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1、選擇題提速練7
時(shí)間:45分鐘
1~5單選,6~8多選
1.(2019·全國卷Ⅲ)楞次定律是下列哪個(gè)定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體體現(xiàn)( D )
A.電阻定律 B.庫侖定律
C.歐姆定律 D.能量守恒定律
解析:楞次定律中的“阻礙”作用,是能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體體現(xiàn),在克服這種“阻礙”的過程中,其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能,選項(xiàng)D正確.
2.在地面附近,存在著一個(gè)有界電場(chǎng),邊界MN將空間分成左、右兩個(gè)區(qū)域,在右區(qū)域中有水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),在右區(qū)域中離邊界MN某一位置的水平地面上由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m的帶電滑塊(滑塊的電荷量始終不變),如圖甲所示,滑塊運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖
2、乙所示,不計(jì)空氣阻力,則( C )
A.滑塊在MN右邊區(qū)域運(yùn)動(dòng)的位移大小與在MN左邊區(qū)域運(yùn)動(dòng)的位移大小相等
B.在t=5 s時(shí),滑塊經(jīng)過邊界MN
C.滑塊受到的滑動(dòng)摩擦力與電場(chǎng)力之比為25
D.在滑塊運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中,滑動(dòng)摩擦力做的功小于電場(chǎng)力做的功
解析:根據(jù)題中速度圖線與橫軸所圍的面積表示位移可知,滑塊在MN右邊區(qū)域運(yùn)動(dòng)的位移大小與在MN左邊區(qū)域運(yùn)動(dòng)的位移大小不相等,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.根據(jù)題圖乙所示速度圖象可知,t=2 s時(shí)滑塊越過分界線MN,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.根據(jù)題中速度圖象斜率表示加速度可知,在0~2 s時(shí)間內(nèi),滑塊加速度大小可表示為a1=,在2~5 s時(shí)間內(nèi),滑塊加速度大小可表示
3、為a2=,設(shè)電場(chǎng)力為F,運(yùn)動(dòng)過程中所受摩擦力為f,對(duì)滑塊在MN分界線右側(cè)的運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律,F(xiàn)-f=ma1,對(duì)滑塊在MN分界線左側(cè)的運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律,f=ma2,聯(lián)立解得:fF=25,選項(xiàng)C正確.在滑塊運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中,滑動(dòng)摩擦力做的功可表示為Wf=f·2.5v0,電場(chǎng)力做的功可表示為WF=F·v0=2.5f·v0,二者做功相等,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
3.AB板間存在豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),現(xiàn)沿垂直電場(chǎng)線方向射入三種比荷相同的帶電微粒(不計(jì)重力),a、b和c的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,其中b和c是從同一點(diǎn)射入的,不計(jì)空氣阻力,則可知粒子運(yùn)動(dòng)的全過程( B )
A.運(yùn)動(dòng)加速度:aa>ab>a
4、c
B.飛行時(shí)間:tb=tc>ta
C.水平速度:va>vb=vc
D.電勢(shì)能的減少量:ΔEc=ΔEb>ΔEa
解析:根據(jù)牛頓第二定律得,微粒的加速度為a=,據(jù)題相同,E相同,所以aa=ab=ac,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;三個(gè)帶電微粒在豎直方向都做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),由y=at2得t=,由圖有yb=y(tǒng)c>ya,則tb=tc>ta,選項(xiàng)B正確;三個(gè)帶電微粒水平方向都做勻速直線運(yùn)動(dòng),由x=v0t得v0=,由圖知xa>xb>xc,又tb=tc>ta,則
va>vb>vc,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;電場(chǎng)力做功為W=qEy,由于三個(gè)微粒的電荷量關(guān)系不能確定,所以不能確定電場(chǎng)力做功的大小,也就不能確定電勢(shì)能減少量
5、的大小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
4.如圖所示,處于真空中的勻強(qiáng)電場(chǎng)水平向右,有一質(zhì)量為m、帶電荷量為-q的小球從P點(diǎn)以大小為v0的初速度水平向右拋出,經(jīng)過t時(shí)間到達(dá)Q點(diǎn)(圖中未畫出)時(shí)的速度仍為v0,則小球由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的過程中,下列判斷正確的是( C )
A.Q點(diǎn)在P點(diǎn)正下方
B.小球電勢(shì)能減少
C.小球重力勢(shì)能減少量等于mg2t2
D.Q點(diǎn)應(yīng)位于P點(diǎn)所在豎直線的左側(cè)
解析:從P到Q點(diǎn),根據(jù)動(dòng)能定理可知mgh+W電=mv-mv=0,因重力做正功,則電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加,則Q點(diǎn)應(yīng)該在P點(diǎn)的右下方,選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤;小球在豎直方向下落的高度h=
gt2,則小球重力勢(shì)能減少量ΔEp
6、=mgh=mg2t2,選項(xiàng)C正確.
