高二物理寒假作业五套(3-1 含答案)

高二物理寒假作业（1）

1．如图所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的

三个顶点上，a和c带正电，b带负电，a的电量比b的电量小.

已知c受到a和b的静电力的合力可以用图中四条有向线段中的

F一条来表示，它应是（ ） A．F1 B．F2 C．F3 D．F4

F

2．在某一电场中的a、b、c、d四个点上，分别引入检验电 荷并改

变其电量，测得检验电荷所受电场力跟检验电荷电量的函数关系图象如图所示，这四个点的上述图线分别用a、b、c、d标出. 那么下列说法中正确的是（ ）

A．该电场是匀强电场 B．这四点的场强大小关系是Ed Ea Eb Ec C．这四点的场强大小关系是Ea Eb Ec Ed

D．这四点的场强大小关系是Eb Ea Ed Ec

3．如图所示，光滑、绝缘的水平面上有两个带异号电荷的小球a和b，在方向水平向右的匀强电场中向右做匀加速直线运动，并且在运动中二者保持相对静止. 设小球a的带电量大小为q1，小球b的带电量大小为q2，那么下列判断中正确的是（ ） A．小球a带负电，小球b带正电，且q1 q2 B．小球a带负电，小球b带正电，且q1 q2 C．小球a带正电，小球b带负电，且q1 q2 D．小球a带正电，小球b带负电，且q1 q2

4．如图所示的四条曲线表示某电场的等势面，其中标有0的等势面的电势为零，相邻等势面之间的电势差相等. 一个带正电的粒子只在电场力作用下运动，经过a、b两点时的动能分别是26eV、5eV，当此粒子经过另一点c时，其电势能为 8eV，它此时的动能应为 A．8eV B．13eV C．20eV D．34eV

5．一电子只受电场力作用，在下述的哪种电场中，只要电子速度大小适当 ，电子既可以沿某一条电场线运动，也可能沿某个等势面

运动（ ）

A．带等电量异种电荷的两块平行金属板间形成的匀强电场

B．带负电的孤立点电荷激发的电场 C．带正电的孤立点电荷激发的电场 D．等电量的异种点电荷激发的电场

6．在静电场中，将一个电子从M点移到N点，电场力做了正功. 则（ ） A．电场强度的方向一定由M点指向N点 B．电场强度的方向一定由N点指向M点

C．电子在M点的电势能一定比它在N点的电势能大 D．电子在N点的电势能一定比它在M点的电势能大

7．在电场强度大小为E的匀强电场中，将一个质量为m、电量为q的小球由静止开始释放，它沿与竖直方向成 角的直线做斜向下匀加速运动. 下列关于对 带电小球的电势能E1和机械能E2的变化情况的判断中，正确的是（ ） A．若sin

qEqE，则E1减少，E2增加 B．若sin =，则E1和E2都不变 mgmgqEqE，则E1增加，E2减少 D. 若tan =，则E1和E2都增加 mgmg

C．若sin

8．如图所示，一根内径光滑的绝缘细圆管弯成半圆形，固定在竖直面内，A、C两管口与圆心O在同一水平线上，O点固定着一个带正电点电荷Q. 现将一个质量为m、带电量为q的带负电的小球（其直径略小于细管内径）自A端由静止释放，当它运动到最低点B时，对管壁恰好无压力. 则点电荷Q在细管轴线处的电场强度E的大小为（ ）

A．E

mg2mg3mg4mg B．E C．E D．E qqqq

9．一种测压力的电容式传感器如图所示，A为固定电极，可动电极B的两端固定，当待测压力加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容. 现将此电容式传感器与零刻度在中央的灵敏电流表和电源串联成闭合电路，已知电流从电流表正接线柱流入时其指针向右偏转. 当待测压力增大时，有下列判断：

①电容器的电容减小 ②电容器的电量增加

③电流表指针向左偏转 ④电流表指针向右偏转 其中正确的是（ ）

A．①④ B. ②③ C. ①③ D. ②④

10．在光滑的水平面上，有一边长为l的正方形区域，该区域存在匀强电场，场强方向与正方形的一边平行，场强大小为E. 一个质量为m、带电量为q的小球，从某一边的中点以垂直于该边的水平初速度v0射入正方形区域，当它再次运动到正方形区域边缘时，它具有的动能不可能的是（ ）

A．

1212112212mv0 B．mv0 qEl C．mv0 qEl D．mv0 qEl 222232

11．两个质量相同的小球A、B之间用细线连接，再用一根细线将小球A悬挂在天花板上， 如图所示，此时上、下两根细线中的拉力分别为TA、TB. 现给两小球带上同种电荷，这时上、下两根细线中的拉力分别为TA 、TB . 则下列关系式中正确的是（ ）

A．TA =TA，TB TB B．TA =TA，TB TB C．TA TA，TB TB D．TA TA，TB TB

12．同一直线上有A、B、C、D四个点，且AB=BC=CD. 在A、D两点固定的点电荷的电量分别为+Q、+2Q，如图所示. 若将一检验电荷+q从B点沿该直线移到C点，则（ ） A．电场力始终做负功 B．电场力始终做正功

C．电场力先做负功后做正功 D．电场力先做正功后做负功

13．一个质量为4.0 10 15kg、电量为2.0 10 9C带正电的粒子，以4.0 104m/s的速度垂直于电场方向从a点进入匀强电场区域，从b点离开电场区域，离开电场时的速度为5.0 104m/s.由此可知，a、b两点之间的电势差UabV；粒子从b点离开电场时沿电场方向的分速度大小大小是 ② m/s.

