高三物理模拟复习预测试题3

精品文档 你我共享 知识改变命运 2012届高三物理高考预测试题(三) (时间：60分钟 分值：100分) 一、选择题(本题共6小题．在每小题给出的四个选项中至少有一个符合题目要求，全选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错的或不选的得0分) 1．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 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． 答案 D 2．为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是( )．

解析 地磁场的N极在地球南极附近，地磁场的S极在地球北极附近，根据安培定则，可判定电流方向为顺时针方向(站在地球的北极向下看)，选项B正确，选项A、C、D错误． 答案 B 3.如图1所示，在水平向右的匀强电场中有一绝缘斜面，斜面上有一带电金属块沿斜面滑下，已知在金属块滑下的过程中动能增加了12 J，金属块克服摩擦力做功8 J，重力做功24 J，则以下判断正确的是( )．

图1 A．金属块带负电荷 精品文档 你我共享 知识改变命运 B．金属块克服电场力做功8 J C．金属块的电势能减少4 J D．金属块的机械能减少12 J 解析 金属块滑下的过程中动能增加了12 J，由动能定理知合外力做功12 J，其中包括重力、摩擦力和电场力做功，摩擦力做功Wf＝－8 J，重力做功WG＝24 J，所以可得电场力做功WF＝－4 J，电场力做负功，金属块带正电，电势能增加了4 J，选项A、B、C均错误；由功能关系可知，机械能的变化ΔE＝Wf＋WF＝－12 J，即机械能减少12 J，选项D正确． 答案 D 4．(2011·大纲全国卷，17)通常一次闪电过程历时约0.2～0.3 s，它由若干个相继发生的闪击构成．每个闪击持续时间仅40～80 μs，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中．在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×109 V，云地间距离约为1 km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6 C，闪击持续时间约为60 μs.假定闪电前云地间的电场是均匀的．根据以上数据，下列判断正确的是( )． A．闪电电流的瞬时值可达到1×105 A B．整个闪电过程的平均功率约为1×1014 W C．闪电前云地间的电场强度约为1×106 V/m D．整个闪电过程向外释放的能量约为6×106 J

解析 由I＝qt＝66×10－5 A＝1×105 A知，A对．由E＝Ud＝1.0×1091×103 V/m＝1×106 V/m知，C对；由W＝qU＝6×1.0×109 J＝6×109 J知，D错；P1＝Wt＝6×1090.2 W＝3×1010 W，B错． 答案 AC 5．(2011·浙江卷，20)利用如图2所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子．图中板MN上方是磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上有两条宽度分别为2d和d的缝，两缝近端相距为L.一群质量为m、电荷量为q，具有不同速度的粒子从宽度为2d的缝垂直于板MN进入磁场，对于能够从宽度为d的缝射出的粒子，下列说法正确的是( )． 精品文档 你我共享

知识改变命运 图2 A．粒子带正电

B．射出粒子的最大速度为qBd＋L2m C．保持d和L不变，增大B，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大 D．保持d和B不变，增大L，射出粒子的最大速度与最小速度之差增大 解析 利用左手定则可判定只有负电荷进入磁场时才向右偏，故选项

A错误．利用qvB＝mv2r知r＝mvqB，能射出的粒子满足L2≤r≤L＋3d2，因

此对应射出粒子的最大速度vmax＝qBrmaxm＝qBd＋L2m，选项B正确．vmin＝qBrminm＝qBL2m，Δv＝vmax－vmin＝3qBd2m，由此式可判定选项C正确，选项D错误． 答案 BC 6.如图3所示，真空中有一匀强电场和水平面成一定角度斜向上，一个电荷量为Q＝－5×10－6 C的点电荷固定于电场中的O处，在a处有一个质量为m＝9×10－3 kg、电荷量为q＝2×10－8C的点电荷恰能处于静止，a与O在同一水平面上，且相距为r＝0.1 m．现用绝缘工具将q搬到与a在同一竖直平面上的b点，Oa＝Ob且相互垂直，在此过程中外力至少做功为( )．

图3 A．1.8×10－2 J B．9(2＋1)×10－3 J C．92×10－3 J D．9×10－3 J 解析 如图所示，在a处静止的电荷q受重力mg＝9×10－2N，精品文档 你我共享 知识改变命运 受库仑力F＝kqQr2 ＝9×109×2×10－8×5×10－62 N＝9×10－2 N，经分析判断可知q所受电场力为qE＝92×10－2 N，θ＝45°.由几何知识可知ab＝2r且与匀强电场垂直，a、b两点在同一个等势面上；对点电荷Q来说，a、b两点也在同一个等势面上，所以，将q从a点移到b点电场力和库

