开磁场后的运动轨迹与x轴交于P点(图中未画出),且=R.不计重力.求M点到O点的距离和粒子在磁场中运动的时间.由牛顿第二定律得:,,时,粒子在磁场中运动的时间为时,运动的轨迹如图,则)点的距离)或.。
2013—2014学年下学期九年级第三轮学业水平模拟检测 物理试题卷满分:100分 考试时间:100分钟一、选择题。
(每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,8小题共24分。
) 1.下列说法不正确的是 ( ) A .1标准大气压下水的沸点是100℃ B .我国家庭电路的电压是220VC.15℃时声音在空气中的传播速度是15m/sD.电磁波在真空中的传播速度是3×108 m/s2.关于物态变化说法错误的是: ( ) A.冬天早晨玻璃上冰花的形成是凝固现象 B.衣柜里的樟脑丸,变小,是升华现象C.冰箱里取出的饮料罐会“出汗”,是液化现象D.冰雪消融是熔化现象3.关于图1所示的四幅图的分析,正确的是: ( )A.根据图1(a )装置所示原理可制造电动机B.根据图1(b )装置所示原理可制造发电机C.图1(c )说明电流具有磁效应D.图1(d )中大拇指所指的方向是电流方向4.小丽同学在厨房帮妈妈做饭时,观察到一些物理现象,并用所学的物理知识进行了解释,其中不合理的是 ( ) A 、切菜刀用久了要磨一磨,是为了增大压强B 、抽油烟机能吸走厨房内的油烟是因为抽油烟机内部气体流速快气压小C 、电饭煲的发热体是用超导材料制成的D 、拎油瓶时要用力握住才不易滑落,这是用增大压力的方法增大摩擦5.如图2所示的情景中,人对物体做功的是: ( )图2A.小车在拉力作用下向前运动B.提着水桶在水平路面上匀速前进C.小孩推车,车未动D.踢出去的足球在地面上滚动一段距离6、关于光现象,以下说法正确的是 ( ) A 、雨后彩虹是由光的反射形成的B 、人远离平面镜时,平面镜中的像越来越小C 、红、绿、蓝三种色光合成电视画面的颜色D 、光从空气中射入水中时,传播方向一定会改变7.关于能源、材料,下列说法不正确的是: ( ) A.目前的核电站是利用核裂变释放出来的能量来发电的 B.航空器材采用的是低强度、高密度的合金材料 C.超导材料可用做高压输电线 D.太阳能是一种无污染的新能源8.图3中的电路图和实物图相对应的是 ( )二、填空题.(每空1分,109. 的 。
图(a )图(b ) 图7 图1 2013—2014学年度下学期高二物理期末训练(一)一、选择题(1-9题为单选,10-14题为多选)1.关于物理学史,下列说法中不正确的是 ( )A .电荷量e 的数值最早是由美国物理学家密立根测得的B .法拉第不仅提出了场的的概念,而且直观地描绘了场的清晰图像C .法拉第通过实验研究确认了真空中两点电荷之间相互作用力的规律D .库仑在前人工作的基础上,通过实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的规律2.将一个闭合金属环用丝线悬于O 点,如图1的匀强磁场,而右边没有磁场。
下列的现象能够发生的是( )A .金属环的摆动不会停下来,一直做等幅摆动B .金属环的摆动幅度越来越小,小到某一数值后做等幅摆动C .金属环的摆动会很快停下来D .金属环最后一次向左摆动时,最终停在平衡位置左侧某一点处 3.在图3中,L 为电阻很小的线圈,G1和G2为内阻可不计、零点在表盘中央的电流计。
当开关K 处于闭合状态时,两表的指针皆偏向右方。
那么,当开关K 断开时,将出现( )A .G1和G2的指针都立即回到零点B .G1的指针立即回到零点,而G2的指针缓慢地回到零点C .G1的指针缓慢地回到零点,而G2的指针先立即偏向左方,然后缓慢地回到零点D .G1的指针先立即偏向左方,然后缓慢地回到零点,而G2的指针缓慢地回到零点4.钳形电流表的外形和结构如图7(a )所示。
