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高考物理二轮复习 第一阶段专题三第2讲 专题特辑 课下 针对高考押题训练
高考物理二轮复习 第一阶段专题三第2讲 专题特辑 课下 针对高考押题训练
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[课下——针对高考押题训练]1.(2012·北京高考)处于匀强磁场中的一个带电粒子,仅在磁场力作用下做匀速圆周运动。将该粒子的运动等效为环形电流,那么此电流值( )A.与粒子电荷量成正比B.与粒子速率成正比C.与粒子质量成正比D.与磁感应强度成正比解析:选D 由电流概念知,该电流是通过圆周上某一个位置(即某一截面)的电荷量与所用时间的比值。若时间为带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T,则公式I=q/T中的电荷量q即为该带电粒子的电荷量。又T=,解出I=。故只有选项D正确。2.(2012·晋江四校联考)如图1所示,长为L的通电直导体棒放在光滑水平绝缘轨道上,劲度系数为k的水平轻弹簧一端固定,另一端拴在棒的中点,且与棒垂直,整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,弹簧伸长x,棒处于静止状态。则( )A.导体棒中的电流方向从b流向a图1B.导体棒中的电流大小为C.若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度,x变大D.若只将磁场方向缓慢逆时针转过一小角度,x变大解析:选B 由左手定则可知,导体棒中的电流方向从a流向b,选项A错误;由BIL=kx可得导体棒中的电流大小为I=kx/BL,选项B正确;若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度,或逆时针转过一小角度,导体棒沿水平方向所受安培力变小,故x都变小,选项C、D错误。3.(2012·大纲版全国卷)如图2所示,两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上,O为MN的中点。c、d位于MN的中垂线上,且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点图2处的磁场,下列说法正确的是( )A.O点处的磁感应强度为零B.a、b两点处的磁感应强度大小相等,方向相反C.c、d两点处的磁感应强度大小相等,方向相同D.a、c两点处磁感应强度的方向不同解析:选C 由安培定则可知,两导线在O点产生的磁场均竖直向下,合磁感应强度一定不为零,选项A错;由安培定则,两导线在a、b两处产生的磁场方向均竖直向下,由于对称性,电流M在a处产生磁场的磁感应强度等于电流N在b-6-\n处产生磁场的磁感应强度,同时电流M在b处产生磁场的磁感应强度等于电流N在a处产生磁场的磁感应强度,所以a、b两处磁感应强度大小相等方向相同,选项B错;根据安培定则,两导线在c、d两处分别产生的磁场垂直c、d两点与导线连线方向斜向下,且产生的磁场的磁感应强度相等,由平行四边形定则可知,c、d两点处的磁感应强度大小相等,方向相同,选项C正确;a、c两处磁感应强度的方向均竖直向下,选项D错。4.如图3所示,平面直角坐标系的第Ⅰ象限内有一匀强磁场垂直于纸面向里,磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v从O点沿着与y轴夹角为30°的方向进入磁场,运动到A点时速度方向与x轴的正方向相同,不计粒子的重力,则( )A.该粒子带正电图3B.A点与x轴的距离为C.粒子由O到A经历时间t=D.运动过程中粒子的速度不变解析:选B 由左手定则可判断该粒子带负电,A错误;粒子运动轨迹如图所示,则A点离x轴的距离为r(1-cosθ)=(1-cos60°)=,B正确;t=·T=,C错误;运动过程中粒子速度大小不变,方向时刻改变,D错误。5.利用如图4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,下列说法错误的是( )图4A.粒子带负电B.射出粒子的最大速度为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-6-\n解析:选D 由左手定则和粒子的偏转情况可以判断粒子带负电,选项A对;根据洛伦兹力提供向心力qvB=可得v=,r越大v越大,由题图可知r最大值为rmax=,选项B正确;又r最小值为rmin=,将r的最大值和最小值代入v的表达式后得出速度之差为Δv=,可见选项C正确、D错误。6.(2012·广州二模)薄铝板将同一匀强磁场分成Ⅰ、Ⅱ两个区域,高速带电粒子可穿过铝板一次,在两个区域内运动的轨迹如图5所示,半径R1>R2。假定穿过铝板前后粒子电荷量保持不变,则该粒子( )A.带正电图5B.在Ⅰ、Ⅱ区域的运动速度大小相同C.在Ⅰ、Ⅱ区域的运动时间相同D.