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暑假:高二物理暑假作业习题精炼

来源:101教育网整理 2015-07-22 字体大小: 分享到:

暑假:高二物理暑假作业习题精炼

暑假里是学生提升自己成绩的关键时间,学生们可以在这个时间里进行充电,下面是高二物理暑假作业习题精炼,以供大家参考练习。

一、选择题

1.如图所示,MN是纸面内的一条直线,其所在空间充满与纸面平行的匀强电场或与纸面垂直的匀强磁场(场区都足够大),现有一重力不计的带电粒子从MN上的O点以水平初速度v0射入场区,下列有关判断正确的是 (  )

A.如果粒子回到MN上时速度增大,则空间存在的一定是电场

B.如果粒子回到MN上时速度大小不变,则该空间存在的一定是电场

C.若只改变粒子的速度大小,发现粒子再回到MN上时与其所成夹角不变,则该空间存在的一定是磁场

D.若只改变粒子的速度大小,发现粒子再回到MN所用的时间不变,则该空间存在的一定是磁场

[答案] AD

[解析] 洛伦兹力对带电粒子不做功,不能使粒子速度增大,电场力可使带电粒子做功,动能增大,故A项正确.若带电粒子以与电场线平行的速度v0射入,粒子返回速率不变,故B、C项错.由T=知,粒子在磁场中运动的时间与速率无关,故D项正确.

2.(2010·湖南省师大附中月考)一带电粒子以初速度v0沿垂直于电场线和磁感线的方向,先后穿过宽度相同且紧邻在一起的有明显边界的匀强电场(场强为E)和匀强磁场(磁感应强度为B),如图甲所示.电场和磁场对粒子做功为W1,粒子穿出磁场时的速度为v1;若把电场和磁场正交叠加,如图乙所示,该粒子仍以初速度v0穿过叠加场区,电场和磁场对粒子做功为W2,粒子穿出场区时的速度为v2,比较W1和W2、v1和v2的大小(v0W2,v1>v2    B.W1=W2,v1=v2

C.W1v2

[答案] A

[解析] 由于v0洛伦兹力,则第一种情况下,粒子沿电场方向的位移较大,电场力做功较多,出射速度较大,A对.

3.如图甲所示为一个质量为m、带电荷量为+q的圆环,可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动,细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中.现给圆环向右的初速度v0,在以后的运动过程中,圆环运动的速度—时间图象可能是图乙中的 (  )

[答案] AD

[解析] 由左手定则可判断洛伦兹力方向向上,圆环受到竖直向下的重力、垂直细杆的弹力及向左的摩擦力,当洛伦兹力初始时刻小于重力时,弹力方向竖直向上,圆环向右减速运动,随着速度减小,洛伦兹力减小,弹力越来越大,摩擦力越来越大,故做加速度增大的减速运动,直到速度为零而处于静止状态,选项中没有对应图象;当洛伦兹力初始时刻等于重力时,弹力为零,摩擦力为零,故圆环做匀速直线运动,A正确;当洛伦兹力初始时刻大于重力时,弹力方向竖直向下,圆环做减速运动,速度减小,洛伦兹力减小,弹力减小,当弹力减小到零的过程中,摩擦力逐渐减小到零,做加速度逐渐减小的减速运动,摩擦力为零时,开始做匀速直线运动,D正确.

4.设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,如图所示,已知一离子在静电力和洛伦兹力的作用下,从静止开始自A点沿曲线ACB运动,到达B点时速度为零,C点是运动的最低点,忽略重力,下述说法中错误的是 (  )

A.该离子必带正电荷

B.A点和B点位于同一高度

C.离子在C点时速度最大

D.离子到达B点后,将沿原曲线返回A点

[答案] D

[解析] 由离子从静止开始运动的方向可知离子带正电,因洛伦兹力不做功,只有静电力做功,由能量守恒或动能定理可知B、C正确,到达B后,将重复ACB过程,向右运动.

5.在某地上空同时存在着匀强的电场与磁场,一质量为m的带正电小球,在该区域内沿水平方向向右做直线运动,如图所示,关于场的分布情况不可能的是 (  )

A.该处电场方向和磁场方向重合

B.电场竖直向上,磁场垂直纸面向里

C.电场斜向里侧上方,磁场斜向外侧上方,均与v垂直

D.电场水平向右,磁场垂直纸面向里

[答案] D

[解析] 带电小球在复合场中运动一定受重力和电场力,是否受洛伦兹力需具体分析.A选项中若电场、磁场方向与速度方向垂直,则洛伦兹力与电场力垂直,如果与重力的合力为0就会做直线运动.B选项中电场力、洛伦兹力都向上,若与重力合力为0,也会做直线运动.C选项中电场力斜向里侧上方,洛伦兹力向外侧下方,若与重力的合力为0,就会做直线运动.D选项三个力不可能为0,因此选项A、B、C正确,D错误.