图(a )中电流表的读数为1.2A 。
图(b )中用同一电缆线绕了3匝,则 ( )A .这种电流表能测直流电流,图(b )的读数为2.4AB .这种电流表能测交流电流,图(b )的读数为0.4AC .这种电流表能测交流电流,图(b )的读数为3.6AD .这种电流表既能测直流电流,又能测交流电流,图(b )的读数为3.6A5.在电场中的某点放入电荷量为q -的试探电荷时,测得该点的电场强度为E ;若在该点放入电荷量为2q +的试探电荷,其它条件不变,此时测得该点的电场强度为 ( )A .大小为2E ,方向和E 相反B .大小为E ,方向和E 相同C .大小为2E ,方向和E 相同D .大小为E ,方向和E 相反6.如图所示,一带负电的粒子,沿着电场线从A 点运动到B 点的过程中,以下说法中正确的是 ( )A .带电粒子的电势能越来越小B .带电粒子的电势能越来越大C .带电粒子受到的静电力一定越来越小D .带电粒子受到的静电力一定越来越大U /V7.通过两定值电阻R 1、R 2的电流I 和其两端电压U 的关系图象分别如图所示,由图可知两电阻的阻值之比12:R R 等于 ( )A .1:3 B.3:1 C .D8.“朝核危机”引起全球瞩目,其焦点就是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆.重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239(Pu 23994),这种钚239可由铀239(U 23992)经过n 次β衰变而产生,则n 为 ( )A .2B .239C .145D .929.氦原子被电离一个核外电子,形成类氢结构的氦离子。
2013-2014上期高二上期12月月考题理科综合·物理第1卷 (选择题共42分)注意事项:答案填在答题卡中第1卷共7题,每题6分。
每题给出的四个选项中,有的只有一个选项、有的有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得O 分。
1.关于静电场,下列说法中正确的是:A .在电场强度为零的区域电势一定处处为零B .两点间的电势差与零电势的选取有关C .负电荷从电势低的点运动到电势高的点,电势能一定减少D .根据公式U= Ed 知,在匀强电场中两点间的距离越大,电势差就越大4.如图所示,带电粒子在匀强磁场中运动时所受洛伦兹力方向垂直纸面向外的是( )2.如图1所示,均匀绕制的螺线管水平放置,在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A ,A 与螺线管垂直,A 导线中的电流方向垂直纸面向里,开关S 闭合,A 受到通电螺线管磁场的作用力的方向是( )A .水平向左B .水平向右C .竖直向下D .竖直向上3.对磁感应强度的定义式IL F B / 的理解,下列说法正确的是( )A .磁感应强度B 跟磁场力F 成正比,跟电流强度I 和导线长度L 的乘积成反比 B .如果通电导体在磁场中某处受到的磁场力F 等于0,则该处的磁感应强度也等于0C .公式表明,磁感应强度B 的方向与通电导体的受力F 的方向相同D .磁感应强度B 是由磁场本身决定的,不随F 、I 及L 的变化而变化5.两根通电的长直导线平行放置,电流分别为I 1和I 2,且I 1>I 2,电流的方向如图3所示,在与导线垂直的平面上有a 、b 、c 、d 四点,其中a 、b 在导线横截面连线的延长线上,c 、d 在导线横截面连线的垂直平分线上,则导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是 ( B ) A .a 点 B .b 点 C .c 点 D .d 点4.处在匀强磁场中的一个电子从A 点垂直磁场方向开始运动,第一次的轨迹如图中1所示,第二次的轨迹如图中2所示,(轨迹1和2在A 点相切),以下说法正确的是( ) A .两次运动的周期不相同 B .两次运动的周期相同 C .两次的初速度方向一定相同 D .两次的初速度大小可能相同5.一带电油滴在匀强电场E 中的运动轨迹如图中虚线所示,电场方向竖直向下。
