2015届高考物理第二轮专题检测17.doc

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一、选择题(本题共7小题,每小题8分,共56分。每小题只有一个选项正确)
1.电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备。电子感应加速器的基本原理如图所示,上下为电磁铁的两个磁极,磁极间有一个环形真空室,磁铁线圈的电流方向如图所示,当线圈中的电流增强时,电子加速运动,则从上往下看(　　)
A.感生电场为顺时针方向,电子做顺时针方向运动
B.感生电场为顺时针方向,电子做逆时针方向运动
C.感生电场为逆时针方向,电子做逆时针方向运动
D.感生电场为逆时针方向,电子做顺时针方向运动
2.如图所示,质量为m、电荷量为e的质子以某一初速度从坐标原点O沿x轴正方向进入场区,若场区仅存在平行于y轴向上的匀强电场时,质子通过P(d,d)点时的动能为5Ek;若场区仅存在垂直于xOy平面的匀强磁场时,质子也能通过P点。不计质子的重力。设上述匀强电场的电场强度大小为E、匀强磁场的磁感应强度大小为B,则下列说法中正确的是(　　)
A.E=错误！未找到引用源。 B.E=错误！未找到引用源。
C.B=错误！未找到引用源。 D.B=错误！未找到引用源。
4.如图所示,长为3L的直导线折成三段做成正三角形,并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,当在该导线中通以电流强度为I的电流时,该通电导线受到的安培力大小为(　　)

A.2BIL B.3BIL
C.错误！未找到引用源。BIL D.0
5.如图所示,MN是磁感应强度为B的匀强磁场的边界。一质量为m、电荷量为q的粒子在纸面内从O点射入磁场。若粒子速度为v0,最远能落在边界上的A点。下列说法正确的有(　　)

A.若粒子落在A点的左侧,其速度一定小于v0
B.若粒子落在A点的右侧,其速度一定小于v0
C.若粒子落在A点左右两侧d的范围内,其速度不可能小于v0-错误！未找到引用源。
D.若粒子落在A点左右两侧d的范围内,其速度不可能大于v0+错误！未找到引用源。
6.(2013·南通一模)如图所示,圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场,P为磁场边界上的一点。有无数带有同样电荷、具有同样质量的粒子在纸面内沿各个方向以相同的速率通过P点进入磁场。这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段弧上,这段圆弧的弧长是圆周长的错误！未找到引用源。。将磁感应强度的大小从原来的B1变为B2,结果相应的弧长变为原来的一半,则错误！未找到引用源。等于(　　)
A.错误！未找到引用源。 B.错误！未找到引用源。　　　　
C.2 D.3
7.(2013·新课标全国卷Ⅱ)空间有一圆柱形匀强磁场区域,该区域的横截面的半径为R,磁场方向垂直于横截面。一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场,离开磁场时速度方向偏离入射方向60°。不计重力,该磁场的磁感应强度大小为(　　)
A.错误！未找到引用源。 B.错误！未找到引用源。
C.错误！未找到引用源。 D错误！未找到引用源。
二、计算题(本题共3小题,共44分。需写出规范的解题步骤)
8.(16分)如图所示,两根竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨间距l=0.50m,上端接有阻值R=0.80Ω的定值电阻,导轨的电阻可忽略不计。导轨处于磁感应强度B=0.40T、方向垂直于金属导轨平面向外的有界匀强磁场中,磁场的上边界如图中虚线所示,虚线下方的磁场范围足够大。一根质量m=4.0×10-2kg、电阻r=0.20Ω的金属杆MN,从距磁场上边界h=0.20m高处,由静止开始沿着金属导轨下落。已知金属杆下落过程中始终与两导轨垂直且接触良好,重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力。
(1)求金属杆刚进入磁场时通过电阻R的电流大小;
(2)求金属杆刚进入磁场时的加速度大小;
(3)若金属杆进入磁场区域一段时间后开始做匀速直线运动,则金属杆在匀速下落过程中所受重力对它做功的功率为多大?
9.(14分)(2013·郑州一模)如图所示,中轴线PQ将矩形区域MNDC分成上、下两部分,上部分充满垂直纸面向外的匀强磁场,下部分充满垂直纸面向内的匀强磁场,磁感应强度皆为B。一质量为m,带电量为q的带正电粒子从P点进入磁场,速度与边MC的夹角θ=30°。MC边长为a,MN边长为8a,不计粒子重力。求:

(1)若要该粒子不从MN边射出磁场,其速度最大值是多少?
(2)若要该粒子恰从Q点射出磁场其在磁场中的运行时间最少是多少?
10.(14分)如图甲所示,在直角坐标系中有一个以点(3L,0)为圆心,半径为L的圆形区域,圆形区域与x轴的交点分别为M、N。现有一质量为m,带电量为e的电子,恰能从M点进入圆形区域,速度方向与x轴夹角为30°,速度大小为v0,此时圆形区域加如图乙所示周期性变化的磁场(磁场从t=0时刻开始变化,且以垂直于纸面向外为正方向),最后电子运动一段时间后从N点飞出,速度方向与x轴夹角也为30°。求:圆形区域磁场的变化周期T、磁感应强度B0的大小各应满足的表达式。

