福建省2014屆高三物理二輪專題復(fù)習(xí)：檢測(cè)卷(八)

1、 一、選擇題(本題共7小題,每小題8分,共56分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確)1.電子感應(yīng)加速器是利用感生電場(chǎng)使電子加速的設(shè)備。電子感應(yīng)加速器的基本原理如圖所示,上下為電磁鐵的兩個(gè)磁極,磁極間有一個(gè)環(huán)形真空室,磁鐵線圈的電流方向如圖所示,當(dāng)線圈中的電流增強(qiáng)時(shí),電子加速運(yùn)動(dòng),則從上往下看()A.感生電場(chǎng)為順時(shí)針方向,電子做順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)B.感生電場(chǎng)為順時(shí)針方向,電子做逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)C.感生電場(chǎng)為逆時(shí)針方向,電子做逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)D.感生電場(chǎng)為逆時(shí)針方向,電子做順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)2.如圖所示,質(zhì)量為m、電荷量為e的質(zhì)子以某一初速度從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正方向進(jìn)入場(chǎng)區(qū),若場(chǎng)區(qū)僅存在平行于y軸向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí),質(zhì)子

2、通過P(d,d)點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為5Ek;若場(chǎng)區(qū)僅存在垂直于xOy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí),質(zhì)子也能通過P點(diǎn)。不計(jì)質(zhì)子的重力。設(shè)上述勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E、勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,則下列說法中正確的是()A.E= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。B.E= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。C.B= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。D.B= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。 4.如圖所示,長(zhǎng)為3L的直導(dǎo)線折成三段做成正三角形,并置于與其所在平面相垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,當(dāng)在該導(dǎo)線中通以電流強(qiáng)度為I的電流時(shí),該通電導(dǎo)線受到的安培力大小為()A.2BILB.3BILC. QUOTE 錯(cuò)誤！

3、未找到引用源。BILD.05.如圖所示,MN是磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界。一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子在紙面內(nèi)從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)。若粒子速度為v0,最遠(yuǎn)能落在邊界上的A點(diǎn)。下列說法正確的有()A.若粒子落在A點(diǎn)的左側(cè),其速度一定小于v0B.若粒子落在A點(diǎn)的右側(cè),其速度一定小于v0C.若粒子落在A點(diǎn)左右兩側(cè)d的范圍內(nèi),其速度不可能小于v0- QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。D.若粒子落在A點(diǎn)左右兩側(cè)d的范圍內(nèi),其速度不可能大于v0+ QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。6.(2013南通一模)如圖所示,圓形區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),P為磁場(chǎng)邊界上的一點(diǎn)。有無數(shù)帶有同樣電荷、具有同樣質(zhì)量的粒子在紙

4、面內(nèi)沿各個(gè)方向以相同的速率通過P點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)。這些粒子射出邊界的位置均處于邊界的某一段弧上,這段圓弧的弧長(zhǎng)是圓周長(zhǎng)的 QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。將磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小從原來的B1變?yōu)锽2,結(jié)果相應(yīng)的弧長(zhǎng)變?yōu)樵瓉淼囊话?則 QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。等于()A. QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。B. QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。C.2D.37.(2013新課標(biāo)全國(guó)卷)空間有一圓柱形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,該區(qū)域的橫截面的半徑為R,磁場(chǎng)方向垂直于橫截面。一質(zhì)量為m、電荷量為q(q0)的粒子以速率v0沿橫截面的某直徑射入磁場(chǎng),離開磁場(chǎng)時(shí)速度方向偏離入射方向60。不計(jì)重力,該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為()

5、A. QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。B. QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。C. QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。D. QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。二、計(jì)算題(本題共3小題,共44分。需寫出規(guī)范的解題步驟)8.(16分)如圖所示,兩根豎直放置的足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌間距l(xiāng)=0.50m,上端接有阻值R=0.80的定值電阻,導(dǎo)軌的電阻可忽略不計(jì)。導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.40T、方向垂直于金屬導(dǎo)軌平面向外的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的上邊界如圖中虛線所示,虛線下方的磁場(chǎng)范圍足夠大。一根質(zhì)量m=4.010-2kg、電阻r=0.20的金屬桿MN,從距磁場(chǎng)上邊界h=0.20m高處,由靜止開始沿著金屬導(dǎo)軌