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专题检测卷(九)(45分钟100分)一、选择题(本题共7 小题。
每小题8分,共56分。
每小题至少一个选项正确)1.在某一空间同时存在相互正交的匀强电场和匀强磁场,匀强电场的方向竖直向上,匀强磁场方向垂直纸面向里,如图所示。
两个带电液滴在此复合场中恰好都能在竖直平面内做匀速圆周运动,则( )A.它们的运动周期一定相等B.它们做圆周运动的方向可能相反C.若它们的速度大小相等,轨道半径就一定相等D.若它们的动能相等,轨道半径就一定相等2.(2012·安庆二模)在粒子加速领域中有开创贡献的物理学家谢家麟获得2011年度国家最高科学技术奖,该奖项被誉为是“中国的诺贝尔奖”。
谢家麟在上世纪80年代参与了北京正、负电子环型对撞机的研究。
环型对撞机是研究高能粒子的重要装置,如图所示,比荷相等的正、负离子由静止都经过电压为U的直线加速器加速后,沿圆环切线方向同时注入对撞机的高真空环状空腔内,空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场,磁感应强度大小为B。
正、负离子在环状空腔内只受洛伦兹力作用而沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动,然后在碰撞区迎面相撞,不考虑相对论效应,下列说法正确的是( )A.所加的匀强磁场的方向应垂直圆环平面向外B.若加速电压一定,离子的比荷q越大,磁感应强度B越小m相同的离子加速后,质量大的离子动能小C.磁感应强度B一定时,比荷qmD.对于给定的正、负离子,加速电压U越大,离子在环状空腔磁场中的运动时间越长3.(2012·池州一模)如图所示,AB极板间存在竖直方向的匀强电场和匀强磁场,一带电粒子在AB间的水平面内做匀速圆周运动。
当滑片P向上移动时,下列说法正确的是( )A.该粒子将做平抛运动B.洛伦兹力将做功C .该粒子的电势能将增加D .该粒子的机械能将增加4.(2012·如皋二模)如图所示为阿尔法磁谱仪的内部结构示意图,它曾由航天飞机携带升空,安装在阿尔法空间站中,用来探测宇宙射线。
现假设一束由两种不同粒子组成的宇宙射线,恰好沿直线OO ′通过正交的电场和磁场区域后进入匀强磁场2B ,形成两条径迹,则下列说法中正确的是( )A .粒子1进入磁场2B 的速度小于粒子2的速度B .粒子1进入磁场2B 的速度等于粒子2的速度C .粒子1的比荷大于粒子2的比荷D .粒子1的比荷小于粒子2的比荷5.(2012·宝鸡二模)如图所示,真空中有一匀强电场和水平面成一定角度斜向上,一个电荷量为6Q 510 C -=-⨯的带电质点固定于电场中的O 点,在a 点有一个质量为 3 m 910kg -=⨯、电荷量为8q 210 C -=⨯的点电荷恰能处于静止,a 与O 在同一水平面上,且相距为r =0.1 m 。
现用绝缘工具将 q 搬到与 a 在同一竖直平面上的 b 点,Oa Ob =且相互垂直,在此过程中外力至少做功为( )A .21.810 J -⨯B .) 3 9110J -⨯C .310 J -D .3910 J -⨯6.(2012·宜春二模)如图所示,1L 和2L 为两条平行的虚线,1L 上方和2L 下方都是范围足够大,且磁感应强度相同的匀强磁场,A 、B 两点都在2L 上。