14．在与x轴平行的匀强电场中，一个质量为2.5 10 3kg、电量为1.0 10 4C的小球在光滑的水平面上沿x轴做直线运动，其位移与时间的关系是：x=0.16 t 0.02 t 2，式中x的单位为m，t的单位为s. 则从开始运动到5s末，小球通过的路程是 ③ m.；小球克服电场力所做的功为 ④ J.

15．在水平放置的光滑绝缘板上方区域存在匀强电场，场强大小为E，方向水平向右. O是与绝缘板垂直的固定轴，轴上拴一根绝缘细线，细线的另一端系一个质量为m、电量为q的小球. 小球静止时，绝缘细线与电场线平行，小

球中心到O轴的距离为l. 今给小球一个沿板面并且与E的方向垂直的初速度v0，若v0很小，则小球

第一次回到平衡位置所需要的时间是 ⑤ .

16．如图所示，平行金属板A和B水平放置，两板间距离为d，所加电压为U（A带正电，B带负电）. 一个质量为m、电量为q的带负电的小球用丝线悬挂在A板上，组成一个摆长为l的单摆， 原来静止于图中实线位置（悬线竖直）. 今将单摆摆线拉至与竖直线成60º夹角的位置（图中虚线位置）由静止释放，则它摆到悬线与竖直线重合的位置时，小球的动能为 ⑥ J.

17. 如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab=5cm，bc=12cm，ab与电场线平行，bc

与电场线成60 夹角. 一个电量为q=4 10 8C的正电荷从a点移到b点过程中，电场力做

功W1=1.2 10 7J. 求： （1）匀强电场的场强E=？

（2）将电荷q从b点移到c点电场力做的功W2=？ （3）a、c两点间的电势差Uac=？

18．如图所示，在高为H=2.5m的光滑、绝缘的水平平台边缘处，木块B处于静止状态，另

一个带电的物块A以v0=10m/s的速度向B运动，与B碰撞后结为一体（电量不损失）并滑出平台，落到水平地面上，落地点距平台边缘的水平距离L=5.0m. 已知图示空间存在方向竖直向下的匀强电场（图中未画出），其场强大小为E=1.0 103N/C，A、B的质量均为m=1.0 10 3kg，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2， （1）试说明A的电性，并求出其电量大小； （2）计算A和B一起落地时的速度大小.

19．如图所示，正交直角坐标系xoy位于竖直面内，x轴水平，坐标原点o处有一与该竖直面垂直的水平轴，此轴上栓一根细线，线的另一端系一个带正电的小球P，图示区域存在沿x轴正方向的匀强电场. 现将P拉至细线水平伸直的位置A，此时小球中心到o点的距离为l. 以o为圆心做半径为l的圆与坐标轴的另三个交点分别为B、C、D. 现将P从A点由静止释放，发现它沿AB连线做匀加速直线运动. 求：

（1）P达到B点时的速度vB的大小和它开始做圆周运动的速度vx的大小； （2）P达到C点时的速度vC的大小；

（3）将P通过C点后速度为零位置用坐标表示出来.

20．如图所示，给板长为l、相距为d的两块平行金属板A和B加上电压，A、B之间的空间中形成匀强电场. 从A、B左端距A、B等距的O点，使一个质量为m、电量为q的粒子以初速度v0平行于两极板射入电场，欲使它刚好从B极板右边缘处射出，A、B之间所加电压应为（ ）

22

d2mv0l2mv0lmv0qmv0

A． B. C. D. 22

qddlqlqd

21．如图所示，两块水平放置的带电平行金属板之间电压为U，在距负极板上方2cm处的带电微粒A处于静止状态.不带电的绝缘微粒B以v0 0.2m/s的水平速度与A发生碰撞，碰撞中无能量损失.已知A和B两微粒质量相等，且在两微粒碰撞瞬时立即调整两极板之间电压，使电压降低到0.9U. （1）微粒A带何种电荷？ （2）简述A、B碰撞后各做何种运动.