从Ⅱ区域穿过铝板运动到Ⅰ区域解析:选C 粒子穿过铝板受到铝板的阻力速度将减小,由r=可得粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径将减小,故可得粒子由Ⅰ区域运动到Ⅱ区域,结合左手定则可知粒子带负电,A、B、D选项错误;由T=可知粒子运动的周期不变,粒子在Ⅰ区域和Ⅱ区域中运动的时间均为t=T=,C选项正确。7.(2012·安徽高考)如图6所示,圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子以速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场,经过Δt时间从C点射出磁场,OC与OB成60°角。现将带电粒子的速度变为,仍从A点沿原方向射入磁场,不计重力,则粒子在磁场中的运动时间图6变为( )A.ΔtB.2ΔtC.ΔtD.3Δt解析:选B 作出粒子运动轨迹如图所示,设电子粒子以速度v进入磁场做圆周运动,圆心为O1,半径为r1,则根据qvB=,得r1=,根据几何关系得=tan,且φ1=60°当带电粒子以v的速度进入时,轨道半径r2===r1-6-\n,圆心在O2,则=tan。即tan===3tan=。故=60°,φ2=120°;带电粒子在磁场中运动的时间t=T,所以==,即Δt2=2Δt1=2Δt,故选项B正确,选项A、C、D错误。8.空间存在垂直于纸面方向的均匀磁场,其方向随时间做周期性变化,磁感应强度B随时间t变化的图象如图7所示。规定B>0时,磁场的方向穿出纸面。一电荷量q=5π×10-7C、质量m=5×10-10kg的带电粒子,位于某点O处,在t=0时以初速度v0=πm/s沿某方向开始运动。不计重力的作用,不计磁场的变化可能产生的一切其他影响。则在磁场变化N个(N为整数)周期的时间内带电粒子的平均速度的大小等于( )图7A.πm/sB.m/sC.2m/sD.2m/s解析:选C 带电粒子在磁场中的运动半径为r==0.01m,周期为T==0.02s,作出粒子的轨迹示意图如图所示,所以在磁场变化N个(N为整数)周期的时间内,由平均速度的定义式===m/s=2m/s,即C选项正确。9.(2012·新课标全国卷)如图8所示,一半径为R的圆表示一柱形区域的横截面(纸面)。在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场,一质量为m、电荷量为q的粒子沿图中直线在圆上的a点射入柱形区域,在圆上的b点离开该区域,离开时速度方向与直线垂直。圆心O到直线的距离为R。现将磁场换为平行于纸面且垂直于直线的匀强电场,同一粒图8子以同样速度沿直线在a点射入柱形区域,也在b点离开该区域。若磁感应强度大小为B,不计重力,求电场强度的大小。解析:粒子在磁场中做圆周运动。设圆周的半径为r,由牛顿第二定律和洛伦兹力公式得-6-\nqvB=m①式中v为粒子在a点的速度。过b点和O点作直线的垂线,分别与直线交于c和d点。由几何关系知,线段、和过a、b两点的轨迹圆弧的两条半径(未画出)围成一正方形。因此==r②设=x,由几何关系得=R+x③=R+④联立②③④式得r=R⑤再考虑粒子在电场中的运动。设电场强度的大小为E,粒子在电场中做类平抛运动。设其加速度大小为a,由牛顿第二定律和带电粒子在电场中的受力公式得qE=ma⑥粒子在电场方向和直线方向所走的距离均为r,由运动学公式得r=at2⑦r=vt⑧式中t是粒子在电场中运动的时间。联立①⑤⑥⑦⑧式得E=⑨答案:10.(2012·海南高考)图9(a)所示的xOy平面处于匀强磁场中,磁场方向与xOy平面(纸面)垂直,磁感应强度B随时间t变化的周期为T,变化图线如图(b)所示。当B为+B0时,磁感应强度方向指向纸外。在坐标原点O有一带正电的粒子P,其电荷量与质量之比恰好等于。不计重力。设P在某时刻t0以某一初速度沿y轴正向自O点开始运动,将它经过时间T到达的点记为A。图9-6-\n(1)若t0=0,则直线OA与x轴的夹角是多少?(2)若t0=,则直线OA与x轴的夹角是多少?解析:(1)设粒子P的质量、电荷量与初速度分别为m、q与v,粒子P在洛伦兹力作用下,在xOy平面内做圆周运动,分别用R与T′表示圆周的半径和运动周期,则有qvB0=m2R①v=②由①②式与已知条件得T′=T③粒子P在t=0到t=时间内,沿顺时针方向运动半个圆周,到达x轴上的B点,此时磁场方向反转;继而,在t=到t=T时间内,沿逆时针方向运动半个圆周,到达x轴上的A点,如图(a)所示。OA与x轴的夹角θ=0(2)粒子P在t0=时刻开始运动,在t=到t=时间内,沿顺时针方向运动个圆周,到达C点,此时磁场方向反转;继而,在t=到t=T时间内,沿逆时针方向运动半个圆周,到达B点,此时磁场方向再次反转;在t=T到t=时间内,沿顺时针方向运动个圆周,到达A点,如图(b)所示。由几何关系可知,A点在y轴上,即OA与x轴的夹角θ=。答案:(1)0 (2)-6-
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高考 - 二轮专题
发布时间:2022-08-25 21:38:50
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