6.(2009·江苏省姜堰中学、淮阴中学、如皋中学、前黄中学模拟)如图所示,一粒子源位于一边长为a的正三角形ABC的中点O处,可以在三角形所在的平面内向各个方向发射出速度大小为v、质量为m、电荷量为q的带电粒子,整个三角形位于垂直于△ABC的匀强磁场中,若使任意方向射出的带电粒子均不能射出三角形区域,则磁感应强度的最小值为

(  )

A. B.

C. D.

[答案] D

[解析] 如图所示带电粒子不能射出三角形区域的最小半径是r=·tan30°=a,由qvB=m得,最小的磁感应强度是B=.

7.如图所示,带电粒子以速度v0从a点进入匀强磁场,运动中经过b点,Oa=Ob,若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场,仍以v0从a点进入电场,粒子仍能通过b点,那么电场强度E与磁感应强度B之比为 (  )

A.v0 B.

C.2v0 D.

[答案] C

[解析] 设Oa=Ob=d,因为带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,所以圆周运动的半径正好等于d,即r==d,得到B=.如果换成匀强电场,水平方向以v0做匀速直线运动,竖直沿y轴负方向做匀加速运动,即d=××2,得到E=,所以=2v0,选项C正确.

8.(2009·皖南八校二模)如图所示,用一块金属板折成横截面为“”形的金属槽放置在磁感应强度为B的匀强磁场中,并以速率v1向右匀速运动,从槽口右侧射入的带电微粒的速率是v2,如果微粒进入槽后恰能做匀速圆周运动,则微粒做匀速圆周运动的轨道半径r和周期T分别为 (  )

A., B.,

C., D.,

[答案] B

[解析] 金属板折成“”形的金属槽放在磁感应强度为B的匀强磁场中,并以速率v1向右匀速运动时,左板将切割磁感线,上、下两板间产生电势差,由右手定则可判断出上板为正,下板为负,E===Bv1,微粒做匀速圆周运动,重力等于电场力,方向相反,故有m==,向心力由洛伦兹力提供,所以qv2B=m,得r==,周期T==,故B项正确.

二、非选择题

9.某空间区域存在匀强电场和匀强磁场,匀强电场的电场强度为0.5N/C,一带电量为q=+10-3C,质量为m=3×10-5kg的油滴从高5m处落入该区域后,恰好做匀速直线运动(忽略空气阻力的作用),求匀强磁场的磁感应强度的最小值.(重力加速度g=10m/s2)

[答案] 4×10-2T

[解析] 带电油滴进入电场和磁场区域后做匀速直线运动,所以油滴处于受力平衡状态,油滴受力如右图所示.由于进入场区时速度竖直向下,所以磁场力F洛一定在水平方向上,与重力垂直,所以电场力F在水平方向的分力等于磁场力F洛,在竖直方向的分力等于重力G.

F=qE=0.5×10-3N=5×10-4N①

mg=3×10-4N②

设F与竖直方向的夹角为θ,竖直方向上有:

mg=Fcosθ③

水平方向上有:F洛=Fsinθ④

①②③④式可得:F洛=4×10-4N

设油滴下落到场区时的速度为v,v==10m/s

当速度与磁场垂直时,粒子所受的洛伦兹力最大.所以,当磁场与速度垂直时,磁场的磁感应强度最小,设磁感应强度的最小值为B.

F洛=qvB,B==T=4×10-2T

10.2008年9月25日中国“神舟七号”宇宙飞船顺利升空,9月27日,中国宇航员首次实现太空出舱.下一步我国将于2015年发射空间站,设该空间站体积很大,宇航员可以在里面进行多项体育活动,一宇航员在站内玩垒球(万有引力可以忽略不计),上半侧为匀强电场,下半侧为匀强磁场,中间为分界面,电场与分界面垂直,磁场垂直纸面向里,电场强度为E=100V/m,宇航员位于电场一侧距分界面为h=3m的P点,PO垂直于分界面,D位于O点右侧,垒球质量为m=0.1kg,带电量为q=-0.05C,该宇航员从P点以初速度v0=10m/s平行于界面投出垒球,要使垒球第一次通过界面就击中D点,且能回到P点.求:

(1)OD之间的距离d.