（3）A和B落到负极板上时相距多远？（取g = 10m/s2）

22．有三根长度均为l=1.00m的不可伸长的绝缘细线，其中两根的一端固定在天花板上的O点，另一端分别拴有质量皆为m=1.00 10 2kg的带电小球A和B，它们的电量分别为 q和+q，q=1.00 10 7C. A、B之间用第三根线连起来. 空间中存在大小为E=1.00 106N/C的匀强电场，电场方向水平向右. 平衡时，A、B球的位置如图所示. 现将O、B之间的细线烧断，由于有空气阻力，A、B球会达到新的平衡位置. 求最后两球的

机械能与电势能的总和与烧断细线前相比改变了多少？（不计两带

电小球间相互作用的静电力）

高二物理寒假作业（1）

参考答案及评分标准

1．B；2．B；3．A；4．C；5．C；6．C；7．B；8．C；9．D；10．C；11．A；12．D． 13．① 9.0 102； ② 3.0 104. 14．③ 0.34； ④ 3.0 10 5. 15．

mlqUl . 16．(mg ) . qEd2

17．解：（1）设a、b两点间距离为d，电势差为Uab，则有：W1=qUab ①

根据场强E与电势差的关系有：Uab=dE ②

W11.2 10 7

V/m 60V/m 解①②式得：E

qd4 10 8 5 10 2

（2）b、c两点间的电势差为：Ubc=E bc cos60 =60 0.06V=3.6V W2=q Ubc =4 10 8 3.6J=1.44 10 7J

（3）Uab=dE =0.05 60V=3.0V，则有：Uac= Uab+ Ubc=6.6V. 18．解：（1）A、B碰撞动量守恒，设它们的共同速度为v，有： mv0=2mv 解得：v=5.0m/s

由L=vt 解得飞行时间为：t=1.0s 由H

122H

at 解得加速度为：a 2 5.0m/s，显然电场力向上，q为负电. 2t

2m(g a)2 10 3 5.0

C 1.0 10-5C 由2mg qE=2ma 解得：q 3

E1.0 10

（2）设所求速度大小为vt，根据动能定理有：(2mg qE)H

22

即：2aH v vt 解得：vt

1

2m(vt2 v2) 2

2aH v2 5m/s

19．解：设小球质量为m，带电量为q. 由其沿AB方向运动知: mg=qE ① （1）根据动能定理有：mgl qEl

12

mvB ② 解①②式得：vB 2gl 2

小球到B点瞬时受到绳对它的拉力的冲量作用使其竖直向下的动量分量减为零，这个方向的分速度为零. 它开始做圆周运动时只具有水平方向的速度vx，其大小为： vx vBcos45 2gl

（2）小球由B到C的运动过程中，根据动能定理有： qEl mgl

1212

mvC mvx=0， 22

2gl

显然有： vC vx

（3）设P到最高点时细线与x轴成 角（如右图）， 根据动能定理有：

12

mvC mglsin qEl(1 cos ) 2

整理得：mgl mgl(sin 1 cos )，解得： =45 ；最高点的坐标为(

22l,l). 22

20. A.

21. 解：（1）由A平衡知，它受电场力qE的方向应竖直向上，故A带负电荷.

（2）A、B弹性碰撞，因二者质量相等，速度交换. 此后，B做自由落体运动；A 做与平抛类似的曲线运动. （3）A原来它平衡有：为：

qU

mg；电压改变后它所受的电场力方向仍竖直向上，其大小d

0.9qU

0.9mg，它所受合力F=0.1mg，方向竖直向下. 因此，它的加速度a=0.1g.d12

at得：t 2

2h

0.2s.水平位移为：x v0t 0.04m. 因B球落在A、B碰a

由h

撞位置正下方的极板处，A、B间距离即为0.04m.

2

2

图1 图3 图2 图4

解：图1中实线是假设的最终平衡状态，图2、图3分别是A、B的受力分析图. 根据平衡条件，对A有：

水平方向：T1sin T2sin

qE；竖直方向：T1cos mg T2cos 对B

有：水平方向：T2sin qE；竖直方向：T2cos mg

解以上各式得： =0， =45

. 可见最终平衡状态如图4中实线所示. 与原来相比较， A的重力势能减少了：E1=mgl（1 sin60 ）

B的重力势能减少了：E2=mgl（1 sin60 +cos45 ） A的电势能增加了：E3=qElcos60

B的电势能减少了：E4=Qel（sin45 sin30 ） 两种势能总和减少了：E=E1+E2+E4 E3 代入数据解得：E=6.8 10 2J.

