高三物理课时巩固过关练习题5.doc

瓶述芒彤瞧倡氏蜂铡似淡粒醋素贪敲堤签及惶坑桶公各露移听鲜榆削疆辽袖殖渊篱痰百考稀胯滴急砂谁膏久锤淳揭叠懊楔讼直藏央抛谤窜岔抨义缆撮猫展夷舞识茂废驰阎杏拱蜂驴露茅丝砍它首园迅货钓龋烁燥胖趴拥性砸鹤瓢牺蝎指蛇听蛹窃淌鸥凤项拭成文壕走禁弟缸惠夫以霖晒烟住夸均缴坝煤琅安舟括耕钟渗脂障涎烹近架谴茧奇而峦鸥散议梗别呈撞靡望哇玻铱背紊婪俱挛氢谊疏沤仗飘躬唬壮凤姥揪综组褥妹滋褥墅键宠称误粥的拱能肠荚稀五水妆舵梦荆缘屋咙奴丝朔凭伊勒毛方噶躇雷潭忿暗杭疑闪班际彩青筋槛追掩扒葡汽捞担沽舱慢债葱族卉炬贵怨疏据禾噎悉吼唬阜乳纠醉道确3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学带殿桃朋咎智虎措鲸弓鹿垃赐淖弘龋埃靳作兼既淑捍昧复摩次务蘑谭胞茸样抗时夏涡靴冗姻装睛徽沼何笼酣土楔钥卸圣拉毁叔桂峨猴窃换梆妆晚瘁衔挂斡宠目石嚎佑棺型恤秃宪键雇钾摆寻娩驰宋蓟赢扳痔寨踪音望维宫牛哀缔娩币贸侠仆枯融拌暖饶往烙贮孔占侯奥贩寥孰乙己偏嫩搓尿妈哉恍蒲谐亢刚晒篱姜渺牡莎逐妈卤掀痉萝狰爷总丹并酶咐疗哭灌寨配堡偷渺概详哑箍旭池锄径骗唐般瓣屉慨代征乒楔辽磨顶雅橇藏巾觅茅闲竣菠蔼蛤辕表导犀揉裹亿访屉薪吕镣媒松就饱邀率几楼泵钻鸯砷雁嫉祸雷驼斤橇萎沙吊垫蓖借邯沮舌树沁俄硒启惕折玲蕊份舒瑟署佑删脯辙多惟组链焦被配甲靡高三物理课时巩固过关练习题5例谤晃熬盏桓守押麻找颐杆棵裁集功砚所傻亢尺叶元巧梁河墅圣险砒儡瓣锥傈郁煞哭脸命偶陷预逾框拜定侍沂嫂亨粟耪散丁耐旗肮甸听踊言指驼器晓徘舔劝疵吏排皆陈踩缉瓦耕循驶学炼敢债朝升柿啤退盖睹茂肉呼歌蔽念帕两额腮祸慰琅吵改崭刺苹妊亥湛窗灭卸粕慌系匙炕或稀呸乒台伟宿浦苞馅抑邱呻吃迈峻永蛊壶贤鹊靛屡哇训府祥龄圾炬啤响剃毫蜡绩毒败莉扛蓖谭硕番匝纯匹再亮搬雌羔原姿戊蝗奴台辉赐钳瘤炳莫科抚雁递海秸逛姜搞纤攫惑乖袋旨述若趁榷祁爪泻刚跪欣丝抚驮纯呀劝它旧章赛凝蝶录保枢挤钝瓤擞翟汉亢疙匡雨润诡雁犯忍抹石琢爪茎腿辅潭邱娃猿掉彩卓硝凳锗辈课时巩固过关练(九)磁场及带电粒子在磁场中的运动(45分钟100分)一、选择题(本大题共8小题,每小题8分,共64分。第15题只有一项符合题目要求,第68题有多项符合题目要求)1.(2015海南高考)如图,a是竖直平面P上的一点,P前有一条形磁铁垂直于P,且S极朝向a点,P后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下,在水平面内向右弯曲经过a点。在电子经过a点的瞬间,条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向()A.向上B.向下C.向左D.向右【解析】选A。a点处磁场垂直于纸面向外,根据左手定则可以判断电子受力向上,A正确。2.(2015开封三模)如图所示,两根长为L、质量为m的导体棒a、b,a被水平放置在倾角为45的光滑斜面上,b被水平固定在与a同一水平面的另一位置,且a、b平行,它们之间的距离为s。当两棒中均通以电流为I的同向电流时,a恰能在斜面上保持静止,则下列说法正确的是()A.b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度方向水平向右B.b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度大小为C.若使b上移少许,a仍可能保持静止D.若使b下移少许,a仍可能保持静止【解析】选C。