6、下落。已知金屬桿下落過程中始終與兩導(dǎo)軌垂直且接觸良好,重力加速度g=10m/s2,不計(jì)空氣阻力。(1)求金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)通過電阻R的電流大小;(2)求金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的加速度大小;(3)若金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域一段時(shí)間后開始做勻速直線運(yùn)動(dòng),則金屬桿在勻速下落過程中所受重力對(duì)它做功的功率為多大?9.(14分)(2013鄭州一模)如圖所示,中軸線PQ將矩形區(qū)域MNDC分成上、下兩部分,上部分充滿垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),下部分充滿垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度皆為B。一質(zhì)量為m,帶電量為q的帶正電粒子從P點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng),速度與邊MC的夾角=30。MC邊長(zhǎng)為a,MN邊長(zhǎng)為8a,不計(jì)粒子重力。求:(1)

7、若要該粒子不從MN邊射出磁場(chǎng),其速度最大值是多少?(2)若要該粒子恰從Q點(diǎn)射出磁場(chǎng),其在磁場(chǎng)中的運(yùn)行時(shí)間最少是多少?10.(14分)如圖甲所示,在直角坐標(biāo)系中有一個(gè)以點(diǎn)(3L,0)為圓心,半徑為L(zhǎng)的圓形區(qū)域,圓形區(qū)域與x軸的交點(diǎn)分別為M、N?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m,帶電量為e的電子,恰能從M點(diǎn)進(jìn)入圓形區(qū)域,速度方向與x軸夾角為30,速度大小為v0,此時(shí)圓形區(qū)域加如圖乙所示周期性變化的磁場(chǎng)(磁場(chǎng)從t=0時(shí)刻開始變化,且以垂直于紙面向外為正方向),最后電子運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后從N點(diǎn)飛出,速度方向與x軸夾角也為30。求:圓形區(qū)域磁場(chǎng)的變化周期T、磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小各應(yīng)滿足的表達(dá)式。答案解析1.【解析】選B。當(dāng)線

8、圈中的電流增強(qiáng)時(shí),從上往下看,由下向上穿過環(huán)形真空室的磁通量增加,根據(jù)楞次定律可知,感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向,也就是感生電場(chǎng)的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向,電子在感生電場(chǎng)的作用下逆時(shí)針加速運(yùn)動(dòng),加速后的電子在洛倫茲力作用下做高速圓周運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B正確,其他選項(xiàng)均錯(cuò)。2.【解題指導(dǎo)】解答本題時(shí)應(yīng)該注意:(1)場(chǎng)區(qū)僅存在平行于y軸向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí),粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)。(2)若場(chǎng)區(qū)僅存在垂直于xOy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí),粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 3.【解題指導(dǎo)】解答本題時(shí)要注意以下三點(diǎn):(1)畫出軌跡示意圖,找出圓心的位置。(2)根據(jù)幾何圖形,找出運(yùn)動(dòng)時(shí)間、速度、偏轉(zhuǎn)角的關(guān)系。(3)根據(jù)速度的變化確定偏轉(zhuǎn)角的變化,進(jìn)一步

9、求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間的變化情況?！窘馕觥窟xB。設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域的半徑為R,粒子的軌跡半徑為r,粒子以速度v在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示,則由幾何關(guān)系知,r= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。R,又T= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。,所以t= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。T= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。當(dāng)粒子的速度為v/3時(shí),軌跡半徑為r= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。R,所以偏轉(zhuǎn)角=120,t= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。T= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。=2t,故選項(xiàng)B正確

10、。4.【解析】選A。正三角形的三條邊所受到的安培力大小相等,方向與各自的直導(dǎo)線垂直,受力如圖所示,三個(gè)力的合力大小為F合=BIL+2BILcos60=2BIL,選項(xiàng)A正確,其他選項(xiàng)均錯(cuò)。5.【解析】選C。只有當(dāng)帶電粒子垂直邊界入射,且出射點(diǎn)離入射點(diǎn)的距離為直徑時(shí)才最遠(yuǎn),設(shè)OA之間的距離為l,由qvB=m QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源?？傻?R1= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。,當(dāng)出射點(diǎn)離入射點(diǎn)的最近距離為l-d時(shí),有R2= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。,聯(lián)立上式可知此時(shí)有最小速度v=v0- QUOTE 錯(cuò)誤！未找