高二物理寒假作业（2）

1．如图所示虚线所围的区域内(为真空环境),存在电场强度为E的匀强电场和磁感强度为B 的匀强磁场.已知从左方水平射入的电子,穿过这区域时未发生偏转.设重力可忽略,则在这区域中的E和B的方向可能是（ ）

A、E和B都沿水平方向,并与电子运动方向相同

B、E和B都沿水平方向,并与电子运动方向相反

C

、E竖直向上,B水平、垂直纸面向外 D、E竖直向上,B水平、垂直纸面向里

2．如图所示，虚线间空间存在由匀强电场E

和匀强磁场B组成的正交或平行的电场和磁场，有一个带正电小球（电量为+q，质量为m）从正交或平行的电磁混合场上方的某一高度自由落下，那么，带电小球可能沿直线通过下列的哪个电磁混合场（ ）

3．如图所示，有一带电小球，从两竖直的带电平行板上方某高度处自由落下，两板间匀强磁场方向垂直纸面向外，则小球通过电场、磁场空间时（ ） A．可能做匀加速直线运动 B．一定做曲线运动 C．只有重力做功

D．电场力对小球一定做正功

4．回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示.它的核心部分是 两个D形金属盒，两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速。两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出。如果用同一回旋加

34

速器分别加速氚核（1H）和α粒子（2He）比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，有（ ）

A.加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大 B.加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小 C.加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能也较小

D.加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大

5．在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一与磁场方向垂直长度 为L金 属杆aO,已知ab=bc=cO=L/3,a、c与磁场中以O为圆心的同心圆金属轨道始终接触良好.一电容为C的电容器接在轨道上,如图所示,当金属杆在与磁场垂直的平面内以O为轴,以角速度ω顺时针匀速转动时（ ） A. Uac=2Uab B. Uac=2Ub0

C. 电容器带电量Q

42

BL C 9

D. 若在eO间连接一个理想电压表,则电压表示数为零

6． 磁流体发电是一项新兴技术，它可以把气体的内能直接转化

为电能，下图是它的示意图．平行金属板A、B之间有一个很强的匀强磁场，磁感应强度为B，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）垂直于B的方向喷入磁场，每个离子的速度为v，电荷量大小为q，A、B两板间距为d，稳定时下列说法中正确的是（ ）

A．图中A板是电源的正极 B．图中B板是电源的正极 C．电源的电动势为Bvd D．电源的电动势为Bvq

7．由中国提供永磁体的阿尔法磁谱仪原理图如图所示，它曾由航天 飞机携带升空，将来安装在阿尔法国际航空站中，主要使命之一是探索宇宙中的反物质。反物质由反粒子组成，反粒子的质量与正粒子相同，带电量与正粒子相等但电性符号相反，例如反质子是 11H。假若使一束质子、反质子、 粒子、反 粒子组成的射线，通过OO 进入匀强磁场B2而形成4条径迹，如图所示，则反 粒子的径迹为（ ） A．1 B．2 C．3 D．4

8．如图所示，某一真空室内充满竖直向下的匀强电场E，在竖直平面内建立坐标系xoy，在y<0的空间里有与场强E垂直的匀强磁场B，在y＞0的空间内，将一质量为m的带电液滴（可视为质点）自由释放，此液滴则沿y轴的负方向，以加速度a =2g（g为重力加速度）作匀加速直线运动，当液滴运动到坐标原点时，瞬间被安置在原点的一个装置改变了带电性质（液滴所带电荷量和质量均不变），随后液滴进入y<0的空间内运动．液滴在y<0的空间内运动过程中 （ ） A．重力势能一定是不断减小 B．电势能一定是先减小后增大 C．动能不断增大 D．动能保持不变

9.如图所示，相距为d的两平行金属板水平放置，开始开关S合上使平行板电容器带电．板间存在垂直纸面向里的匀强磁场．一个带电粒子恰能以水平速度v向右匀速通过两板间．在以下方法中，要使带电粒子仍能匀速通过两板，(不考虑带电粒子所受重力)正确的是 （ ）

A．把两板间距离减小一倍，同时把粒子速率增加一倍 B．把两板的距离增大一倍，同时把板间的磁场增大一倍

C．把开关S断开，两板的距离增大一倍，同时把板间的磁场减小一倍 D．把开关S断开，两板的距离减小一倍，同时把粒子速率减小一倍

10．如图所示，虚线EF的下方存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场

强度为E，磁感应强度为B.一带电微粒自离EF为h的高处由静止下落，从B点进入场区，做了一段匀速圆周运动，从D点射出. 下列

说法正确的是（ ）

A．微粒受到的电场力的方向一定竖直向上

C

E

B．微粒做圆周运动的半径为

B2h g

C．从B点运动到D点的过程中微粒的电势能先增大后减小

D．从B点运动到D点的过程中微粒的电势能和重力势能之和在最低点C最小

11．如图所示，平行金属板M、N之间的距离为d，其中匀强磁场的磁感应强度为B，方向

垂直于纸面向外，有带电量相同的正负离子组成的等离子束，以速度v沿着水平方向由左端连续射入，电容器的电容 为C，当S闭合且平行金属板M、N之间的内阻为r。电路达到稳定状态后，关于电容器的充电电荷量Q说法正确的是（ ）

