2023年高三物理暑假作業(通用2篇)
2023年高三物理暑假作業 篇1
一、選擇題(本題共10小題,每小題7分,共70分,每小題至少有一個選項正確,把正確選項前的字母填在題后的括號內)
1.(XX年順義模擬)如圖所示的是電視機顯像管及其偏轉線圈l,如果發現電視畫面幅度比正常時偏大,可能是因為( )
a.電子槍發射能力減弱,電子數減少
b.加速電場電壓過低,電子速率偏小
c.偏轉線圈匝間短路,線圈匝數減少
d.偏轉線圈電流過小,偏轉磁場減弱
解析:電子偏轉的半徑與電子數無關,a錯誤;根據qvb=知,r=,故v越小,電子在磁場中偏轉半徑越小,而通過磁場區域時,偏轉角越大,b正確;b越小,r越大,偏轉角度越小,故c、d錯誤.
答案:b
2.“月球勘探者號”空間探測器運用高科技手段對月球進行了近距離勘探,在月球重力分布、磁場分布及元素測定方面取得了新的成果.月球上的磁場極其微弱,通過探測器拍攝電子在月球磁場中的運動軌跡,可分析月球磁場的強弱分布情況,如圖所示是探測器通過月球表面①、②、③、④四個位置時,拍攝到的電子運動軌跡照片(尺寸比例相同),設電子速率相同,且與磁場方向垂直,則可知磁場從強到弱的位置排列正確的是( )
a.①②③④ b.①④②③
c.④③②① d.③④②①
解析:由圖可知帶電粒子做圓周運動的半徑r1b2>b3>b4,故選項a正確.
答案:a
3.
如圖所示,內壁光滑的玻璃管長為l,平放在光滑水平桌面上.玻璃管底部有一質量為m,電荷量為-q的小球,勻強磁場方向豎直向下,磁感應強度為b.現讓玻璃管繞通過開口端的豎直軸o以角速度ω在水平面內沿逆時針方向做勻速圓周運動,則玻璃管底部所受壓力大小( )
a.可能為0 b.等于mlω2
c.等于mlω2+qblω d.等于mlω2-qblω
解析:本題考查受力分析,洛倫茲力方向的判斷,圓周運動的向心力.根據左手定則,物體受到的洛倫茲力的方向沿半徑向外,由于物體做勻速圓周運動其合外力指向圓心,故玻璃管對小球有指向圓心的壓力,fn-qvb=mlω2,v=ωr,所以fn=mlω2+qblω.本題正確選項為c.
答案:c
4.
如圖所示,勻強磁場中有一個電荷量為q的正離子,自a點沿半圓軌道運動,當它運動到b點時,突然吸收了附近若干電子,接著沿另一半圓軌道運動到c點,已知a、b、c在同一直線上,且ac=ab,電子電荷量為e,電子質量可忽略不計,則該離子吸收的電子個數為( )
a.3q/2e b.q/e
c.2q/3e d.q/3e
解析:該題考查帶電離子在磁場中的運動.離子在磁場中所受洛倫茲力提供向心力,做勻速圓周運動,其半徑r=,離子碰上電子后半徑變化,r′==,所以q′=,δq=q,正確答案是d.
答案:d
5.如圖所示,abc為與勻強磁場垂直的邊長為a的等邊三角形,磁場垂直紙面向外,比荷為e/m的電子以速度v0從a點沿ab邊入射,欲使電子經過bc邊,磁感應強度b的取值為( )
a.b>
b.b<
c.b<
d.b>
解析:由題意,如右圖所示,電子正好經過c點,此時圓周運動的半徑r=/cos 30°=,要想電子從bc邊經過,圓周運動的半徑要大于,由帶電粒子在磁場中運動的公式r=有<,即b<,c正確.
答案:c
6.
如圖所示,在垂直紙面向里的勻強磁場的邊界上,有兩個電荷量絕對值相同、質量相同的正、負粒子(不計重力),從o點以相同的速度先后射入磁場中,入射方向與邊界成θ角,則正、負粒子在磁場中( )
a.運動時間相同
b.運動軌跡的半徑相同
c.重新回到邊界時速度大小和方向相同
d.重新回到邊界時與o點的距離相等
答案:bcd
7.
