【创新设计】(山东专用)2015高考物理二轮专题辅导训练 专题3 第7讲 专题提升训练(含解析)
一、选择题(共9小题,每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确.)
1.如图所示,实线表示电场线,虚线表示带电粒子运动的轨迹,带电粒子只受电场力的作用,运动过程中电势能逐渐减少,它运动到b处时的运动方向与受力方向可能的是( )
解析 由于带电粒子只受电场力的作用,而且运动过程中电势能逐渐减小,可判断电场力做正功,即电场力与粒子速度方向夹角为锐角,且两者在轨迹两侧,综上所述,可判断只有D项正确.
答案 D
2.
图3-7-20
航母舰载机的起飞一般有两种方式:滑跃式(辽宁舰)和弹射式.弹射起飞需要在航母上安装弹射器,我国国产航母将安装电磁弹射器,其工作原理与电磁炮类似.用强迫储能器代替常规电源,它能在极短时间内释放所储存的电能,由弹射器转换为飞机的动能而将其弹射出去.如图3-7-20所示是电磁弹射器简化原理图,平行金属导轨与强迫储能器连接,相当于导体棒的推进器ab跨放在平行导轨PQ、MN上,匀强磁场垂直于导轨平面,闭合开关S,强迫储能器储存的电能通过推进器释放,使推进器受到磁场的作用力平行导轨向前滑动,推动飞机使飞机获得比滑跃起飞时大得多的加速度,从而实现短距离起飞的目标.对于电磁弹射器,下列说法正确的是(不计一切摩擦和电阻消耗的能量)( )
A.强迫储能器上端为正极
B.导轨宽度越大,飞机能获得的加速度越大
C.强迫储能器储存的能量越多,飞机被加速的时间越长
D.飞机的质量越大,离开弹射器时的动能越大
解析 由左手定则可判断,通过ab的电流方向为由b到a,所以强迫储能器上端为负极,A错误;ab所受安培力F=BIL与其有效长度成正比,故导轨宽度越大,推进器ab受到的安培力越大,飞机能获得的加速度越大,B正确;强迫储能器储存的能量越多,飞机能获得的动能越大,但加速时间受滑轨长度、飞机获得的加速度等影响,若滑轨长度一定,加速度越大,加速时间越短,C错误;由能量的转化和守恒定律可知,飞机离开弹射器时的动能取决于强迫储能器储存的能量,D错误.
答案 B
3.
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图3-7-21
(2014·武汉市调研考试)将等量的正、负电荷分别放在正方形的四个顶点上(如图3-7-21所示).O点为该正方形对角线的交点,直线段AB通过O点且垂直于该正方形,OA>OB,以下对A、B两点的电势和场强的判断,正确的是( )
A.A点场强小于B点场强 B.A点场强大于B点场强
C.A点电势等于B点电势 D.A点电势高于B点电势
解析 由电荷的对称分布关系可知AB直线上的电场强度为0,所以选项AB错误;同理将一电荷从A移动到B电场力做功为0,AB电势差为0,因此A点电势等于B点电势,选项C正确,D错误;因此答案选C.
答案 C
4.
图3-7-22
(2014·山东烟台模拟)如图3-7-22所示,O点固定一带正电的点电荷,实线表示某高速粒子的运动轨迹,a、b和c为轨迹上的三个点,b点离O点最近,a点比c点离O点更远.则( )
A.三个点中,高速粒子在b点的电势能最大
B.高速粒子带负电
C.在O点电荷产生的电场中,c点的电势比a点电势高
D.高速粒子在a、b、c三点的加速度大小ab>ac>aa
解析 根据粒子轨迹弯曲的方向,可以判定出该粒子受力的方向大体向左下方,则粒子从a运动到c的过程中,电场力先做负功后做正功,其电势能先增大后减小,所以粒子在b点的电势能最大,故A正确;根据轨迹看出粒子与点电荷间存在斥力,是同种电荷,所以高速粒子带正电,故B错误;根据正点电荷电场线的分布情况:电场线从正点电荷出发到无穷远处终止,顺着电场线电势降低,越靠近点电荷电势越高,所以b点的电势最高,a点电势最低,c点的电势比a点电势高,故C正确;根据库仑定律F=k可知,粒子越靠近点电荷,所受的库仑力越大,产生的加速度越大,所以有ab>ac>aa,故D正确.
答案 ACD
5.(2014·湖南十三校3月联考)如图3-7-23甲所示,A、B是一条电场线上的两点,若在某点释放一初速度为零的电子,电子仅受电场力作用,并沿电场线从A运动到B,其速度随时间变化的规律如图乙所示.则( )
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图3-7-23
A.电场力FA>FB B.电场强度EA= EB
C.电势φAEpB
解析 电子仅在电场力的作用由静止从A向B沿电场线运动,知电场线的方向从B到A,则φA<φB,由Ep=qφ知,EpA>EpB,C、D项正确;由v-t图象知电子运动的加速度随时间逐渐增大,由牛顿第二定律知,FA<FB,EA<EB,故A、B项错误.
答案 CD
6.(2014·河北省衡水中学调研)如图3-7-24甲所示,真空中有一半径为R、电荷量为+Q的均匀带电球体,以球心为坐标原点,沿半径方向建立x轴.理论分析表明,x轴上各点的场强随x变化关系如图乙所示,则( )
图3-7-24
A.x2处场强大小为
B.球内部的电场为匀强电场
C.x1、x2两点处的电势相同
D.假设将试探电荷沿x轴移动,则从x1移到R处和从R移到x1处电场力做功相同
解析 引入带正电的试探电荷q,所受的库仑力F=k,根据场强定义式E=,求得x2处的场强为E=,选项A正确;由图乙知球内部随着x的增加场强逐渐增大,选项B错误;引入带正电的试探电荷q,由图乙知在x1处受到的电场力沿着x轴正方向,在向x2运动过程中,电场力做正功,电势能减小,选项C错误;将试探电荷沿x轴移动,则从x1移到R处电场力做正功,而从R移到x1处电场力做负功,选项D错误.
答案 A
7.如图3-7-25所示,甲图中电容器的两个极板和电源的两极相连,乙图中电容器充电后断开电源.在电容器的两个极板间用相同的悬线分别吊起完全相同的小球,小球静止时悬线和竖直方向的夹角均为θ,将两图中的右极板向右平移时,下列说法正确的是( )
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图3-7-25
A.甲图中夹角减小,乙图中夹角增大
B.甲图中夹角减小,乙图中夹角不变
C.甲图中夹角不变,乙图中夹角不变
D.甲图中夹角减小,乙图中夹角减小
解析 甲图中的电容器和电源相连,所以电容器两极板间的电压不变,当极板间的距离增大时,根据公式E=可知,板间的电场强度减小,电场力减小,所以悬线和竖直方向的夹角将减小.当电容器充电后断开电源,电容器的极板所带的电荷量不变.根据平行板电容器的电容公式C=,极板间的电压U==,极板间的电场强度E==,当两个极板电荷量不变、距离改变时,场强与两板间距离无关,故乙图中夹角不变,B正确.
答案 B
8.
图3-7-26
如图3-7-26所示,圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场,两个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b,以不同的速率沿着AO方向对准圆心O射入磁场,其运动轨迹如图,若带电粒子只受磁场力的作用,则下列说法正确的是( )
A.a粒子速率较大
B.b粒子速率较大
C.b粒子在磁场中运动时间较长
D.a、b粒子在磁场中运动时间一样长
解析 由轨迹图知半径ra