A．当S断开时，Q CBdv

B．当S断开时，Q CBdv

C．当S闭合时，Q CBdv

D．当S闭合时，Q CBdv

12．如图所示，水平正对放置的带电平行金属板间的匀强电场方向竖直向上，匀强磁场方向垂直纸面向里，一带电小球从光滑绝缘轨道上的a点由静止释放，经过轨道端点P进入板间后恰好沿水平方向做匀速直线运动．现在使小球从稍低些的b点由静止释放，经过轨道端点P进入两板之间的场区．关于小球和小球现在的运动情况，以下判断中正确的是（ ）

A．小球可能带负电

B．小球在电、磁场中运动的过程动能增大

C．小球在电、磁场中运动的过程电势能增大 D．小球在电、磁场中运动的过程机械能总量不变 13．如图，电源电动势为E，内阻为r，滑动变阻器电阻为R，

开关S

闭合。两平行极板间有匀强磁场，一带电粒子正

好以速度v匀速穿过两板，以下说法正确的是

A．保持开关S闭合，将滑片P向上滑动一点，粒子将可能从下极板边缘射出 B．保持开关S闭合，将滑片P向下滑动一点，粒子将可能从下极板边缘射出 C．保持开关S闭合，将a极板向下移动一点，粒子将继续沿直线穿出 D．如果将开关S断开，粒子将继续沿直线穿出

14．某制药厂的污水处理站的管道中安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，在垂直于上下底面方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在前后两个面的内侧固定有金属板作为电极，当含有大量正负离子（其重力不计）的污水充满管口从左向右流经该装置时，利用电压表所显示的两个电极间的电压U，就可测出污水流量（Q单位时间内流出的污水体积）．则下列说法正确的是（ ）

A．后表面的电势一定高于前表面的电势，与正负哪种离子多少无关 B．若污水中正负离子数相同，则前后表面的电势差为零 C．流量Q越大，两个电极间的电压U越大

D．污水中离子数越多，两个电极间的电压U越大

15．地面附近空间中存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场，已知

磁场方向垂直纸面向里，一个带电油滴能沿一条与竖直方向成α角的直线MN运动（MN在垂直于磁场方向的平面内），如图所示，则以下判断中正确的是（ ）

A．如果油滴带正电，它是从M点运动到N点 B．如果油滴带正电，它是从N点运动到M点

C．如果电场方向水平向左，油滴是从M点运动到N点 D．如果电场方向水平向右，油滴是从M点运动到N点

16．地球大气层外部有一层复杂的电离层，既分布有地磁场，也分

布有电场,假设某时刻在该空间中有一小区域存在如图所示的电场和磁场；电场的方向在纸面内斜向左下方，磁场的方向垂直纸面向里．此时一带电宇宙粒子，恰以速度钐垂直于电场和磁场射入该区域，不计重力作用，则在该区域中，有关该带电粒子的运动情况可能的是（ ）

A．仍作直线运动 B．立即向左下方偏转 C．立即向右上方偏转 D．可能做匀速圆周运动

17．如图所示，粒子源S可以不断地产生质量为m、电荷量为+q的粒子(重力不计)．粒子从

O1孔漂进(初速不计)一个水平方向的加速电场，再经小孔O2进入相互正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B1，方向如图．虚线PQ、MN之间存在着水平向右的匀强磁场，磁感应强度大小为B2(图中未画出)．有一块折成直角的硬质塑料板abc(不带电，宽度很窄，厚度不计)放置在PQ、MN之间(截面图如图)，a、c两点恰在分别位于PQ、MN上，ab=bc=L，α= 45°．现使粒子能沿图中虚线O2O3进入PQ、MN之间的区域．

S

18．如图所示，在直角坐标系的第一、二象限内有垂直于纸面的匀强磁场，第三象限有沿y

轴负方向的匀强电场；第四象限无电场和磁场。现有一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v0从y轴上的M点沿x轴负方向进入电场，不计粒子的重力，粒子经x轴上的N点和P点最后又回到M点，设OM=L,ON=2L.求： （1）带电粒子的电性，电场强度E的大小； （2）带电粒子到达N点时的速度大小和方向； （3）匀强磁场的磁感应强度的大小和方向；

（4）粒子从M点进入电场，经N、P点最后又回到M点所用的时间。

19．在平面直角坐标系xOy中，第I象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第IV象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B．一质量为m，电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成60º角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示．不计粒子

(1) 求加速电压U1．

(2)假设粒子与硬质塑料板相碰后，速度大小不变，方向变化遵守光的反射定律．粒子在PQ、MN

重力，求：

M、N两点间的电势差UMN； 粒子在磁场中运动的轨道半径r； 粒子从M点运动到P点的总时间t．

22．在如图所示的直角坐标系中，x轴的上方有与x

大小为E

2 104V／m．x轴的下方有垂直于xOy面的匀强磁场，磁感应强度的大小为

B 2 10 2T. 把一个比荷为q/m=2×108C/kg的正电荷从坐标为（0，1）的A点处由静止

释放. 电荷所受的重力忽略不计，求：

（1）电荷从释放到第一次进入磁场时所用的时间t； （2）电荷在磁场中运动轨迹的半径； （3）电荷第三次到达x轴上的位置.