(2)垒球从抛出第一次回到P点的时间t.(计算结果保留三位有效数字)

[答案] (1)3.46m (2)1.53s

[解析] (1)设垒球在电场中运动的加速度为a,时间为t1,有:

qE=ma

h=at

d=v0t1

代入数据得:a=50m/s2,t1=s,

d=2m=3.46m

(2)垒球进入磁场时与分界面夹角为θ

tanθ==

θ=60°

进入磁场时的速度为

v==20m/s

设垒球在磁场中做匀速圆周运动的半径为R

由几何关系得:

R==4m

又由R=,得B==10T

球在磁场中运动时间为:

t2=T

T=,故t2=s

运动总时间为:

t=2t1+t2=1.53s

11.如图甲所示,竖直面MN的左侧空间存在竖直向上的匀强电场(上、下及左侧无边界).一个质量为m、电荷量为q的可视为质点的带正电的小球,以大小为v0的速度垂直于竖直面MN向右做直线运动.小球在t=0时刻通过电场中的P点,为使小球能在以后的运动中竖直向下通过D点(P、D间距为L,且它们的连线垂直于竖直平面MN,D到竖直面MN的距离DQ等于L/π),经过研究,可以在电场所在的空间叠加如图乙所示的随时间周期性变化的、垂直于纸面向里的磁场.(g=10m/s2),求:

(1)场强E的大小;

(2)如果磁感应强度B0为已知量,试推出满足条件t1的表达式;

(3)进一步的研究表明,竖直向下的通过D点的小球将做周期性运动.则当小球运动的周期最大时,求出磁感应强度B0及运动的最大周期T的大小,并在图中定性地画出小球运动一个周期的轨迹.(只需要画出一种可能的情况)

[答案] (1)mg/q (2)+ (3)  轨迹见解析图乙

[解析] (1)小球进入电场,做匀速直线运动时

Eq=mg,①

E=mg/q.②

(2)在t1时刻加磁场,小球在时间t0内做匀速圆周运动(如图甲所示),设圆周运动的周期为T0,半径为R0.

竖直向下通过D点,则t0=3T0/4,③

B0qv0=m④

PF-PD=R即v0t1-L=R,⑤

将③④代入⑤式解得t1=+.

(3)小球运动的速率始终不变,当R变大时,T0也增加,小球在电场中的运动周期T也增加

在小球不飞出电场的情况下,当T0最大时,有:

DQ=2R,即=,⑥

T0==,⑦

结合⑥⑦式是B0=,

T0=.

结合轨迹图可知,小球在电场中运动的最大周期T=4×(+t0).

结合上式解得T=.

所以小球在电场中运动一个周期的轨迹如图乙所示.

12.如图甲所示,水平地面上有一辆固定有竖直光滑绝缘管的小车,管的底部有一质量m=0.2g、电荷量q=8×10-5C的小球,小球的直径比管的内径略小.在管口所在水平面MN的下方存在着垂直纸面向里、磁感应强度B1=15T的匀强磁场,MN面的上方还存在着竖直向上、场强E=25V/m的匀强电场和垂直纸面向外、磁感应强度B2=5T的匀强磁场.现让小车始终保持v=2m/s的速度匀速向右运动,以带电小球刚经过场的边界PQ为计时的起点,测得小球对管侧壁的弹力FN随高度h变化的关系如图乙所示.g取10m/s2,不计空气阻力,求:

(1)小球刚进入磁场B1时的加速度大小a;

(2)绝缘管的长度L;

(3)小球离开管后再次经过水平面MN时距管口的距离Δx.

[答案] (1)2m/s2 (2)1m (3)m

[解析] (1)以小球为研究对象,竖直方向小球受重力和恒定的洛伦兹力f1,故小球在管中竖直方向做匀加速直线运动,加速度设为a,设a===2m/s2.

(2)当小球运动到管口时,FN=2.4×10-3N,

设v1为小球竖直分速度,由FN=qv1B1,则v1==2m/s,

由v=2aL得L==1m.

(3)小球离开管口进入复合场,其中qE=2×10-3N,mg=2×10-3N.

故电场力与重力平衡,小球在复合场中做匀速圆周运动,合速度v′=2m/s,

与MN成45°角,设轨道半径为R,

qB2v′=m,R==m.

从小球离开管口开始计时,到再次经过MN所通过的水平距离x1=R=2m.

对应时间t=T==s.

小车运动距离为x2,x2=vt=m.

此时,小球距离管口的距离是Δx=x1-x2=m.

以上是高二物理暑假作业习题精炼,希望对大家有所帮助。

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标签: 高二 物理 电量 电势差 高二物理 (责任编辑:101教育小编)

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