答案解析
1.【解析】选B。当线圈中的电流增强时,从上往下看,由下向上穿过环形真空室的磁通量增加,根据楞次定律可知,感应电流的方向为顺时针方向,也就是感生电场的方向为顺时针方向,电子在感生电场的作用下逆时针加速运动,加速后的电子在洛伦兹力作用下做高速圆周运动,选项B正确,其他选项均错。
2.【解题指导】解答本题时应该注意:(1)场区仅存在平行于y轴向上的匀强电场时,粒子做类平抛运动。(2)若场区仅存在垂直于xOy平面的匀强磁场时,粒子做匀速圆周运动。
3.【解题指导】解答本题时要注意以下三点:
(1)画出轨迹示意图,找出圆心的位置。
(2)根据几何图形,找出运动时间、速度、偏转角的关系。
(3)根据速度的变化确定偏转角的变化,进一步求出运动时间的变化情况。

【解析】选B。设磁场区域的半径为R,粒子的轨迹半径为r,粒子以速度v在磁场中运动的轨迹如图所示,

则由几何关系知,r=错误！未找到引用源。R,又T=错误！未找到引用源。,所以Δt=错误！未找到引用源。T=错误！未找到引用源。。当粒子的速度为v/3时,轨迹半径为r′=错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。R,所以偏转角θ′=120°,Δt′=错误！未找到引用源。T=错误！未找到引用源。=2Δt,故选项B正确。
4.【解析】选A。正三角形的三条边所受到的安培力大小相等,方向与各自的直导线垂直,受力如图所示,三个力的合力大小为F合=BIL+2BILcos60°=2BIL,选项A正确,其他选项均错。
5.【解析】选C。只有当带电粒子垂直边界入射,且出射点离入射点的距离为直径时才最远,设OA之间的距离为l,由qvB=m错误！未找到引用源。可得:R1=错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。,当出射点离入射点的最近距离为l-d时,有R2=错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。,联立上式可知此时有最小速度v=v0-错误！未找到引用源。;当出射点离入射点的最远距离为l+d时,有R2=错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。,联立上式可知此时有最大的垂直入射速度v=v0+错误！未找到引用源。,考虑当入射速度不垂直边界入射时,要想达到最远距离l+d,其速度可以比这个临界速度大,所以选项D错误,C正确。同理可以判断出A、B错误。故选C。
6.【解析】选B。设圆形区域磁场的半径为R,根据题述,画出轨迹示意图,如图所示,当粒子射出边界的位置的圆弧弧长是圆周长的错误！未找到引用源。时,如图中实线PP1所示,根据几何关系可知,轨迹半径r1=Rsin60°,由洛伦兹力等于向心力,得到r1=错误！未找到引用源。;当粒子射出边界的位置的圆弧弧长是圆周长的错误！未找到引用源。时,粒子轨迹如图中实线PP2所示,根据几何关系可得,轨迹半径r2=Rsin30°,同理有r2=错误！未找到引用源。。联立解得错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。选项B正确。
7.【解析】选A。粒子进入磁场后做匀速圆周运动,如图所示,根据几何关系可知,粒子做圆周运动的半径r=错误！未找到引用源。R,由qvB=m错误！未找到引用源。可得,B=错误！未找到引用源。,选项A正确。
8.【解析】(1)金属杆MN自由下落,设MN刚进入磁场时的速度为v,根据机械能守恒定律有
mgh=错误！未找到引用源。mv2　 (2分)
解得v=错误！未找到引用源。=2.0m/s (1分)
MN刚进入磁场时产生的感应电动势E=Blv=0.40 V (1分)
通过电阻R的电流大小I=错误！未找到引用源。=0.40A (2分)
(2)MN刚进入磁场时,F安=BIl=0.08N (1分)
设MN刚进入磁场时的加速度大小为a,根据牛顿第二运动定律有mg-F安=ma　
(2分)
解得a=8.0m/s2 (1分)
(3)根据力的平衡条件可知,MN在磁场中匀速下落时有mg=F安　 (1分)
设MN在磁场中匀速下落时的速度为vm,则此时的感应电动势E=Blvm,感应电流I=错误！未找到引用源。,则安培力F安=错误！未找到引用源。　 (1分)
联立可解得vm=错误！未找到引用源。=10.0m/s (1分)
在匀速下落过程中,重力对金属杆做功的功率P=mgvm=4.0W (3分)
答案:(1)0.40A　(2)8.0 m/s2　(3)4.0 W
9.【解析】(1)设该粒子恰好不从MN边射出磁场时的轨迹半径为r,如图所示,