如圖所示,在一勻強磁場中有三個帶電粒子,其中1和2為質子,3為α粒子的徑跡.它們在同一平面內沿逆時針方向做勻速圓周運動,三者軌跡半徑r1>r2>r3并相切于p點,設t、v、a、t分別表示它們做圓周運動的周期、線速度、向心加速度以及各自從經過p點算起到第一次通過圖中虛線mn所經歷的時間,則( )
a.t1=t2v3
c.a1>a2>a3 d.t1
解析:各粒子做圓周運動的周期t=,根據粒子的比荷大小可知:t1=t2r2>r3結合r=及粒子比荷關系可知v1>v2>v3,故b錯誤;粒子運動的向心加速度a=,結合各粒子的比荷關系及v1>v2>v3可得:a1>a2>a3,故c正確;由題圖可知,粒子運動到mn時所對應的圓心角的大小關系為θ1<θ2<θ3,而t1=t2,因此t1
答案:acd
8.
如圖所示,一個質量為m、電荷量為+q的帶電粒子,不計重力,在a點以某一初速度水平向左射入磁場區域ⅰ,沿曲線abcd運動,ab、bc、cd都是半徑為r的圓弧.粒子在每段圓弧上運動的時間都為t.規定垂直紙面向外的磁感應強度方向為正,則磁場區域ⅰ、ⅱ、ⅲ三部分的磁感應強度b隨x變化的關系可能是下圖中的( )
解析:由左手定則可判斷出磁感應強度b在磁場區域ⅰ、ⅱ、ⅲ內磁場方向分別為向外、向里、向外,在三個區域中均運動圓周,故t=,由于t=,求得b=.只有c選項正確.
答案:c
9.某空間存在著如圖(甲)所示的足夠大的,沿水平方向的勻強磁場.在磁場中a、b兩個物塊疊放在一起,置于光滑絕緣水平地面上,物塊a帶正電,物塊b不帶電且表面絕緣.在t1=0時刻,水平恒力f作用在物塊b上,使a、b由靜止開始做加速度相同的運動.在a、b一起向左運動的過程中,以下說法中正確的是( )
a.圖(乙)可以反映a所受洛倫茲力大小隨時間t變化的關系,圖中y表示洛倫茲力大小
b.圖(乙)可以反映a對b的摩擦力大小隨時間t變化的關系,圖中y表示摩擦力大小
c.圖(乙)可以反映a對b的壓力大小隨時間t變化的關系,圖中y表示壓力大小
d.圖(乙)可以反映b對地面的壓力大小隨時間t變化的關系,圖中y表示壓力大小
解析:在恒力f的作用下,a、b一起由靜止開始做勻加速運動,則a所受洛倫茲力的大小應由零開始增大;a、b間的摩擦力是靜摩擦力,大小為maa不變;a在豎直方向上受力平衡;n=qvb+mag,當v由零開始均勻增大時,n由mag開始均勻增大;a、b整體在豎直方向上受力平衡:f地=qvb+(ma+mb)g,當v由零開始均勻增大時,f地由(ma+mb)g開始均勻增大,故應選c、d.
答案:cd
10.(XX年高考浙江理綜)利用如圖所示裝置可以選擇一定速度范圍內的帶電粒子.圖中板mn上方是磁感應強度大小為b、方向垂直紙面向里的勻強磁場,板上有兩條寬度分別為2d和d的縫,兩縫近端相距為l.一群質量為m、電荷量為q,具有不同速度的粒子從寬度為2d的縫垂直于板mn進入磁場,對于能夠從寬度為d的縫射出的粒子,下列說法正確的是( )
a.粒子帶正電
b.射出粒子的最大速度為
c.保持d和l不變,增大b,射出粒子的最大速度與最小速度之差增大
d.保持d和b不變,增大l,射出粒子的最大速度與最小速度之差增大
解析:利用左手定則可判定只有負電荷進入磁場時才向右偏,故選項a錯誤.利用qvb=知r=,能射出的粒子滿足≤r≤,因此對應射出粒子的最大速度vmax==,選項b正確.vmin==,δv=vmax-vmin=,由此式可判定選項c正確、選項d錯誤.
答案:bc
二、非選擇題(本題共2小題,共30分,解答時應寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟,有數值計算的要注明單位)
11.(15分)(XX年
臨沂模擬)在以坐標原點o為圓心,半徑為r的圓形區域內,存在磁感應強度大小為b、方向垂直于紙面向里的勻強磁場,如圖所示.一個不計重力的帶電粒子從磁場邊界與x軸的交點a處以速度v沿-x方向射入磁場,它恰好從磁場邊界與y軸的交點c處沿+y方向飛出.