带电粒子从A 点以初速度0v 与2L 成30°角斜向右上方射出,经过偏转后正好过B 点,经过B 点时速度方向也斜向上,不计重力,下列说法正确的是( )A .若将带电粒子在A 点时的初速度变大(方向不变),它仍能经过B 点B .带电粒子经过B 点时的速度一定跟在A 点时的速度大小相同C .此带电粒子既可以是正电荷,也可以是负电荷D .若将带电粒子在A 点时的初速度方向改为与2L 成60°角斜向右上方,它将不能经过B 点7.如图所示,在第二象限内有水平向右的匀强电场,电场强度为E ,在第一、第四象限内分别存在如图所示的匀强磁场,磁感应强度大小相等。
有一个带电粒子以初速度0v 垂直x 轴,从x 轴上的P 点进入匀强电场,恰好与y 轴成45°角射出电场,再经过一段时间又恰好垂直于x 轴进入下面的磁场。
已知OP 之间的距离为d ,则带电粒子( )A.在电场中运动的时间为02d v B.C.自进入磁场至第二次经过x 轴所用时间为07d 4v π D.自进入电场至在磁场中第二次经过x 轴的时间为0(47)d 2v +π 二、计算题(本题共 3 小题,共 44 分。
需写出规范的解题步骤)8.(2012·马鞍山一模)(16分)如图所示,在地面附近,坐标系xOy 在竖直平面内的空间中存在着沿水平方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B ,在x<0的空间内还有沿x轴负方向的匀强电场,场强大小为E 。
一个带正电的油滴经图中x 轴上的M 点,始终沿着与水平方向成θ=30°角斜向下做匀速直线运动,进入x>0区域。
要使油滴进入x>0的区域后能在竖直平面内做匀速圆周运动,需要在x>0区域加一个匀强电场E ′。
若带电油滴做匀速圆周运动通过x 轴上的N 点,且MO=NO ,g 取210 m /s 。
求:(1)油滴运动速度大小。
(2)在x>0空间内所加电场强度大小和方向。
(3)油滴从x 轴上的M 点开始运动到达N 点所用的时间。
9.(2012·烟台一模)(14分)离子扩束装置由离子加速器、偏转电场和偏转磁场组成。
偏转电场由加了电压的相距为d=0.1 m 的两块水平平行放置的导体板形成,如图甲所示。
大量带负电的相同离子(其重力不计)由静止开始,经加速电场加速后,连续不断地沿平行于导体板的方向从两板正中间射入偏转电场。
当偏转电场两板不带电时,离子通过两板之间的时间为3310s -⨯,当在两板间加如图乙所示的电压时,所有离子均能从两板间通过,然后进入水平宽度有限、竖直宽度足够大、磁感应强度为B=1 T 的匀强磁场中,最后通过匀强磁场打在竖直放置的荧光屏上。
求:(1)离子在刚穿出偏转电场两板之间时的最大侧向位移与最小侧向位移之比为多少?(2)要使侧向位移最大的离子能垂直打在荧光屏上,偏转磁场的水平宽度L 为多大?10.(14分)如图所示,光滑的绝缘平台水平固定,在平台右下方有相互平行的两条边界MN 与PQ ,其竖直距离为h=1.7 m ,两边界间存在匀强电场和磁感应强度为B=0.9 T 且方向垂直纸面向外的匀强磁场,MN 过平台右端,与水平方向夹角θ=37°。
在平台左端放一个可视为质点的A 球,其质量为A m 0.17 kg =,电量为q=+0.1 C ,现给A 球不同的水平速度,使其飞出平台后恰好能做匀速圆周运动。
其中sin37°=0.6,cos37°=0.8,g 取210 m /s 。
(1)求电场强度的大小和方向。
(2)要使A 球在MNQP 区域内的运动时间保持不变,求A 球的速度应满足的条件?(A 球飞出MNQP 区域后不再返回)(3)在平台右端再放一个可视为质点且不带电的绝缘B 球,A 球以A0v 3 m /s=的速度水平向右运动,与B 球碰后两球均能垂直PQ 边界飞出,则碰后A 、B 两球的速度各为多少?答案解析1.【解析】选A 、C 。
