2020年高三物理暑假作业

　　一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分，每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)
　　1.(2019年顺义模拟)如图所示的是电视机显像管及其偏转线圈L，如果发现电视画面幅度比正常时偏大，可能是因为(　　)
　　A.电子枪发射能力减弱，电子数减少
　　B.加速电场电压过低，电子速率偏小
　　C.偏转线圈匝间短路，线圈匝数减少
　　D.偏转线圈电流过小，偏转磁场减弱
　　解析：电子偏转的半径与电子数无关，A错误;根据qvB=知，r=，故v越小，电子在磁场中偏转半径越小，而通过磁场区域时，偏转角越大，B正确;B越小，r越大，偏转角度越小，故C、D错误.
　　答案：B
　　2.“月球勘探者号”空间探测器运用高科技手段对月球进行了近距离勘探，在月球重力分布、磁场分布及元素测定方面取得了新的成果.月球上的磁场极其微弱，通过探测器拍摄电子在月球磁场中的运动轨迹，可分析月球磁场的强弱分布情况，如图所示是探测器通过月球表面①、②、③、④四个位置时，拍摄到的电子运动轨迹照片(尺寸比例相同)，设电子速率相同，且与磁场方向垂直，则可知磁场从强到弱的位置排列正确的是(　　)
　　A.①②③④　　　　　　　　 B.①④②③
　　C.④③②① D.③④②①
　　解析：由图可知带电粒子做圆周运动的半径r1B2>B3>B4，故选项A正确.
　　答案：A
　　3.
　　如图所示，内壁光滑的玻璃管长为L，平放在光滑水平桌面上.玻璃管底部有一质量为m，电荷量为-q的小球，匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度为B.现让玻璃管绕通过开口端的竖直轴O以角速度ω在水平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，则玻璃管底部所受压力大小(　　)
　　A.可能为0 B.等于mLω2
　　C.等于mLω2+qBLω D.等于mLω2-qBLω
　　解析：本题考查受力分析，洛伦兹力方向的判断，圆周运动的向心力.根据左手定则，物体受到的洛伦兹力的方向沿半径向外，由于物体做匀速圆周运动其合外力指向圆心，故玻璃管对小球有指向圆心的压力，FN-qvB=mLω2，v=ωr，所以FN=mLω2+qBLω.本题正确选项为C.
　　答案：C
　　4.
　　如图所示，匀强磁场中有一个电荷量为q的正离子，自a点沿半圆轨道运动，当它运动到b点时，突然吸收了附近若干电子，接着沿另一半圆轨道运动到c点，已知a、b、c在同一直线上，且ac=ab，电子电荷量为e，电子质量可忽略不计，则该离子吸收的电子个数为(　　)
　　A.3q/2e B.q/e
　　C.2q/3e D.q/3e
　　解析：该题考查带电离子在磁场中的运动.离子在磁场中所受洛伦兹力提供向心力，做匀速圆周运动，其半径r=，离子碰上电子后半径变化，r′==，所以q′=，Δq=q，正确答案是D.
　　答案：D
　　5.如图所示，ABC为与匀强磁场垂直的边长为a的等边三角形，磁场垂直纸面向外，比荷为e/m的电子以速度v0从A点沿AB边入射，欲使电子经过BC边，磁感应强度B的取值为(　　)
　　A.B>
　　B.B<
　　C.B<
　　D.B>
　　解析：由题意，如右图所示，电子正好经过C点，此时圆周运动的半径R=/cos 30°=，要想电子从BC边经过，圆周运动的半径要大于，由带电粒子在磁场中运动的公式r=有<，即B<，C正确.
　　答案：C
　　6.
　　如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个电荷量绝对值相同、质量相同的正、负粒子(不计重力)，从O点以相同的速度先后射入磁场中，入射方向与边界成θ角，则正、负粒子在磁场中(　　)
　　A.运动时间相同
　　B.运动轨迹的半径相同
　　C.重新回到边界时速度大小和方向相同
　　D.重新回到边界时与O点的距离相等
　　答案：BCD
　　7.
　　如图所示，在一匀强磁场中有三个带电粒子，其中1和2为质子，3为α粒子的径迹.它们在同一平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，三者轨迹半径r1>r2>r3并相切于P点，设T、v、a、t分别表示它们做圆周运动的周期、线速度、向心加速度以及各自从经过P点算起到第一次通过图中虚线MN所经历的时间，则(　　)
　　A.T1=T2v3
　　C.a1>a2>a3 D.t1
　　解析：各粒子做圆周运动的周期T=，根据粒子的比荷大小可知：T1=T2r2>r3结合r=及粒子比荷关系可知v1>v2>v3，故B错误;粒子运动的向心加速度a=，结合各粒子的比荷关系及v1>v2>v3可得：a1>a2>a3，故C正确;由题图可知，粒子运动到MN时所对应的圆心角的大小关系为θ1<θ2<θ3，而T1=T2，因此t1
　　答案：ACD
　　8.