(1)請判斷該粒子帶何種電荷,并求出其比荷;
(2)若磁場的方向和所在空間范圍不變,而磁感應強度的大小變為b′,該粒子仍從a處以相同的速度射入磁場,但飛出磁場時的速度方向相對于入射方向改變了60°角,求磁感應強度b′多大?此次粒子在磁場中運動所用時間t是多少?
解析:(1)由粒子的運行軌跡,利用左手定則可知,該粒子帶負電荷.
粒子由a點射入,由c點飛出,其速度方向改變了90°,則粒子軌跡半徑r=r①
又qvb=m②
則粒子的比荷=.③
(2)粒子從d點飛出磁場速度方向改變了60°角,故ad弧所對圓心角為60°,粒子做圓周運動的半徑
r′=rcot 30°=r④
又r′=⑤
所以b′=b⑥
粒子在磁場中運行時間
t=t==.⑦
答案:(1)負電荷 (2)b
12.(15分)如圖所示,一根水平
光滑的絕緣直槽軌連接一個豎直放置的半徑為r=0.50 m的絕緣光滑槽軌.槽軌處在垂直紙面向外的勻強磁場中,磁感應強度b=0.50 t.有一個質量m=0.10 g,帶電荷量為q=+1.610-3 c的小球在水平軌道上向右運動.若小球恰好能通過最高點,重力加速度g=10 m/s2.
試求:
(1)小球在最高點所受的洛倫茲力f;
(2)小球的初速度v0.
解析:(1)設小球在最高點的速度為v,則小球在最高點所受洛倫茲力
f=qvb 方向豎直向上;①
由于小球恰好能通過最高點,故小球在最高點由洛倫茲力和重力的合力提供向心力,即
mg-f=②
將①代入②式求解可得v=1 m/s,f=810-4 n.
(2)由于無摩擦力,且洛倫茲力不做功,所以小球在運動過程中機械能守恒,由機械能守恒定律可得
mv=mgh+mv2③
其中h=2r④
求解可得v0= m/s.
答案:(1)810-4 n (2) m/s
2023年高三物理暑假作業 篇2
一、選擇題(本題共10小題,每小題7分,共70分,每小題至少有一個選項正確,把正確選項前的字母填在題后的括號內)
1.(2019年順義模擬)如圖所示的是電視機顯像管及其偏轉線圈L,如果發現電視畫面幅度比正常時偏大,可能是因為( )
A.電子槍發射能力減弱,電子數減少
B.加速電場電壓過低,電子速率偏小
C.偏轉線圈匝間短路,線圈匝數減少
D.偏轉線圈電流過小,偏轉磁場減弱
解析:電子偏轉的半徑與電子數無關,A錯誤;根據qvB=知,r=,故v越小,電子在磁場中偏轉半徑越小,而通過磁場區域時,偏轉角越大,B正確;B越小,r越大,偏轉角度越小,故C、D錯誤.
答案:B
2.“月球勘探者號”空間探測器運用高科技手段對月球進行了近距離勘探,在月球重力分布、磁場分布及元素測定方面取得了新的成果.月球上的磁場極其微弱,通過探測器拍攝電子在月球磁場中的運動軌跡,可分析月球磁場的強弱分布情況,如圖所示是探測器通過月球表面①、②、③、④四個位置時,拍攝到的電子運動軌跡照片(尺寸比例相同),設電子速率相同,且與磁場方向垂直,則可知磁場從強到弱的位置排列正確的是( )
A.①②③④ B.①④②③
C.④③②① D.③④②①
解析:由圖可知帶電粒子做圓周運動的半徑r1B2>B3>B4,故選項A正確.
答案:A
3.
如圖所示,內壁光滑的玻璃管長為L,平放在光滑水平桌面上.玻璃管底部有一質量為m,電荷量為-q的小球,勻強磁場方向豎直向下,磁感應強度為B.現讓玻璃管繞通過開口端的豎直軸O以角速度ω在水平面內沿逆時針方向做勻速圓周運動,則玻璃管底部所受壓力大小( )
A.可能為0 B.等于mLω2
C.等于mLω2+qBLω D.等于mLω2-qBLω
解析:本題考查受力分析,洛倫茲力方向的判斷,圓周運動的向心力.根據左手定則,物體受到的洛倫茲力的方向沿半徑向外,由于物體做勻速圓周運動其合外力指向圓心,故玻璃管對小球有指向圓心的壓力,FN-qvB=mLω2,v=ωr,所以FN=mLω2+qBLω.本題正確選項為C.