仑力都不做功，由动能定理得W－mgr＝0，W＝mgr＝9×10－2×0.1 J＝9×10－3 J，D对． 答案 D 二、非选择题(本题共4小题，共58分) 7．(14分)如图4所示，质量为m，带电荷量为q的小球用长为L的绝缘细线悬挂于O点，处于垂直纸面向里的匀强磁场中，竖直虚线左边有正交的匀强电场和匀强磁场B2；现将小球拉至悬线与竖直方向成θ角，由静止释放，当小球运动到最低点A时，悬线在与小球连接处突然断开，此后小球沿水平虚线向左运动，求：

图4 (1)小球所带电荷的电性； (2)竖直虚线右边匀强磁场B1的大小； (3)小球越过竖直虚线进入左侧场区后仍沿水平虚线做直线运动，则电场强度为多大？ 解析 (1)由小球在磁场B1中小球与悬线断开后做匀速直线运动可知，小球带负电． (2)设小球在最低点的速度为vA.

mgL(1－cos θ)＝12mv2A， ①

qvAB1＝mg ②

由①②得：B1＝mgq2gL－cos θ. (3)由平衡条件得： 精品文档 你我共享 知识改变命运 qvB2＋Eq＝mg ③

所以E＝mg－qvB2q

＝mgq－B22gL－cos θ. 答案 (1)负 (2)mgq2gL－cos θ (3)mgq－B22gL－cos θ 8．(14分)如图5所示，在平面直角坐标系的第二和第三象限区域内有沿y轴负方向的匀强电场，第四象限内存在一水平方向的半径r＝3 m的圆形匀强磁场，圆心O′坐标为(23，－6)，磁感应强度B＝0.02 T，磁场方向垂直坐标轴向里．坐标(－2，3)处有一粒子发射源，水平发射一质量m＝2.0×10－11 kg、带电荷量q＝1.0×10－5 C的正电荷，初速度为v0＝1.0×104 m/s，粒子从O点射入第四象限，且在O点时速度方向指向O′，不计粒子的重力．求：

图5 (1)电场强度的大小； (2)带电粒子再次经过x轴的位置； (3)带电粒子在第四象限运动的时间．

解析 (1)带电粒子在匀强电场做类平抛运动，x＝v0t，y＝12at2，a

＝Eqm. 联立解得E＝1003 N/C. (2)在O点把速度分解可得vy＝3v0，v＝2v0，

粒子射入磁场有Bvq＝mv2R，得R＝2 m， 作出粒子的运动轨迹如图所示，可得∠OO′C＝60°，所以带电粒子再次经过x轴的位置为OC＝43 m. 精品文档 你我共享 知识改变命运 (3)粒子在磁场运动的时间t1＝16·2πmBq＝π3×10－4 s， 粒子在第四象限做匀速直线运动所用的时间为 t2＝2×[62＋32－r]v＝33×10－4 s，

所以带电粒子在第四象限运动的时间为 t＝t1＋t2＝π3＋33×10－4 s.

答案 (1)1003 N/C (2)距O点43 m处 (3)π3＋33×10－4 s 9．(14分)(2011·北京四中第四次模拟)在如图6所示的空间里，存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B＝2πmq.在竖直方向存在交替变化的匀强电场，如图7所示(竖直向上为正)，电场大小为E0＝mgq.一倾角为θ长度足够长的光滑绝缘斜面放置在此空间．斜面

上有一质量为m，带电荷量为－q的小球，从t＝0时刻由静止开始沿斜面下滑，设第5 s内小球不会离开斜面，重力加速度为g.求：

图6 图7 (1)第6 s内小球离开斜面的最大距离． (2)第19 s内小球未离开斜面，θ角的正切值应满足什么条件？ 解析 (1)设第一秒内小球在斜面上运动的加速度为a， 由牛顿第二定律得：(mg＋qE0)sin θ＝ma ① 第一秒末的速度为：v＝at1 ② 在第二秒内：qE0＝mg ③ 所以小球将离开斜面在上方做匀速圆周运动，则由向心力公式得qvB