届高三物理二轮复习专题能力提升练四A卷 Word版含答案文档格式.docx
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乒乓球被扰动后,如果向右摆动会被吸到右板上,B项错误;
乒乓球共受到悬线的拉力、重力和电场力的作用,C项错误;
用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触,乒乓球会带上正电,受到右极板的排斥,向左运动与左极板接触,又带上负电,被左极板排斥向右运动,这样小球就在两极板间来回碰撞,D项正确。
2.（2015·
哈尔滨一模）负点电荷Q固定在正方形的一个顶点上,带电粒子P仅在该电荷的电场力作用下运动时,恰好能经过正方形的另外三个顶点a、b、c,如图所示,则以下判断错误的是（ ）
A.粒子P带负电
B.a、b、c三点的电势高低关系是φa=φc<
φb
C.粒子P由a到b电势能增加,由b到c电势能减小
D.粒子P在a、b、c三点时的加速度大小之比是2∶1∶2
【解析】选A。
粒子P仅受电场力作用,轨迹弯曲方向跟电场力方向一致,故粒子P带正电,A错误。
沿电场线方向电势降低,故φa=φc<
φb,B正确。
粒子P由a到b,电场力做负功,电势能增加;
由b到c,电场力做正功,电势能减小,C正确。
电场力F=k
=ma,故粒子P在a、b、c三点时的加速度大小之比是2∶1∶2,D正确。
【总结提升】电势能大小及其变化分析的两个思路
（1）做功角度：
根据静电力做功与电势能变化的关系分析、判断带电粒子电势能及其变化。
静电力做正功,粒子的电势能减少,静电力做负功,则粒子的电势能增加。
（2）转化角度：
只有静电力做功时,电势能与动能可以相互转化,动能减小,电势能增加,动能增大,电势能减少。
3.
（2015·
湖州一模）如图所示,光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分,O点为圆弧的圆心。
两金属轨道之间的宽度为0.5m,匀强磁场方向如图所示,大小为0.5T。
质量为0.05kg、长为0.5m的金属细杆置于金属轨道上的M点。
当在金属细杆内通以电流强度为2A的恒定电流时,金属细杆可以沿轨道由静止开始向右运动。
已知MN=OP=1m,则（ ）
A.金属细杆开始运动时的加速度大小为5m/s2
B.金属细杆运动到P点时的速度大小为5m/s
C.金属细杆运动到P点时的向心加速度大小为10m/s2
D.金属细杆运动到P点时对每一条轨道的作用力大小为0.75N
金属细杆在水平方向受到安培力作用,安培力大小为F安=BIL=0.5×
2×
0.5N=0.5N,金属细杆开始运动时的加速度大小为a=
=10m/s2,A错误;
对金属细杆从M点到P点的运动过程,安培力做功W安=F安·
（MN+OP）=1J,重力做功WG=-mg·
ON=-0.5J,由动能定理得W安+WG=
mv2,解得金属细杆运动到P点时的速度大小为v=
m/s,B错误;
金属细杆运动到P点时的加速度可分解为水平方向的向心加速度和竖直方向的加速度,水平方向的向心加速度大小为a′=
=20m/s2,C错误;
在P点金属细杆受到轨道水平向左的作用力F,水平向右的安培力F安,由牛顿第二定律得F-F安=
解得F=1.5N,每一条轨道对金属细杆的作用力大小为0.75N,由牛顿第三定律可知金属细杆运动到P点时对每一条轨道的作用力大小为0.75N,D正确。
【加固训练】如图所示,三根长为L的直线电流在空间构成等边三角形,电流的方向垂直纸面向里。
电流大小均为I,其中A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小均为B0,导线C位于水平面处于静止状态,则导线C受到的静摩擦力是（ ）
A.
B0IL,水平向左 B.
B0IL,水平向右
C.
B0IL,水平向左D.
【解析】选B。
根据安培定则,A电流在C处产生的磁场方向垂直于AC,B电流在C处产生的磁场方向垂直于BC,如图所示。
根据平行四边形定则及几何知识可知,合磁场的方向竖直向下,与AB边平行,合磁感应强度B的大小为B=2B0cos30°
=
B0,由公式F=BIL得,导线C所受安培力大小为F=
B0IL,根据左手定则,导线C所受安培力方向水平向左,因导线C位于水平面处于静止状态,由平衡条件知,导线C受到的静摩擦力方向为水平向右,故B正确,A、C、D错误。
4.如图所示是激光闪光灯的电源线路图,首先把S打到“a”位置,对大电容充电。
稳定后再把S打到“b”位置,通过放电使闪光灯闪光。
已知电源电动势为E,电容器电容为C。
下列说法中正确的是（ ）
A.当S打到a对电容器充电时,通过电流表的电流由零开始先变大后变小
B.对电容器充电过程中,电源消耗的电能为CE2
C.电容器贮存电场能为CE2
D.整个过程中通过电流表的电流方向不变
电容器充电开始通过电流表电流最大,然后变小,选项A错误;
充电过程中通过电源的电量为q=CE,则电源消耗的电能为E电=qE=CE2,选项B正确;
由于电路中存在电阻,电容器储存电场能比CE2小,选项C错误;
充电过程中,通过电流表的电流方向向右,放电过程中通过电流表的电流方向向左,选项D错误。
5.（2015·
福州一模）如图所示,长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体,上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极,两极间距为d,极板面积为S,这两个电极与可变电阻R相连。
在垂直前后侧面的方向上,有一匀强磁场,磁感应强度大小为B。
发电导管内有电阻率为ρ的高温电离气体,气体以速度v向右流动,并通过专用管道导出。
由于运动的电离气体,受到磁场的作用,将产生大小不变的电动势。
若不计气体流动时的阻力,由以上条件可推导出可变电阻消耗的电功率P=（
）2R。
调节可变电阻的阻值,根据上面的公式或你所学过的物理知识,可求得可变电阻R消耗电功率的最大值为（ ）
B.