答案:C
4.
如圖所示,勻強磁場中有一個電荷量為q的正離子,自a點沿半圓軌道運動,當它運動到b點時,突然吸收了附近若干電子,接著沿另一半圓軌道運動到c點,已知a、b、c在同一直線上,且ac=ab,電子電荷量為e,電子質量可忽略不計,則該離子吸收的電子個數為( )
A.3q/2e B.q/e
C.2q/3e D.q/3e
解析:該題考查帶電離子在磁場中的運動.離子在磁場中所受洛倫茲力提供向心力,做勻速圓周運動,其半徑r=,離子碰上電子后半徑變化,r′==,所以q′=,Δq=q,正確答案是D.
答案:D
5.如圖所示,ABC為與勻強磁場垂直的邊長為a的等邊三角形,磁場垂直紙面向外,比荷為e/m的電子以速度v0從A點沿AB邊入射,欲使電子經過BC邊,磁感應強度B的取值為( )
A.B>
B.B<
C.B<
D.B>
解析:由題意,如右圖所示,電子正好經過C點,此時圓周運動的半徑R=/cos 30°=,要想電子從BC邊經過,圓周運動的半徑要大于,由帶電粒子在磁場中運動的公式r=有<,即B<,C正確.
答案:C
6.
如圖所示,在垂直紙面向里的勻強磁場的邊界上,有兩個電荷量絕對值相同、質量相同的正、負粒子(不計重力),從O點以相同的速度先后射入磁場中,入射方向與邊界成θ角,則正、負粒子在磁場中( )
A.運動時間相同
B.運動軌跡的半徑相同
C.重新回到邊界時速度大小和方向相同
D.重新回到邊界時與O點的距離相等
答案:BCD
7.
如圖所示,在一勻強磁場中有三個帶電粒子,其中1和2為質子,3為α粒子的徑跡.它們在同一平面內沿逆時針方向做勻速圓周運動,三者軌跡半徑r1>r2>r3并相切于P點,設T、v、a、t分別表示它們做圓周運動的周期、線速度、向心加速度以及各自從經過P點算起到第一次通過圖中虛線MN所經歷的時間,則( )
A.T1=T2v3
C.a1>a2>a3 D.t1
解析:各粒子做圓周運動的周期T=,根據粒子的比荷大小可知:T1=T2r2>r3結合r=及粒子比荷關系可知v1>v2>v3,故B錯誤;粒子運動的向心加速度a=,結合各粒子的比荷關系及v1>v2>v3可得:a1>a2>a3,故C正確;由題圖可知,粒子運動到MN時所對應的圓心角的大小關系為θ1<θ2<θ3,而T1=T2,因此t1
答案:ACD
8.
如圖所示,一個質量為m、電荷量為+q的帶電粒子,不計重力,在a點以某一初速度水平向左射入磁場區域Ⅰ,沿曲線abcd運動,ab、bc、cd都是半徑為R的圓弧.粒子在每段圓弧上運動的時間都為t.規定垂直紙面向外的磁感應強度方向為正,則磁場區域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分的磁感應強度B隨x變化的關系可能是下圖中的( )
解析:由左手定則可判斷出磁感應強度B在磁場區域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ內磁場方向分別為向外、向里、向外,在三個區域中均運動圓周,故t=,由于T=,求得B=.只有C選項正確.