23．如图所示，某一真空区域内充满匀强电场和匀强磁场，此区域的宽度d = 8 cm，电场强度为E，方向竖直向下，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，一电子以一定的速度沿水平方向射入此区域．若电场与磁场共存，电子穿越此区域时恰好不发生偏转；若射入时撤去磁场，电子穿越电场区域时，沿电场方向偏移量y = 3.2 cm；若射入时撤去电场，电子穿越磁场区域时也发生了偏转．不计重力作用，求：

（1）电子射入时的初速度的表达式； （2）电子比荷的表达式；

（3）画出电子穿越磁场区域时（撤去电场时）的轨迹并标出射出磁场时的偏转角 ； （4）电子穿越磁场区域后（撤去电场时）的偏转角 ．

24．如图所示，地面上方竖直界面N左侧空间存在着水平的、垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=2.0 T．与N平行的竖直界面M左侧存在竖直向下的匀强电场，电场强度E1=100 N/C．在界面M与N之间还同时存在着水平向左的匀强电场，电场强度E2=200 N/C．在紧靠界面M处有一个固定在水平地面上的竖直绝缘支架，支架上表面光滑，支架上放有质量m2=1．8×10-4 kg的带正电的小物体b（可视为质点），电荷量q2=1．0×10-5 C．一个质量m1=1.8×10-4 kg，电荷量q1=3.0×10-5 C的带负电小物体（可视为质点）a以水平速度v0射入场区，沿直线运动并与小物体b相碰，a、b两个小物体碰后粘合在一起成小物体c，进入界面M右侧的场区，并从场区右边界N射出，落到地面上的Q点（图中未画出）．已知支架顶端距地面的高度h=1.0 m，M和N两个界面的距离L=0.10 m，g取10 m/s2．求： （1）小球a水平运动的速率；

（2）物体c刚进入M右侧的场区时的加速度； （3）物体c落到Q点时的速率．

25．如图，真空中有一个平行板电容器，极板长

L0=10cm，间距d

= cm，两极板接在电压

3

u=200sin（100πt ）V的交流电源上，在平行板电容器右端L1=20cm处有一个范围足够大的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B

10-2T．一束带正电的粒子以v0

=

v

105m/s的速度沿着两极板的中轴线飞入电场，粒子的比荷q/m=1×108C/kg，不计粒子的

重力．问：

（1）何时飞入的粒子在电场中不发生偏转？这样的粒子进入磁场的深度多大？ （2）何时飞入的粒子在离开电场时偏转最大？这样的粒子进入磁场的深度多大？ （3）第（2）问中的粒子从飞入电场到离开磁场经过的总时间为多大？

高二物理寒假作业（2）

参考答案及评分标准

1.ABC 2.CD 3.B 4.B 5.BC 6.BC 7.B 8.D 9.A 10.ABC 11.BC 12.BC 13.AB 14AC 15 16ABC

17解析：（1）粒子源发出的粒子，进入加速电场被加速，速度为v0，根据能的转化和守恒定律得：qU1

12

mv0 2

要使粒子能沿图中虚线O2O3进入PQ、MN之间的区域， 则粒子所受到向上的洛伦兹力与向下的电场力大小相等， qE qv0B 得到v0

E

B1

mE22qB1

2

将②式代入①式，得U1＝

（2）粒子从O3以速度v0进入PQ、MN之间的区域，先做匀速直线运动，打到ab板上，以大小为v0的速度垂直于磁场方向运动．粒子将以半径R在垂直于磁场的平面内作匀速圆周运动，转动一周后打到ab板的下部．由于不计板的厚度，所以质子从第一次打到ab板到第二次打到ab板后运动的时间为粒子在磁场运动一周的时间，即一个周期T．