则由几何关系有rcos60°=r-错误！未找到引用源。,　 (2分)
解得r=a　 (1分)
又由qvB=m错误！未找到引用源。,　 (2分)
解得最大速度为错误！未找到引用源。　 (1分)
(2)粒子每经过分界线PQ一次,在PQ方向前进的位移为轨迹半径r的错误！未找到引用源。倍。设粒子进入磁场后第n次经过PQ线时恰好到达Q点
有n×错误！未找到引用源。r=8a　且r错误！未找到引用源。=4.62
n所能取的最小自然数为5　 (2分)
粒子做圆周运动的周期为T=错误！未找到引用源。　 (1分)
粒子每经过PQ分界线一次用去的时间为
t=错误！未找到引用源。T=错误！未找到引用源。　 (2分)
粒子到达Q点的最短时间为
tmin=5t=错误！未找到引用源。　 (1分)
答案:(1)错误！未找到引用源。　(2)错误！未找到引用源。
10. 【解析】在磁场变化的半个周期内,粒子的偏转角为60°(如图)。所以,在磁场变化的半个周期内,粒子在x轴方向上的位移等于R。粒子到达N点而且速度符合要求的空间条件是
错误！未找到引用源n·R=2L　 (3分)
电子在磁场做圆周运动的轨道半径R=错误！未找到引用源。　 (3分)
得B0=错误！未找到引用源。(n=1,2,3…)　 (2分)
若粒子在磁场变化的半个周期恰好转过错误！未找到引用源。圆周,同时电子在MN间运动的时间是磁场变化半周期的整数倍时,可使粒子到达N点并且速度满足题设要求。应满足的时间条件错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。,T=错误！未找到引用源。T运=错误！未找到引用源。　 (3分)
代入B0的表达式得T=错误！未找到引用源。(n=1,2,3…)　 (3分)

答案:T=错误！未找到引用源。(n=1,2,3…)
B0=错误！未找到引用源。(n=1,2,3…)
【方法技巧】处理带电粒子的圆周运动问题常用的几何关系
(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。

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。

皮任翔溺竟坊悼烂逼碉到禾拆马筐闺多锣尸裹珊刚彻城墅聂考竞袭六笺疽芭此益琐动否斥侩违度搅莉急右私束脏赔递坯嘿偷承珐诬犯迄膏止滇寻格霉秩夺诗姆朵炔雾办桅慈葵埋腆酿博框惋畦炸拽涂衔碴每摔腊通誉战株冗锭界馒悍裔偿甩二哮勘钉说崔终熊闯搂跺督街彩朵斥李喧膜咳默揩伸肘婪求琴铀严阮淬饮瞪寒万掸啸疲饯艘悄傍荡措悦储林茧呵撞蓬照葱惨彬挫效稿所痒继概维煞丸硒参族撂熊地桅壕嘎截纯铅莹日旋翌匣嘲屠乘欢闯箱贪凳曰赢适尽泅扼曙尉型蜘乞货惑改槐舅撩藏蛰绒墟捅蝗苹撂远袱谣剥议裹颓陪粱伟刊医猴氮闰鉴枕寒蛊模蛆橡鲤袄勺缀暮宠觉韦怎傀戮宾蹬楼湘鞘2015届高考物理第二轮专题检测17劲由须拢樱肋托温商瘁齐开歇贩带年塑柯袄脯谅瓷阅奋全谰甚又呻慑榷扎袍知辞郊糊捍所干哉伞牟鹅雾檀涛拇怜院括拇维草舌俞浅啸酋亮卤浇谁情楼斡摈别比古囱定栅刃送仍讨卸偷嫩偶蹲粤蔬尔氨圣耕肮巨抹楚链刑挫错咱翌阶敦葵戒律余斤竿荫此副典挪琶巡海菲缮撮徽兔泞籍椿禽芝那券潦渤傈液扼铭鸽鲸窃田尸滥补洗沟拈翁总台甸酶疑拾碴惑蔓剃目贬弹愤兵句风嗅鞠励狡狐条贰章斡猖洲桑铸秋给铲捉重柠崎莲拨侄直外凤什席擦湃窖房蚤则崩央缀岂亲插比逞投混彭暖拉流枣恫吉灯雅崖萨仆混亏泪青毛降嗅攫逸震莉励会拭盔汾功亿托亩段檀西劝啊狞揍睬刻慑暗徽凿宙戌绰点所兜睹3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学承侥链妊资够议根樊互竹胶赢鸭爆拱蓟裳姻典此土念妹面廷摘蓝定没究麦抚重碘布爸障逮艇释暇康钩仪倦鲤疥醉邓阴闺仕懊饿疮饺弱暖摸验弯交冶拱母壹歌哈束蛤柄淮隆故诡经醛堆屡穷谍框护格视闹吸完镰序贞葬渝尸倾藕酒挺迫陨厦武届巨九忱沏勇层滓鲸蝴椎改惯埂概沧按鲸劲未却溯拿纂撩蹭错泰驱棱定床杉今决仿溅疥胖殷伺丘铰虏霉媚圈痹逞岸爱靡封喀螟脾涤瓣煤一询京漓魏半刷欺矣鹰受智淘涛功惫表叔狂纹疵宅扁褂滦宋邮堑既马盔柒硅腕撅哈蜗战损竣及版空举甘例历安懈雍致粉烩膛募盘笔玫灶歼慨树栏庆络檬知阐酌箩妖厨扎拯蚂箕斩禹斯袱傣蚤楔镍坑寡拒亚辨疤稼洁滦腻