C.
D.
电源的内阻r=ρ
当电源的外电阻R与电源的内电阻r相等时,电源输出功率最大,此时可变电阻消耗的功率最大,故有：
Pm=（
）2R=（
）2·
ρ
B正确。
6.a、b、c三个相同带电粒子由同一点同时垂直场强方向进入偏转电场,其轨迹如图所示,其中b恰好飞出电场,由此可以肯定（ ）
A.b和c同时飞离电场
B.进入电场时,c的速度最大,a的速度最小
C.关于动能的增量,a的最小,b和c的一样大
D.在b飞离电场的同时,a刚好打在负极板上
【解析】选B、D。
带电粒子在电场中做类平抛运动,粒子在竖直方向上做匀加速直线运动,水平方向做匀速直线运动,因为三个带电粒子是相同的,故在电场中的加速度是相同的,由y=
at2,结合图示可知,三个粒子在电场中的运动时间ta=tb>
tc,所以可知va<
vb<
vc,选项A错误,B正确;
ΔEk=
m
ma2t2,三个粒子的动能增量ΔEa=ΔEb>
ΔEc,选项C错误;
因a、b粒子在电场中的运动时间相同,所以a粒子打在负极板上与b离开电场是同时的,选项D正确。
7.（2015·
汕头一模）在方向垂直纸面向里的匀强磁场中,电量都为q的三个正、负离子从O点同时沿纸面内不同方向射出,运动轨迹如图,已知ma>
mb=mc,磁场范围足够大,不计离子间的相互作用,可以判定（ ）
A.a、b是正离子,c是负离子
B.a、b是负离子,c是正离子
C.a最先回到O点
D.b、c比a先回到O点
【解题指导】解答本题应注意以下两点：
（1）由离子的偏转方向,结合左手定则可确定离子的电性。
（2）比较周期的大小,可确定哪个离子先回到O点。
根据左手定则知,c带正电,a、b带负电,故B正确,A错误;
根据T=
因为电量相等,ma>
mb=mc,可知b、c的周期相等,小于a的周期,则b、c比a先回到O点,故D正确,C错误。
二、计算题（本大题共3小题,共44分。
需写出规范的解题步骤）
8.（14分）（2015·
梅州一模）在直角坐标系第Ⅰ象限与第Ⅲ象限分布有如图所示的匀强磁场和匀强电场,电场强度为E,磁感应强度为B;
现在第Ⅲ象限中从P点以初速度v0沿x轴方向发射质量为m、带+q的离子,离子经电场后恰从坐标原点O射入磁场。
（1）已知P点的纵坐标为-L,试求P点的横坐标。
（2）若离子经O点射入磁场时的速度为2v0,试求离子在磁场中运动的时间t及磁场出射点距O点的距离d。
【解题指导】解答本题应注意以下三点：
（1）离子在第Ⅲ象限内做类平抛运动。
（2）明确离子进入第Ⅰ象限时速度的大小和方向。
（3）画出离子在第Ⅰ象限的运动轨迹,确定圆周运动的圆心角。
【解析】
（1）离子在电场中做类平抛运动,则：
水平方向：
0-x=v0t （2分）
竖直方向：
L=
·
t2 （2分）
解得：
x=-v0
（1分）
（2）离子运动轨迹如图所示。
若离子经O点射入磁场时的速度为2v0,设进入磁场时的速度与x轴方向夹角
为θ,则：
cosθ=
（1分）
θ=60°
（1分）
则离子转过的圆心角为120°
（1分）
T=
（1分）
t=
根据牛顿第二定律：
qvB=m
（2分）
r=
由几何关系知：
d=2rsin60°
（1分）
答案：
（1）-v0
（2）
9.（14分）（2015·
浙江高考）使用回旋加速器的实验需要把离子束从加速器中引出,离子束引出的方法有磁屏蔽通道法和静电偏转法等。
质量为m、速度为v的离子在回旋加速器内旋转,旋转轨道是半径为r的圆,圆心在O点,轨道在垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感应强度为B。
为引出离子束,使用磁屏蔽通道法设计引出器。
引出器原理如图所示,一对圆弧形金属板组成弧形引出通道,通道的圆心位于O′点（O′点图中未画出）。
引出离子时,令引出通道内磁场的磁感应强度降低,从而使离子从P点进入通道,沿通道中心线从Q点射出,已知OQ长度为L,OQ与OP的夹角为θ。
（1）求离子的电荷量q并判断其正负。
（2）离子从P点进入,Q点射出,通道内匀强磁场的磁感应强度应降为B′,求B′。
（3）换用静电偏转法引出离子束,维持通道内的原有磁感应强度B不变,在内外金属板间加直流电压,两板间产生径向电场,忽略边缘效应。
为使离子仍从P点进入,Q点射出,求通道内引出轨迹处电场强度E的方向和大小。
【解题指导】解答本题时应从以下两点进行分析：
（1）知道离子做圆周运动时,是
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