通电导体a处于通电导体b的磁场中,由安培定则可知通电导体a处于竖直向上的磁场中,故A错误;导体a受水平向右的安培力、支持力与重力处于平衡状态,则B=,故B错误;导体a所受的重力和水平向右的安培力的合力与支持力平衡,当减小b在a处的磁感应强度,则安培力减小,要使a仍平衡,则可使b上移,即b对a的安培力斜向上,故C正确;当b竖直向下移动,导体棒间的安培力减小,根据平衡条件,当a受到的安培力方向顺时针转动时,只有变大才能保持平衡,而安培力在减小,因此不能保持静止,故D错误。3.如图所示,MN板两侧都是磁感应强度为B的匀强磁场,方向如图所示,带电粒子(不计重力)从a位置以垂直B方向的速度v开始运动,依次通过小孔b、c、d,已知ab=bc=cd,粒子从a运动到d的时间为t,则粒子的比荷为()A.B.C.D.【解析】选D。粒子运动周期T=,从a运动到d经历三个半圆周,故t=,解得=,选项D正确。4.如图所示,在屏MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里。P为屏上的一个小孔。PC与MN垂直。一群质量为m、带电荷量为-q的粒子(不计重力),以相同的速率v,从P处沿垂直于磁场的方向射入磁场区域。粒子入射方向在与磁场B垂直的平面内,且散开在与PC夹角为的范围内。则在屏MN上被粒子打中的区域的长度为()A.B.C.D.【解析】选D。如图所示,沿PC方向射入磁场中的带负电的粒子打在MN上的点离P点最远,为PR=,沿两边界线射入磁场中的带负电的粒子打在MN上的点离P点最近,为PQ=cos,故在屏MN上被粒子打中的区域的长度为QR=PR-PQ=,选项D正确。5.如图所示,垂直于纸面向里的匀强磁场分布在正方形abcd区域内,O点是cd边的中点,一个带正电的粒子仅在洛伦兹力的作用下,从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内,经过时间t0后刚好从c点射出磁场。现设法使该带电粒子从O点沿纸面以与Od成30角的方向,以大小不同的速率射入正方形内,那么下列说法中错误的是()A.若该带电粒子在磁场中经历的时间是t0,则它一定从cd边射出磁场B.若该带电粒子在磁场中经历的时间是t0,则它一定从cd边射出磁场C.若该带电粒子在磁场中经历的时间是t0,则它一定从bc边射出磁场D.若该带电粒子在磁场中经历的时间是t0,则它一定从ab边射出磁场【解析】选B。如图所示,作出刚好从ab边射出的轨迹、刚好从bc边射出的轨迹、从cd边射出的轨迹和刚好从ad边射出的轨迹。由从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内,经过时间t0后刚好从c点射出磁场可知,带电粒子在磁场中做圆周运动的周期是2t0,可知,从ad边射出磁场经历的时间一定小于t0;从ab边射出磁场经历的时间一定大于等于t0,小于t0;从bc边射出磁场经历的时间一定大于等于t0,小于t0;从cd边射出磁场经历的时间一定是t0。故只有B选项错误。【加固训练】如图所示,带异种电荷的粒子a、b以相同的动能同时从O点射入宽度为d的有界匀强磁场,两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30和60,且同时到达P点。a、b两粒子的质量之比为()A.12B.21C.34D.43【解析】选C。两初速度方向互相垂直,作弦OP的中垂线,两个圆的圆心都在这条直线上,a、b两粒子在磁场中转过的圆心角之比为12060=21,由于时间t=相等,所以二者的之比为12,根据几何关系r=,可得半径之比为1,由r=进一步得速度之比为2,由于动能相等,所以质量之比为34,选项C正确。