【优化方案】高三物理专题复习攻略第一部分专题三第七讲知能优化训练新人教版(重庆专用)

用心爱心专心1【优化方案】高三物理专题复习攻略第一部分专题三第七讲知能优化训练新人教版（重庆专用）1．(2011年高考海南卷)关于静电场，下列说法正确的是()A．电势等于零的物体一定不带电B．电场强度为零的点，电势一定为零C．同一电场线上的各点，电势一定相等D．负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加解析：选D.零电势点是人为选择的参考点，所以电势等于零的物体可以带电，也可以不带电，故A错；电场强度和电势是两个不同的物理量，电场强度为零的点，电势不一定为零，B错；沿着电场线方向电势不断降低，故C错；负电荷在电场中受到的电场力的方向与电场线方向相反，故负电荷沿电场线方向移动时，电场力做负功，电势能增加，故D对．2．(2010年高考上海卷)三个点电荷电场的电场线分布如图7－9所示，图中a、b两点处的场强大小分别为Ea、Eb，电势分别为φa、φb，则()图7－9A．Ea＞Eb，φa＞φbB．Ea＜Eb，φa＜φbC．Ea＞Eb，φa＜φbD．Ea＜Eb，φa＞φb解析：选C.由图可以看出a处电场线更密，所以Ea＞Eb，根据对称性，a处的电势应与右侧负电荷附近某一对称点相等，再根据沿电场线方向电势降低可以判定φb＞φa，故C项正确．3.如图7－10所示，在竖直放置的金属板M上放一个放射源C，可向纸面内各个方向射出速率均为v的α粒子，P是与金属板M平行的足够大的荧光屏，到M的距离为d.现在P与金属板M间加上垂直纸面的匀强磁场，调整磁感应强度的大小，恰使沿M板向上射出的α粒子刚好垂直打在荧光屏上．若α粒子的质量为m，电荷量为2e.则()图7－10A．磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B的大小为2mvedB．磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度B的大小为mv2edC．在荧光屏上能观察到的亮斑区的长度为2dD．在荧光屏上能观察到的亮斑区的长度为4d解析：选BC.α粒子带正电，由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外，α粒子的轨用心爱心专心2道半径为d，由2eBv＝mv2d得B＝mv2ed；亮斑区的上边界是沿M板向上射出的α粒子，经1/4圆弧到达的a点；亮斑区的下边界是垂直M板射出的α粒子，经1/4圆弧轨迹与屏相切的b点，如图所示，所以亮斑区的长度为2d.4．(2011年押题卷)环形对撞机是研究高能粒子的重要装置．正、负离子由静止经过电压为U的直线加速器加速后，沿环状空腔切线方向注入对撞机的环状空腔内，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.两种带电粒子将被局限在环状空腔内，沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动，从而在碰撞区迎面相撞，为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动，下列说法正确的是()图7－11A．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷qm越大，磁感应强度B越大B．对于给定的加速电压，带电粒子的比荷qm越大，磁感应强度B越小C．对于给定的带电粒子，加速电压U越大，粒子运动的周期越小D．对于给定的带电粒子，不管加速电压U多大，粒子运动的周期都不变解析：选BC.带电粒子在直线加速器中运动，由动能定理可知qU＝12mv2，带电粒子经直线加速器加速后，沿环状空腔切线方向注入环形空腔里，受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可知Bqv＝mv2R，整理两式可得qm＝2UBR，由此可知，当带电粒子的比荷qm越大，则磁感应强度B越小，故选项A错误，B正确；由于环形空腔的半径R不变，当加速电压U变大时，要维持带电粒子运动半径R不变，则磁感应强度B应变大，由带电粒子在匀强磁场中运动的周期公式T＝2πmqB可知，粒子运动周期T变小，故C正确，D错误．5.(2010年高考大纲全国卷Ⅰ)如图7－12所示，在0≤x≤3a区域内存在与xOy平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B.在t＝0时刻，一位于坐标原点的粒子源在xOy平面内发射出大量同种带电粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向与y轴正方向的夹角分布在0～180°范围内．已知沿y轴正方向发射的粒子在t＝t0时刻刚好从磁场边界上P(3a，a)点离开磁场．求：图7－12用心爱心专心3(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径R及粒子的比荷q/m；(2)此时刻仍在磁场中的粒子的初速度方向与y轴正方向夹角的取值范围；(3)从离子发射到全部粒子离开磁场所用的时间．解析：(1)初速度与y轴正方向平行的粒子在磁场中的运动轨迹如图中的弧所示，其圆心为C.由题给条件可以得出∠OCP＝2π3①此粒子飞出磁场所用的时间为t0＝T3②式中T为粒子做圆周运动的周期．设粒子运动速度的大小为v，半径为R，由几何关系可得R＝23a＝233a③由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有qvB＝mv2R④T＝2πRv⑤联立②③④⑤式，得qm＝2π3Bt0⑥(2)依题意，同一时刻仍在磁场内的粒子到O点距离相同．在t0时刻仍在磁场中的粒子应位于以O点为圆心、OP为半径的弧上，如上图所示．设此时位于P、M、N三点的粒子的初速度分别为vP、vM、vN.由对称性可知vP与OP、vM与OM、vN与ON的夹角均为π/3.设vM、vN与y轴正方向的夹角分别为θM、θN，由几何关系有θM＝π3⑦θN＝2π3⑧对于所有此时仍在磁场中的粒子，其初速度与y轴正方向所成的夹角θ应满足π3≤θ≤2π3.⑨(3)在磁场中飞行时间最长的粒子的运动轨迹应与磁场右边界相切，其轨迹如图所示．由几何关系可知用心爱心专心4⑩由对称性可知⑪从粒子发射到全部粒子飞出磁场所用的时间tm＝2t0.答案：(1)233a2π3Bt0(2)π3≤θ≤2π3(3)2t0温馨提示：巩固复习效果，检验教学成果.请进入“专题针对训练7”，指导学生每课一练，成功提升成绩.