两个带电液滴在此复合场中恰好都能在竖直平面内做匀速圆周运动,说明都满足qE=mg ,那么,两个带电液滴的比荷相等,即q g m E =。
磁感应强度相同,带电液滴做圆周运动的周期2m T qBπ=,因此,选项A 正确;两带电液滴的电场力都竖直向上,电性相同,所做的圆周运动的方向必然相同,垂直纸面看都沿逆时针方向,选项B 错误;圆周运动的半径mv r qB=,磁感应强度相同,比荷相同,若速度大小相等,则运动半径相等,故选项C 正确,而选项D 错误。
2.【解析】选B 。
根据图示可知,正离子做逆时针方向的匀速圆周运动,负离子做顺时针方向的匀速圆周运动,磁场方向应垂直圆环平面向里,选项A 错误;离子在加速电场中,21qU mv 2=,在环状空腔中的圆周运动满足2v qvB m r =,则B =,对于比荷相同的正、负离子,加速电压一定,运动半径一定,则离子比荷越大,所需磁场的磁感应强度越小,选项B 正确;离子在磁场中的运动速度为qBr v m=,磁感应强度相同,半径一定,比荷相同,正、负离子做圆周运动的速度相等,质量大的离子,其动能一定大,选项C 错误;离子在环状空腔磁场中的运动时间为T m t 2qBπ==,与加速电压无关,选项D 错误。
3.【解析】选D 。
带电粒子在AB 间的水平面内做匀速圆周运动,必然有竖直方向的电场力与重力平衡,水平面内洛伦兹力提供向心力,当滑片P 向上移动时,接入电路的有效电阻增大,根据闭合电路欧姆定律可知,极板AB 间电压增大,板间场强增大,电场力大于重力,粒子向上加速,电场力做正功,电势能减小,机械能增加,选项C 错误,选项D 正确;粒子速度增大后,只是增加竖直向上的速度,但水平面内圆周运动的速度不变,粒子的运动轨迹是向上的螺旋状曲线,最后打在上极板A 上,选项A 错误;洛伦兹力总是不做功,选项B 错误。
4.【解析】选B 、C 。
两种不同的宇宙射线粒子沿直线通过正交的电场和磁场区域(速度选择器),说明两种粒子的速度大小相等,都是1E v B =,则选项B 正确,而选项A 错误;两种粒子在同一磁场中的运动半径不相等,且21r r >,即121222m m v v q B q B <g g ,因此,粒子1的比荷大于粒子2的比荷,选项C 正确,而选项D 错误。
5.【解析】选D 。
点电荷恰好在a 点静止,在该位置点电荷受力平衡,受力分析图如图所示。
因为带电质点Q 对点电荷的库仑力为 2 2Qq F k 910N r-==⨯,点电荷的重力为2G mg 910 N -==⨯,根据平衡条件知,匀强电场对点电荷的电场力大小为2F 10 N -=电,方向与Oa 成45°角斜向上,与ab 连线垂直,直线ab 与电场线垂直是匀强电场的等势线。
用绝缘工具将 q 搬到与a 在同一竖直平面上的 b 点的过程中,库仑力和电场力都对点电荷不做功,只有重力做了3 W mgr 910J -=-=-⨯的功,因此,在该过程中,外力至少应克服重力做3910 J -⨯的功,选项D 正确,其他选项均错。
6.【解析】选A 、B 、C 。
带电粒子从2L 上的A 点以初速度0v 与2L 成30°角斜向右上方射出后,如果一个周期内刚好通过2L 上的B 点时,其运动轨迹如图所示。
由图可知,粒子到达B 点时的速度与在A 点时的速度相同,选项B 正确;根据运动规律及题目条件可知,A 、B两点间的距离应等于AB d d 2nd L n[(r)(r)]tan tan tan =-++==θθθ(其中d 表示1L 与2L 之间的距离,r 表示粒子做圆周运动的半径),粒子能否通过B 点与粒子的初速度大小及方向无关,故选项A 正确,而选项D 错误;同理,可根据粒子带负电时的运动轨迹,得到AB L 与粒子的速度无关,则粒子带负电时也能通过B 点,选项C 正确。