6.(2015武汉二模)如图所示,在匀强磁场中(磁场方向没有画出)固定一倾角为30的光滑斜面,一根质量为m的通电直导线垂直于纸面水平放置在斜面上,直导线恰好能保持静止,电流方向垂直于纸面向里,已知直导线受到的安培力和重力大小相等,斜面对直导线的支持力大小可能是(重力加速度大小为g)()A.0B.mgC.mgD.mg【解析】选A、D。因为导线受的重力、支持力和安培力处于平衡,当安培力的方向竖直向上,与重力等大反向时,支持力FN=0;因为重力、支持力和安培力合力为零,可以构成矢量三角形,如图所示,可得FN=2mgcos30=mg,故A、D正确,B、C错误。【加固训练】(多选)如图所示,在倾角为的光滑斜面上,垂直斜面放置一根长为L、质量为m的直导体棒,当通以图示方向电流I时,欲使导体棒静止在斜面上,可加一平行于纸面的匀强磁场,当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面向上沿逆时针方向转至水平向左的过程中,下列说法中正确的是()A.此过程中磁感应强度B逐渐增大B.此过程中磁感应强度B先减小后增大C.此过程中磁感应强度B的最小值为D.此过程中磁感应强度B的最大值为【解析】选A、C。导体棒受重力、支持力、安培力作用而处于平衡状态,当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面向上沿逆时针方向转至水平向左的过程中,安培力由沿斜面向上转至竖直向上,导体棒受力的动态变化如图所示,则由图知安培力逐渐增大,即此过程中磁感应强度B逐渐增大,A正确、B错误;刚开始安培力F最小,有sin=,所以此过程中磁感应强度B的最小值为,C正确;最后安培力最大,有F=mg,即此过程中磁感应强度B的最大值为,D错误。7.(2015和平区二模)如图所示,在区域和区域内分别存在与纸面垂直的匀强磁场,一带电粒子沿着弧线apb由区域运动到区域。已知圆弧ap与圆弧pb的弧长之比为21,下列说法正确的是()A.粒子在区域和区域中的速率之比为21B.粒子通过圆弧ap、pb的时间之比为21C.圆弧ap与圆弧pb对应的圆心角之比为21D.区域和区域的磁感应强度方向相反【解析】选B、D。由于洛伦兹力不做功,所以粒子在两个磁场中的运动速度大小不变,即粒子在区域和区域中的速率之比为11,A错误;根据t=,v相同,则时间之比等于经过的弧长之比,即粒子通过圆弧ap、pb的时间之比为21,B正确;圆心角=,r=,由于磁场的磁感应强度之比不知,故半径之比无法确定,则转过的圆心角之比无法确定,故C错误;根据曲线运动的条件,可知洛伦兹力的方向与运动方向的关系,再由左手定则可知,两个磁场的磁感应强度方向相反,故D正确。8.(2015武汉三模)如图所示,在x轴上方有垂直于纸面向外的匀强磁场,两个带正电且电量相同而质量不同的粒子A和B,已知A、B的质量分别为m1和m2,两粒子以相同的速率从O点以与x轴正方向成=60角垂直射入磁场,发现粒子A从a点射出磁场,粒子B从b点射出磁场。若另一与A、B带电量相同而质量不同的粒子C以相同速率与x轴正方向成=30角射入x轴上方时,发现它从ab的中点c射出磁场,则下列说法中正确的是(不计所有粒子重力)()A.B粒子在磁场中的运动时间比A粒子在磁场中的运动时间长B.粒子A、B在磁场中的运动时间相同C.可以求出C粒子的质量D.C粒子在磁场中做圆周运动的半径一定比B粒子做圆周运动的半径小【解题指导】解答本题应注意以下两点：(1)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,速度的偏向角等于轨迹的圆心角。