《高考備考指南 理科綜合 物理》課件-第9章 第2講

第九章第2講一、選擇題(在題中給出的選項中，第1～4題只有一項符合題目要求，第5、6題有多項符合題目要求)1．(2017屆湖南模擬)一個帶電粒子沿垂直于磁場的方向射入一勻強(qiáng)磁場，粒子的一段徑跡如圖所示，徑跡上的每小段都可近似看成圓?。捎趲щ娏Ｗ邮寡赝究諝怆婋x，粒子的能量逐漸減少(帶電荷量不變)．從圖中情況可以確定()A．粒子從a運動到b，帶正電 B．粒子從b運動到a，帶正電C．粒子從a運動到b，帶負(fù)電 D．粒子從b運動到a，帶負(fù)電【答案】B【解析】由于帶電粒子使沿途的空氣電離，粒子的能量逐漸減小，速度逐漸減小．根據(jù)粒子在磁場中運動的半徑公式r＝eq\f(mv,qB)可知，粒子的半徑逐漸減小，所以粒子的運動方向是從b到a.再根據(jù)左手定則可知，粒子帶正電，所以B正確．2．(2016年北京卷)如圖所示，勻強(qiáng)磁場中有兩個導(dǎo)體圓環(huán)a、b，磁場方向與圓環(huán)所在平面垂直．磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間均勻增大．兩圓環(huán)半徑之比為2∶1，圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢分別為Ea和Eb.不考慮兩圓環(huán)間的相互影響，下列說法正確的是()A．Ea∶Eb＝4∶1，感應(yīng)電流均沿逆時針方向B．Ea∶Eb＝4∶1，感應(yīng)電流均沿順時針方向C．Ea∶Eb＝2∶1，感應(yīng)電流均沿逆時針方向D．Ea∶Eb＝2∶1，感應(yīng)電流均沿順時針方向【答案】B【解析】E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB,Δt)S，根據(jù)題意可得eq\f(Sa,Sb)＝eq\f(4,1)，故eq\f(Ea,Eb)＝eq\f(4,1).感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場要阻礙原磁場變大，即產(chǎn)生向里的感應(yīng)磁場．根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流均沿順時針方向．3．(2017屆銅仁模擬)如圖所示，在O點正下方有一個具有理想邊界的磁場．銅環(huán)在A點由靜止釋放向右擺至最高點B，不考慮空氣阻力．則下列說法正確的是()A．A、B兩點在同一水平線上 B．A點高于B點C．A點低于B點 D．銅環(huán)始終做等幅擺動【答案】B【解析】銅環(huán)在穿越磁場時產(chǎn)生電能，如A、B兩點在同一水平線，違反了能量守恒定律，故A錯誤．銅環(huán)在穿越磁場時產(chǎn)生電能，機(jī)械能減小，則A點高于B點，故B正確，C錯誤．由上分析，銅環(huán)振幅先不斷減小，完全在磁場內(nèi)運動時，將不再產(chǎn)生電能，機(jī)械能不變，最終做等幅擺動，故D錯誤．4．(2017屆吉林模擬)如圖所示為洛倫茲力演示儀的結(jié)構(gòu)示意圖．由電子槍產(chǎn)生電子束，玻璃泡內(nèi)充有稀薄的氣體，在電子束通過時能夠顯示電子的徑跡．前后兩個勵磁線圈之間產(chǎn)生勻強(qiáng)磁場，磁場方向與兩個線圈中心的連線平行．電子速度的大小和磁感應(yīng)強(qiáng)度可以分別通過電子槍的加速電壓U和勵磁線圈的電流I來調(diào)節(jié)．適當(dāng)調(diào)節(jié)U和I，玻璃泡中就會出現(xiàn)電子束的圓形徑跡．下列調(diào)節(jié)方式中，一定能讓圓形徑跡半徑增大的是()A．同時增大U和I B．同時減小U和IC．增大U，減小I D．減小U，增大I【答案】C【解析】根據(jù)電子所受洛倫茲力的方向結(jié)合安培定則判斷出勵磁線圈中電流方向是順時針方向，電子在加速電場中加速，由動能定理有eU＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0) ①電子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力充當(dāng)向心力，有eBv0＝eq\f(mv\o\al(2,0),r) ②解得r＝eq\f(mv0,eB)＝eq\f(1,B)eq\r(\f(2mU,e)) ③增大電子槍的加速電壓，減小勵磁線圈中的電流，電流產(chǎn)生的磁場減小，都可以使電子束的軌道半徑變大．故A、B、D錯誤，C正確．5．(2017屆黃山一模)如圖所示，兩個半徑相同的半圓形光滑軌道分別豎直放在勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場中，軌道兩端在同一高度上．兩個相同的帶正電小球(可視為質(zhì)點)同時分別從軌道的左端最高點由靜止釋放，M、N分別為兩軌道的最低點，則()A．兩小球到達(dá)軌道最低點的速度vM＞vNB．兩小球到達(dá)軌道最低點時對軌道的壓力FM＞FNC．兩小球第一次到達(dá)最低點的時間相同D．兩小球都能到達(dá)軌道的另一端【答案】AB6．(2017屆唐山三模)如圖所示，傾角為θ的斜面上固定一內(nèi)壁光滑且由絕緣材料制成的圓筒軌道，軌道半徑為R，軌道平面與斜面共面，整個裝置處于垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場中．一質(zhì)量為m電荷量為＋q的小球從軌道內(nèi)的最高點M無初速沿軌道滑下，運動到軌道最低點N恰好對軌道無沿半徑方向的壓力(小球半徑r?R)．下列說法正確的是()A．帶電小球運動到最低點N時所受洛倫茲力大小為mgsinθB．帶電小球在圓筒軌道內(nèi)沿順時針運動C．帶電小球在整個運動過程中機(jī)械能不守恒D．勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為eq\f(5m,2q)eq\r(\f(gsinθ,R))【答案】BD【解析】小球在運動過程中只有重力做功，洛倫茲力不做功，到達(dá)最低端時的速度為v，由于小球恰好對軌道無沿半徑方向的壓力，故受到的洛倫茲力沿斜面向上．根據(jù)左手定則可知，帶電小球在圓筒軌道內(nèi)沿順時針運動，根據(jù)動能定理可知2mgRsinθ＝eq\f(1,2)mv2，在最低點時有qvB－mgsinθ＝eq\f(mv2,R)，解得qvB＝5mgsinθ，B＝eq\f(5m,2q)eq\r(\f(gsinθ,R))，故A錯誤，B、D正確．在整個過程中，只有重力做功，機(jī)械能守恒，故C錯誤．故選B、D.二、非選擇題7．如圖所示，兩個同心圓半徑分別為r和2r，在兩圓之間的環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.圓心O處有一放射源，放出粒子的質(zhì)量為m，帶電荷量為q，假設(shè)粒子速度方向都和紙面平行．(1)圖中箭頭表示某一粒子初速度的方向，OA與初速度方向夾角為60°.要想使該粒子經(jīng)過磁場第一次通過A點，則初速度的大小是多少？(2)要使粒子不穿出環(huán)形區(qū)域，則粒子的初速度不能超過多少？【答案】(1)eq\f(\r(3)Bqr,3m)(2)eq\f(3Bqr,4m)8．下圖(a)所示的xOy平面處于勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與xOy平面(紙面)垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的周期為T，變化圖線如圖(b)所示．當(dāng)B為＋B0時，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向指向紙外．在坐標(biāo)原點O有一帶正電的粒子P，其電荷量與質(zhì)量之比恰好等于eq\f(2