答案:C
9.某空間存在著如圖(甲)所示的足夠大的,沿水平方向的勻強磁場.在磁場中A、B兩個物塊疊放在一起,置于光滑絕緣水平地面上,物塊A帶正電,物塊B不帶電且表面絕緣.在t1=0時刻,水平恒力F作用在物塊B上,使A、B由靜止開始做加速度相同的運動.在A、B一起向左運動的過程中,以下說法中正確的是( )
A.圖(乙)可以反映A所受洛倫茲力大小隨時間t變化的關系,圖中y表示洛倫茲力大小
B.圖(乙)可以反映A對B的摩擦力大小隨時間t變化的關系,圖中y表示摩擦力大小
C.圖(乙)可以反映A對B的壓力大小隨時間t變化的關系,圖中y表示壓力大小
D.圖(乙)可以反映B對地面的壓力大小隨時間t變化的關系,圖中y表示壓力大小
解析:在恒力F的作用下,A、B一起由靜止開始做勻加速運動,則A所受洛倫茲力的大小應由零開始增大;A、B間的摩擦力是靜摩擦力,大小為mAa不變;A在豎直方向上受力平衡;N=qvB+mAg,當v由零開始均勻增大時,N由mAg開始均勻增大;A、B整體在豎直方向上受力平衡:F地=qvB+(mA+mB)g,當v由零開始均勻增大時,F地由(mA+mB)g開始均勻增大,故應選C、D.
答案:CD
10.(2019年高考浙江理綜)利用如圖所示裝置可以選擇一定速度范圍內的帶電粒子.圖中板MN上方是磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場,板上有兩條寬度分別為2d和d的縫,兩縫近端相距為L.一群質量為m、電荷量為q,具有不同速度的粒子從寬度為2d的縫垂直于板MN進入磁場,對于能夠從寬度為d的縫射出的粒子,下列說法正確的是( )
A.粒子帶正電
B.射出粒子的最大速度為
C.保持d和L不變,增大B,射出粒子的最大速度與最小速度之差增大
D.保持d和B不變,增大L,射出粒子的最大速度與最小速度之差增大
解析:利用左手定則可判定只有負電荷進入磁場時才向右偏,故選項A錯誤.利用qvB=知r=,能射出的粒子滿足≤r≤,因此對應射出粒子的最大速度vmax==,選項B正確.vmin==,Δv=vmax-vmin=,由此式可判定選項C正確、選項D錯誤.
答案:BC
二、非選擇題(本題共2小題,共30分,解答時應寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟,有數值計算的要注明單位)
11.(15分)(2019年
臨沂模擬)在以坐標原點O為圓心,半徑為r的圓形區域內,存在磁感應強度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強磁場,如圖所示.一個不計重力的帶電粒子從磁場邊界與x軸的交點A處以速度v沿-x方向射入磁場,它恰好從磁場邊界與y軸的交點C處沿+y方向飛出.
(1)請判斷該粒子帶何種電荷,并求出其比荷;
(2)若磁場的方向和所在空間范圍不變,而磁感應強度的大小變為B′,該粒子仍從A處以相同的速度射入磁場,但飛出磁場時的速度方向相對于入射方向改變了60°角,求磁感應強度B′多大?此次粒子在磁場中運動所用時間t是多少?
解析:(1)由粒子的運行軌跡,利用左手定則可知,該粒子帶負電荷.
粒子由A點射入,由C點飛出,其速度方向改變了90°,則粒子軌跡半徑R=r①
又qvB=m②
則粒子的比荷=.③
(2)粒子從D點飛出磁場速度方向改變了60°角,故AD弧所對圓心角為60°,粒子做圓周運動的半徑
R′=rcot 30°=r④
又R′=⑤
所以B′=B⑥
粒子在磁場中運行時間
t=T==.⑦
答案:(1)負電荷 (2)B
12.(15分)如圖所示,一根水平
光滑的絕緣直槽軌連接一個豎直放置的半徑為R=0.50 m的絕緣光滑槽軌.槽軌處在垂直紙面向外的勻強磁場中,磁感應強度B=0.50 T.有一個質量m=0.10 g,帶電荷量為q=+1.610-3 C的小球在水平軌道上向右運動.若小球恰好能通過最高點,重力加速度g=10 m/s2.
試求:
(1)小球在最高點所受的洛倫茲力f;
(2)小球的初速度v0.
解析:(1)設小球在最高點的速度為v,則小球在最高點所受洛倫茲力
f=qvB 方向豎直向上;①
由于小球恰好能通過最高點,故小球在最高點由洛倫茲力和重力的合力提供向心力,即
mg-f=②
將①代入②式求解可得v=1 m/s,f=810-4 N.
(2)由于無摩擦力,且洛倫茲力不做功,所以小球在運動過程中機械能守恒,由機械能守恒定律可得
mv=mgh+mv2③
其中h=2R④
求解可得v0= m/s.
答案:(1)810-4 N (2) m/s