　　如图所示，一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子，不计重力，在a点以某一初速度水平向左射入磁场区域Ⅰ，沿曲线abcd运动，ab、bc、cd都是半径为R的圆弧.粒子在每段圆弧上运动的时间都为t.规定垂直纸面向外的磁感应强度方向为正，则磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分的磁感应强度B随x变化的关系可能是下图中的(　　)
　　解析：由左手定则可判断出磁感应强度B在磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ内磁场方向分别为向外、向里、向外，在三个区域中均运动圆周，故t=，由于T=，求得B=.只有C选项正确.
　　答案：C
　　9.某空间存在着如图(甲)所示的足够大的，沿水平方向的匀强磁场.在磁场中A、B两个物块叠放在一起，置于光滑绝缘水平地面上，物块A带正电，物块B不带电且表面绝缘.在t1=0时刻，水平恒力F作用在物块B上，使A、B由静止开始做加速度相同的运动.在A、B一起向左运动的过程中，以下说法中正确的是(　　)
　　A.图(乙)可以反映A所受洛伦兹力大小随时间t变化的关系，图中y表示洛伦兹力大小
　　B.图(乙)可以反映A对B的摩擦力大小随时间t变化的关系，图中y表示摩擦力大小
　　C.图(乙)可以反映A对B的压力大小随时间t变化的关系，图中y表示压力大小
　　D.图(乙)可以反映B对地面的压力大小随时间t变化的关系，图中y表示压力大小
　　解析：在恒力F的作用下，A、B一起由静止开始做匀加速运动，则A所受洛伦兹力的大小应由零开始增大;A、B间的摩擦力是静摩擦力，大小为mAa不变;A在竖直方向上受力平衡;N=qvB+mAg，当v由零开始均匀增大时，N由mAg开始均匀增大;A、B整体在竖直方向上受力平衡：F地=qvB+(mA+mB)g，当v由零开始均匀增大时，F地由(mA+mB)g开始均匀增大，故应选C、D.
　　答案：CD
　　10.(2019年高考浙江理综)利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子.图中板MN上方是磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上有两条宽度分别为2d和d的缝，两缝近端相距为L.一群质量为m、电荷量为q，具有不同速度的粒子从宽度为2d的缝垂直于板MN进入磁场，对于能够从宽度为d的缝射出的粒子，下列说法正确的是(　　)
　　A.粒子带正电
　　B.射出粒子的最大速度为
　　C.保持d和L不变，增大B，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大
　　D.保持d和B不变，增大L，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大
　　解析：利用左手定则可判定只有负电荷进入磁场时才向右偏，故选项A错误.利用qvB=知r=，能射出的粒子满足≤r≤，因此对应射出粒子的最大速度vmax==，选项B正确.vmin==，Δv=vmax-vmin=，由此式可判定选项C正确、选项D错误.
　　答案：BC
　　二、非选择题(本题共2小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)
　　11.(15分)(2019年
　　临沂模拟)在以坐标原点O为圆心，半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示.一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速度v沿-x方向射入磁场，它恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿+y方向飞出.
　　(1)请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷;
　　(2)若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为B′，该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角，求磁感应强度B′多大?此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少?
　　解析：(1)由粒子的运行轨迹，利用左手定则可知，该粒子带负电荷.
　　粒子由A点射入，由C点飞出，其速度方向改变了90°，则粒子轨迹半径R=r①
　　又qvB=m②
　　则粒子的比荷=.③
　　(2)粒子从D点飞出磁场速度方向改变了60°角，故AD弧所对圆心角为60°，粒子做圆周运动的半径
　　R′=rcot 30°=r④
　　又R′=⑤
　　所以B′=B⑥
　　粒子在磁场中运行时间
　　t=T=×=.⑦
　　答案：(1)负电荷　　(2)B
　　12.(15分)如图所示，一根水平
　　光滑的绝缘直槽轨连接一个竖直放置的半径为R=0.50 m的绝缘光滑槽轨.槽轨处在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度B=0.50 T.有一个质量m=0.10 g，带电荷量为q=+1.6×10-3 C的小球在水平轨道上向右运动.若小球恰好能通过最高点，重力加速度g=10 m/s2.
　　试求：
　　(1)小球在最高点所受的洛伦兹力f;
　　(2)小球的初速度v0.
　　解析：(1)设小球在最高点的速度为v，则小球在最高点所受洛伦兹力
　　f=qvB　方向竖直向上;①
　　由于小球恰好能通过最高点，故小球在最高点由洛伦兹力和重力的合力提供向心力，即
　　mg-f=②
　　将①代入②式求解可得v=1 m/s，f=8×10-4 N.
　　(2)由于无摩擦力，且洛伦兹力不做功，所以小球在运动过程中机械能守恒，由机械能守恒定律可得
　　mv=mgh+mv2③
　　其中h=2R④
　　求解可得v0= m/s.
　　答案：(1)8×10-4 N　(2) m/s