11、到引用源。;當(dāng)出射點(diǎn)離入射點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離為l+d時(shí),有R2= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。,聯(lián)立上式可知此時(shí)有最大的垂直入射速度v=v0+ QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。,考慮當(dāng)入射速度不垂直邊界入射時(shí),要想達(dá)到最遠(yuǎn)距離l+d,其速度可以比這個(gè)臨界速度大,所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤,C正確。同理可以判斷出A、B錯(cuò)誤。故選C。6.【解析】選B。設(shè)圓形區(qū)域磁場(chǎng)的半徑為R,根據(jù)題述,畫出軌跡示意圖,如圖所示,當(dāng)粒子射出邊界的位置的圓弧弧長(zhǎng)是圓周長(zhǎng)的 QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。時(shí),如圖中實(shí)線PP1所示,根據(jù)幾何關(guān)系可知,軌跡半徑r1=Rsin60,由洛倫茲力等于向心力

12、,得到r1= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。;當(dāng)粒子射出邊界的位置的圓弧弧長(zhǎng)是圓周長(zhǎng)的 QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。時(shí),粒子軌跡如圖中實(shí)線PP2所示,根據(jù)幾何關(guān)系可得,軌跡半徑r2=Rsin30,同理有r2= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。聯(lián)立解得 QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。,選項(xiàng)B正確。7.【解析】選A。粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),如圖所示,根據(jù)幾何關(guān)系可知,粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。R,由qvB=m QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源?？傻?B= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。,選項(xiàng)A正確。8.【解析】(1)

13、金屬桿MN自由下落,設(shè)MN剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有mgh= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。mv2 (2分)解得v= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。=2.0m/s (1分)MN剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blv=0.40 V (1分)通過電阻R的電流大小I= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。=0.40A (2分)(2)MN剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),F安=BIl=0.08N (1分)設(shè)MN剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的加速度大小為a,根據(jù)牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律有mg-F安=ma (2分)解得a=8.0m/s2 (1分)(3)根據(jù)力的平衡條件可知,MN在磁場(chǎng)中勻速下落時(shí)有mg=F安 (1分)設(shè)MN在磁場(chǎng)中

14、勻速下落時(shí)的速度為vm,則此時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blvm,感應(yīng)電流I= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。,則安培力F安= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。 (1分)聯(lián)立可解得vm= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。=10.0m/s (1分)在勻速下落過程中,重力對(duì)金屬桿做功的功率P=mgvm=4.0W (3分)答案:(1)0.40A(2)8.0 m/s2(3)4.0 W9.【解析】(1)設(shè)該粒子恰好不從MN邊射出磁場(chǎng)時(shí)的軌跡半徑為r,如圖所示,則由幾何關(guān)系有rcos60=r- QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。, (2分)解得r=a (1分)又由qvB=m QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。, (2

15、分)解得最大速度為 QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。 (1分)(2)粒子每經(jīng)過分界線PQ一次,在PQ方向前進(jìn)的位移為軌跡半徑r的 QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。倍。設(shè)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后第n次經(jīng)過PQ線時(shí)恰好到達(dá)Q點(diǎn)有n QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。r=8a且r QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。=4.62n所能取的最小自然數(shù)為5 (2分)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。 (1分)粒子每經(jīng)過PQ分界線一次用去的時(shí)間為t= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。T= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。 (2分)粒子到達(dá)Q點(diǎn)的最短時(shí)間為tmin=5t= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引

16、用源。 (1分)答案:(1) QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。(2) QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。10. 【解析】在磁場(chǎng)變化的半個(gè)周期內(nèi),粒子的偏轉(zhuǎn)角為60(如圖)。所以,在磁場(chǎng)變化的半個(gè)周期內(nèi),粒子在x軸方向上的位移等于R。粒子到達(dá)N點(diǎn)而且速度符合要求的空間條件是 QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。=nR=2L (3分)電子在磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑R= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。 (3分)得B0= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。(n=1,2,3) (2分)若粒子在磁場(chǎng)變化的半個(gè)周期恰好轉(zhuǎn)過 QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。圓周,同時(shí)電子在MN間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是磁場(chǎng)變化半周期的整數(shù)倍時(shí),可使粒子到達(dá)N點(diǎn)并且速度滿足題設(shè)要求。應(yīng)滿足的時(shí)間條件 QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。,T= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。T運(yùn)= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源。 (3分)代入B0的表達(dá)式得T= QUOTE 錯(cuò)誤！未找到引用源