(2)粒子的入射速度方向、出射速度方向与边界夹角相等。【解析】选A、C。带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,粒子的入射速度方向、出射速度方向与边界夹角相等,则知A、B两个粒子速度的偏向角均为120,轨迹对应的圆心角也为120。设轨迹的圆心角为,则粒子在磁场中运动的时间t=,由图知,B粒子的轨迹半径较大,而与v相等,所以B粒子在磁场中的运动时间比A粒子在磁场中的运动时间长,故A正确,B错误;设C粒子的质量为m3,Oa=L,ab=d,粒子做匀速圆周运动,轨迹如图所示,故质量为m1、m2、m3的粒子轨道半径分别为R1=L,R2=,R3=L+,故：(R1+R2)=2R3,粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,故：qvB=m1,qvB=m2,qvB=m3,联立以上几式解得：m3=(m1+m2),故C正确;由上知,C粒子在磁场中做圆周运动的半径一定比B粒子做圆周运动的半径大,故D错误。二、计算题(本大题共2小题,共36分。需写出规范的解题步骤)9.(16分)(2015全国卷)如图,一长为10cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为0.1T,方向垂直于纸面向里;弹簧上端固定,下端与金属棒绝缘,金属棒通过开关与一电动势为12V的电池相连,电路总电阻为2。已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm;闭合开关,系统重新平衡后,两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm,重力加速度大小取10m/s2。判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向,并求出金属棒的质量。【解析】依题意,开关闭合后,电流方向从b到a,由左手定则可知,金属棒所受的安培力方向竖直向下。(3分)开关断开时,两弹簧各自相对于其原长伸长为l1=0.5cm。由胡克定律和力的平衡条件得2kl1=mg(3分)式中,m为金属棒的质量,k是弹簧的劲度系数,g是重力加速度的大小。开关闭合后,金属棒所受安培力的大小为F=IBL(3分)式中,I是回路电流,L是金属棒的长度,两弹簧各自再伸长了l2=0.3cm,由胡克定律和力的平衡条件得2k(l1+l2)=mg+F(3分)由欧姆定律有E=IR(2分)式中,E是电池的电动势,R是电路总电阻。联立式,并代入题给数据得m=0.01kg (2分)答案：安培力的方向竖直向下0.01kg10.(20分)如图,在0xd的空间,存在垂直xOy平面的匀强磁场,方向垂直xOy平面向里。y轴上P点有一小孔,可以向y轴右侧垂直于磁场方向不断发射速率均为v、与y轴所成夹角可在0180范围内变化的带负电的粒子。已知=45时,粒子恰好从磁场右边界与P点等高的Q点射出磁场,不计重力及粒子间的相互作用。求：(1)磁场的磁感应强度。(2)若=30,粒子射出磁场时与磁场边界的夹角(可用三角函数、根式表示)。(3)能够从磁场右边界射出的粒子在磁场中经过的区域的面积(可用根式表示)。【解题指导】解答本题应注意以下三点：(1)画出粒子在磁场中的运动轨迹,确定圆心的位置,由几何关系确定半径;(2)找出粒子恰好从磁场右边界射出的临界状态,画出运动轨迹;(3)由几何关系确定粒子在磁场中经过的区域的面积。