5.如圖所示,由Oa、Ob、Oc三個(gè)鋁制薄板互成120°角均勻分開的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,其磁感應(yīng)強(qiáng)度分別用B1、B2、B3表示.現(xiàn)有帶電粒子自a點(diǎn)垂直O(jiān)a板沿逆時(shí)針方向射入磁場(chǎng)中,帶電粒子完成一周運(yùn)動(dòng),假設(shè)帶電粒子穿過鋁質(zhì)薄板過程中電荷量不變,在三個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為135,軌跡恰好是一個(gè)以O(shè)為圓心的圓,不計(jì)粒子重力,則( C )
A.磁感應(yīng)強(qiáng)度B1B2B3=135
B.磁感應(yīng)強(qiáng)度B1B2B3=531
C.其在b、c處穿越鋁板所損失的動(dòng)能之比為252
D.其在b、c處穿越鋁板所損失的動(dòng)能之比為275
7、
解析:帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t=T,在各個(gè)區(qū)域的圓心角均為θ=,根據(jù)洛倫茲力提供向心力得qvB=m,解得粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期T==,則t=,解得B=,又因?yàn)閙、q均為定值,所以三個(gè)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度之比為B1B2B3=1553,故A、B錯(cuò)誤;三個(gè)區(qū)域的磁場(chǎng)半徑為r=,又因?yàn)閯?dòng)能Ek=mv2,聯(lián)立解得Ek=,因?yàn)閝、m和r均相同,故三個(gè)區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能之比為Ek1Ek2Ek3=BBB=225259,設(shè)比例中的每一份為k,則在b處穿越鋁板所損失的動(dòng)能為ΔEk1=225k-25k=200k,在c處穿越鋁板所損失的動(dòng)能為ΔEk2=25k-9k=16k,在b、c處穿越鋁板所損
8、失的動(dòng)能之比為ΔEk1ΔEk2=252,故C正確,D錯(cuò)誤.
6.質(zhì)量為m、帶電量為+q的小金屬塊A以初速度v0從光滑絕緣水平高臺(tái)上飛出.已知在足夠高的高臺(tái)邊緣右面空間中存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小E=.則( BD )
A.金屬塊不一定會(huì)與高臺(tái)邊緣相碰
B.金屬塊一定會(huì)與高臺(tái)邊緣相碰,相碰前金屬塊在做勻變速運(yùn)動(dòng)
C.金屬塊運(yùn)動(dòng)過程中距高臺(tái)邊緣的最大水平距離為
D.金屬塊運(yùn)動(dòng)過程的最小速度為
解析:電場(chǎng)力F=qE=3mg,方向向左,小金屬塊豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),水平方向先向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng),然后向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng),一定會(huì)與高臺(tái)邊緣相碰,故A錯(cuò)誤,B正確;小金屬塊水平
9、方向先向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小為3g,根據(jù)速度位移關(guān)系公式得xm==,故C錯(cuò)誤;小金屬塊水平方向向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng),vx=v0-3gt,豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),vy=gt,合速度v==,當(dāng)t=時(shí),vmin=,故D正確.
7.如圖所示,開始靜止的帶電粒子帶電荷量為+q,質(zhì)量為m(不計(jì)重力),從點(diǎn)P經(jīng)電場(chǎng)加速后,從小孔Q進(jìn)入右側(cè)的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域(PQ的連線經(jīng)過AD邊、BC邊的中點(diǎn)),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面向外,若帶電粒子只能從CD邊射出,則( AD )
A.兩板間電壓的最大值Umax=
B.兩板間電壓的最小值Umin=
C.能夠從CD邊射出的粒子
10、在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間tmin=
D.能夠從CD邊射出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間tmax=
解析:粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,粒子打在C點(diǎn)的半徑最大,粒子打在D點(diǎn)時(shí)軌道半徑最小,由幾何知識(shí)得r=L2+(r最大-L)2,解得r最大=L,r最?。絃,粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律得qvB=m,解得v最大=,v最小=,粒子在電場(chǎng)中加速,由動(dòng)能定理得qU=mv2-0,解得Umax=,Umin=,故A正確,B錯(cuò)誤;粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T=,打在C點(diǎn)的粒子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過的圓心角最小,最小圓心角α=arcsin=53°,能夠從CD邊射出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間tmi
11、n=T=,故C錯(cuò)誤;打在D點(diǎn)的粒子轉(zhuǎn)過的圓心角為180°,能夠從CD邊射出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間tmax=T=,故D正確.
8.如圖所示為質(zhì)譜儀的工作原理圖,初速度忽略不計(jì)的帶電粒子進(jìn)入加速電場(chǎng),經(jīng)加速電場(chǎng)加速后進(jìn)入速度選擇器,在速度選擇器中直線運(yùn)動(dòng)后通過平板S的狹縫P進(jìn)入平板S下方的偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的方向垂直于紙面,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,粒子最終打在膠片A1A2上,粒子打在膠片上的位置離P點(diǎn)距離為L(zhǎng),加速電場(chǎng)兩板間的電壓為U,速度選擇器兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,不計(jì)粒子的重力,則下列判斷正確的是( CD )
A.速度選擇器兩板間磁場(chǎng)的方向垂直于紙面向里
B.平板S下面的偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里
C.粒子經(jīng)加速電場(chǎng)加速后獲得的速度大小為
D.速度選擇器兩板間磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為
解析:粒子經(jīng)加速電場(chǎng)加速,根據(jù)加速電場(chǎng)可知,粒子帶正電,要使粒子沿直線運(yùn)動(dòng),粒子在速度選擇器中受到的電場(chǎng)力與洛倫茲力應(yīng)大小相等,由此可以判斷出速度選擇器中磁場(chǎng)的方向垂直于紙面向外,故A錯(cuò)誤;粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后向左偏轉(zhuǎn),根據(jù)左手定則可知,偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向垂直于紙面向外,故B錯(cuò)誤;粒子經(jīng)加速電場(chǎng)加速,由動(dòng)能定理得qU=mv2,在速度選擇器中有qE=qvB1,粒子在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,則有qvB=m,聯(lián)立解得v=,B1=,故C、D正確.