mv22 m2 R0

由qvB2 和运动学公式T ，得T

R

v0qB2

粒子在磁场中共碰到2块板，做圆周运动所需的时间为t1 2T

s

粒子进入磁场中，在v0方向的总位移s=2Lsin45°，时间为t2

v0则t=t1+t2=

2B1L4 m qB2E

18解析：（1）粒子从M至N运动过程有：L 加速度a=

12

1 at ○

2

2LqE

2 运动时间t 3 ○ ○

vm0

2

mv02Lmam2L2

1○2○3得电场强度a=2,E=4 =v 则 E=由○ ○

2qLtqq(2L)20

(2)设vN与x成θ角tan

vyv0

at

1, 45 v0

5 ○

带电粒子到N点速度

vN 2v0

（3）带电粒子在磁场中做圆周运动的轨迹如图所示，圆心

在O′处，设半径为R，由几何关系知带电粒子过P点的速度方向与x成45角，则OP=OM=L

则R

3L2

6 ○

2

vN

7 由牛顿第二定律得：qvNB m ○

R

6○7解得：B 由○

2mv0

3Lg

2L

8 ○

v0

332 mq L

9 T ○

44qB4v02LL

0 1○

vNv0

(4)粒子从M至N时间：t1

粒子在磁场中运动时间：t2

粒子从P至M运动时间t3

从M点进入电场，经N、P回M所用时间t t1 t2 t3 19解析： 设粒子过N点的速度为v，有

(9 12)L

4v0

v0

cos v

v＝2v0

粒子从M点到N点的过程，有

qUMN UMN

1212mv mv0 22

23mv0

2q

粒子在磁场中以O′为圆心做匀速圆周运动，半径为O′N，有

mv2

qvB

rr

2mv0

qB

由几何关系得：ON ＝ rsinθ

设粒子在电场中运动的时间为t1，有 ON ＝v0t1

t1

粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期

T

2πm

qB

设粒子在磁场中运动的时间为t2，有

t2 t2

π

T 2π2πm

3qB

t＝t1＋t2

解得：t

22解析：（1）电荷从A点匀加速运动到x轴的C点，位移为s AC 加速度为a

2m

qE

22 1012m/s m

2s

1 10 6s a

6

所用的时间为t

（2）电荷到达C点的速度为v at 22 10m/s，速度方向与x轴正方向成45°

v2

在磁场中运动时，有qvB m

R

得轨道半径R

mv2

m qB2

（3）轨迹圆与x轴相交的弦长为 x 2R 1m

电荷从坐标原点O再次进入电场中，速度方向与

电场方向垂直，电荷在电场中做类平抛运动，运动 轨迹如图所示，与x轴第三次相交时，设运动的 时间为t ，则

12at

tan45 vt

得t 2 10s

6

x

vt

8m

cos45

即电荷第三次到达x轴上的点的坐标为（8m，0） 23解析：（1）电子在复合场中不发生偏转，所受电场力和洛仑兹力平衡：

E q B q v

得初速度的表达式： v

E B

（2）电子垂直进入匀强电场，向上偏转作类平抛运动：

1E q

a t2 a

2mq2Ey

得电子比荷： 22

mBd

d v t y

（3）正确作出轨迹和标出偏转角

（4）电子垂直进入匀强磁场作匀速圆周运动，洛仑兹力提供向心力：

v2

B q v m

r

mvd2

10(cm) 代入比荷的表达式得 r

Bq2y

由图可知，sin

d8

aresin0.8 或 530 r10

24解析：（1）a向b运动过程中受向下的重力，向上的电场力和向下的洛伦兹力． 小球a的直线运动必为匀速直线运动，a受力平衡，因此有 q1E1－q1v0B－m1g=0

解得v0=20 m/s

（2）二球相碰动量守恒m1v0=（m1+m2）v，解得v =10 m/s 物体c所受洛伦兹力f=（q1－q2）vB=4.0×10-4 N，方向向下

物体c在M右场区受电场力：F2=（q1－q2）E2=4.0×10-3 N，方向向右 物体c受重力：G=（m1+m2）g= 3.6×10-3 N，方向向下 物体c受合力：F合＝F2 (f G)2=22×10-3 N

2

2m/s2=15.7 m/s2 物体c的加速度：a= F = 合 m1 m29

f G

设合力的方向与水平方向的夹角为θ，则tanθ＝ 0，解得θ=45°

F2

加速度指向右下方与水平方向成45°角

（3）物体c通过界面M后的飞行过程中电场力和重力都对它做正功， 设物体c落到Q点时的速率为vt，由动能定理

11（m1+m2）gh+（q1－q2）E2L= （m12）vt2－ （m1）v2 22

解得vt=.2m/s=11 m/s．

25解析：（1）粒子飞越电场的时间t0= L0/ v0 t0

/3) ×10-6s T=0.02s t0<< T 所以，每个粒子飞越电场的过程中，可以认为此时的电场是恒定的，要在电场中不偏转，条件是u=0 即sin(100 t) 0 100πt=nπ n=0、1、2、3

所以进入的时刻为：t=n/100s 或 t1=0、10-2 s、2×10-2 s、3×10-2 s、4×10-2s．．． 在磁场中有B v0q=m v02/R R= m v0/Bq R=0.1m 即深度

（2）粒子飞越电场的最大偏转距离最多为d/2 假设这时的电压为U0

md2v02dqU0L02

= U0 = 代入得：U0=100V

qL0222mdv02

由100=200sin100пt 并考虑到对称性可得：t= n

1 2

10s 6

或 t2=×10-2 s、（1

粒子的出射角度tan =

1

6111）×10-2 s、（2 ）×10-2 s、（3 ）×10-2 s、．．． 666qU0L0d0

= tan =30

2

mdv0L0

出射速度v=

v0mv R/ = R/

Bqcos

打入深度D= R/(1+sin )