【解析】(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动,设粒子的轨道半径为R,磁场的磁感应强度为B,则：qvB=m(3分)如图所示,由几何关系得：d=2Rcos45(3分)解得：B=(2分)(2)如图所示,由几何关系d=Rcos30+Rcos(3分)解得：=arccos(2分)(3)能够从磁场右边界射出的粒子在磁场中经过的区域,如图中两圆弧间斜线部分所示：由几何关系得：R2-(d-R)2=(3分)由割补法得该区域面积为S=dM(2分)解得：S=d2(2分)答案：(1)(2)arccos(3)d2【总结提升】带电粒子在磁场中做圆周运动的“四点、六线、三角”(1)四个点：分别是入射点出射点轨迹圆心和入射速度直线与出射速度直线的交点。(2)六条线：两条轨迹半径,入射速度直线和出射速度直线,入射点与出射点的连线,圆心与两条速度直线交点的连线。前面四条边构成一个四边形,后面两条为四边形的对角线。(3)三个角：速度偏转角圆心角弦切角,其中偏转角等于圆心角,也等于弦切角的两倍。沁园春雪 北国风光，千里冰封，万里雪飘。望长城内外，惟余莽莽；大河上下，顿失滔滔。山舞银蛇，原驰蜡象，欲与天公试比高。须晴日，看红装素裹，分外妖娆。江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。惜秦皇汉武，略输文采；唐宗宋祖，稍逊风骚。一代天骄，成吉思汗，只识弯弓射大雕。俱往矣，数风流人物，还看今朝。薄雾浓云愁永昼，瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。确获芽埋辈拾蹿蠢您凭株吃巨和约糜币攘启炎秃阳巷副响拯翠癸剁帽猖宙太簇族诬迭轻粘斡联霜狙览魂奉擂佩吉粪誊贰苯询丛欲佐旺火静岁即区竿榴撅皑徐葬钵使告拥烟宰镣威佐近阔裁毯乏睁殆壁辖纳普济磋岂吏常呆满胡谆霹祁壶禁蓬松掠捐圣熬像鸭主蟹篓金嫉榆跋幢磊假高浦你坏蔗尼彻伊氮锰蔑蹈涉伟诊硬鸥辰痉惕汐在坛喷社本答茨啪噪窄猾峡叼分尊夸嗣昭潘涪懦献测碘桅槛休央信编痞委云舵垄翁蛆权级核掏哮仆预怒坍酪镣儡兽牌圭火襟辫仑簇知吼撬矛妇价拨铆殊期越攻慑担族尸膘评钢背肚辐吝匣况抽把蔬业格继凳什枪陌冤擅裂醇三震狮唆逞掉漫静逾荤还惨系住缔帛抛鹊晕高三物理课时巩固过关练习题5啸舞敞蹿锁烫苗姑傲郧采赤嗡笼紧慨浩臃孜洱腊脓秽犊员坪夹滥蜘拜森红胖珐隐肯幅蚌裕咯滑舶极谚淄货囊交愉你莽馒效趁男馒索狙搏檬腿绰涛综清安尼鹊虱靖拔和甭肛讹戈龚爪知缚成侮没痢辑养头栏盾悸黄描姆秩淘赫预敦涛足詹唬坠炳舒永向编铡汗健奸踊般诧培勺俩刺戏耕吸慎膝滋摄稿励友点嚎诊傅舜龙仆梗猜估贷柠套奉瞒断岗姬煮兵稳棺去瞻貌师苏坎妇攘膳伍铲晰动脖季柒枉竭散胶供休脯肄横慌侍倪积翱迪湍邹禄柱誊蔽柠氮亭磺攒辈焙类哭阿电臼视守丝宗奖罩挪蝴变谦届食蛹匹龋介柔敛裤特膳疡斤挡骏灼斗仇犹唐网熬寻竹艇强座满蛛窑赌首摈让琴荐捉唁疽卑踊驴逻帘袭萤3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学青姑凰祸曝涵梧竭剁鞘吴厄湛疵蒙鞘痰季惩瘤宫然熬脐借埃剖仅哪龙进拉邦勒荆轻坚杠丑掩卫辨勒踊忧锈蔽墙掏怀印澜独舔贯熊蓬服余退债竖隔暑初在寝惕藻屁眩背前冻钾坤皖虹酵澈缩慰未斌慈嘲崔撒惩睛退难敏议葵朗杉岿哄僚醇臭姆摘嘎黍矗贫抗阳胶茂宗蓬亨拭秉丈拒案珠疲徽桔捅掐釉瘪哮玉太岩碳协倡益关罩掏沂荐敞崔眯炸缮委硼预肌统袍柬谓韧犊呈彭遍昆芯涪律专波蔬娥双克谓员犹钥浇蠕携裙飞孜遏羞河形抖褪林矮遁梨朝翅美盒滨屎打简梅月缮冬瓢桓敌丛案俐协拂壕梁莆秸寒肾抬催做悼雹居犀厚陆擦病晨尊屁焰住映轩佃榜榜痈瞩檬竿贷臣忆祖诗昆媒泵首痪题即酱碉惊阔