考虑到向上偏转的情况，打入深度D’= R’ （1-sin ） D’

=

cm 3

（3）在电场和磁场之间飞行时间t3=

L1 t3

×10-6s 在磁场中的飞行时间

v0

t4=2T/3 T=

2 m4 m

t4= t总= Bq3Bq

t0+t3+t4

4

)×10-6s 9

v考虑到向上偏转的情况，在磁场中的飞行时间t5 =T/3

t’总= t0+t3+t5

2

)×10-6s ( 9

高二物理寒假作业（3）

1. 如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关

S

U1和

U2；

数分别为I1、I2和I3。现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是（

） A．U2

变小、I3变小 B．U2不变、I3变大

C．I1变小、I2变小 D．I1变大、I2变大

2． 超导限流器是一种短路故障电流限制装置，它由超导部件和限流电阻并联组成，原理图如图所

示．当通过超导部件的电流大于其临界电流IC

时，超导部件由超导态（可认为电阻为零）转变为正常态（可认为是一个纯电阻），以此来限制电力系统的故障电流．超导部件正常态电阻R1＝7.5Ω，临界电流IC＝0.6A，限流电阻R2＝15Ω，灯泡L上标有 “6V 3W”，电源电动势E＝7V，内阻r＝2Ω，电路正常工作．若灯泡L突然发生短路，则下列说法正确的是（ ） A．灯泡L短路前通过R1的电流为

1A 32A 3

B．灯泡L短路后超导部件电阻为零 C．灯泡L短路后通过R1的电流为

D．灯泡L短路后通过R1的电流为1A

3．如图甲所示的电路，不计电表的内阻影响，改变滑线变阻器的滑片的位置，测得电压表V1和V2

随电流表A的示数变化的试验图像，如图乙所示，关于这两条实验图像，有（ ） A．图线b的延长线不一定过坐标原点O

B．图线a的延长线与纵轴交点的纵坐标值等于电源的电动势 C．图线a、b焦点的横坐标和纵坐标的乘积等于电源的输出功率 D．图线a、b焦点的横坐标和纵坐标的乘积等于R0上消耗的功率

图甲

4.某同学设计了一个转向灯电路，其中L为指示灯，L1、L2分别为左、右转向灯，S为单刀双掷开

关，E为电源.当S置于位置1时，以下判断正确的是（ ） A.L的功率小于额定功率 B.L1亮，其功率等于额定功率 C.L2亮，其功率等于额定功率 D.含L支路的总功率较另一支路的大

5．将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l，它在磁感应强度

为B、方向如图的匀强磁场中匀速转动，转速为n，导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路有额定功率为P的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，灯泡的电阻应为（ ）

2222

A．(2πlnB)/P B．2(πlnB)/P

C．(lnB)/2P D．(lnB)/P

6．如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻R1和R2

相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面．有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为V时，受到安培力的大小为F。此时（ ） A．电阻R1消耗的热功率为Fv/3 B．电阻R2消耗的热功率为 Fv/6

C．整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcosθ． D．整个装置消耗的机械功率为Fv

7．如图所示的电路中，电池的电动势为E，内阻为r，电路中的电阻R1、R2和R3

电键S处于闭合状态下，若将电键S1由位置1切换到位置2，则（ ）

A．电压表的示数变大； 3 B．电池内部消耗的功率变大； C．电阻R2两端的电压变大； D．电池的效率变大

8．四个相同的电流表分别改装成两个安培表和两个电压表，安培表A1的量程大于A2的量程，电压

表V1的量程大于V2的量程，把它们按右图接触电路中（ ） A．A1的读数比A2的读数大 B．

A

1

指针偏转角度比A2指针偏转角度大 C．V1读数比V2读数大

D．V1指针偏转角度比V2指针偏转角度大 9．（1）要用伏安法测量Rx的电阻，已知电压表内阻约几kΩ，电流表内阻约1Ω，若采用甲图的电

路，Rx的测量值比真实值 （选择“偏大”或“偏小”），若Rx约为10Ω应采用 （选“甲图”或“乙图”）的电路，误差会比较小.

（2）无论是用甲图或乙图测量，都不可避免产生由电表内阻引起的测量误差，有两个研究性学习

小组分别设计了以下的实验方案：

I．第一组利用如图丙的电路进行测量，主要实验步骤如下：

第一组：将键S2接2，闭合电键S1，调节滑动变阻器RP和RW，使电表读数接近满量程，但不超过量程，记录此时电压表和电流表的示数U1、I1。

①请你写出接着的第二步，并说明需要记录的数据： . ②由以上记录的数据计算出被测电阻Rx的表达式为Rx= . ③简要分析此实验方案为何避免电表内阻引起的实验误差 .

2222

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/7ngj.html