【五年高考三年模拟】2017届高三物理新课标一轮复习练习：专题九 磁场 Word版含解析

专题九磁场

1.(2015海南单科,1,3分)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

答案 A P前有一条形磁铁垂直于P,且S极朝向a点,条形磁铁在a点的磁场垂直于竖直平面向外,在

电子经过a点的瞬间,由左手定则可知该电子所受洛伦兹力方向向上,A对,B、C、D错。

2.(2014江苏单科,9,4分)(多选)如图所示,导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间,线圈中电流为I,线

圈间产生匀强磁场,磁感应强度大小B与I成正比,方向垂直于霍尔元件的两侧面,此时通过霍尔元件的电流为

I H,与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压U H满足:U H=k I H B,式中k为霍尔系数,d为霍尔元件两侧面间的

距离。电阻R远大于R L,霍尔元件的电阻可以忽略,则()

A.霍尔元件前表面的电势低于后表面

B.若电源的正负极对调,电压表将反偏

C.I H与I成正比

D.电压表的示数与R L消耗的电功率成正比

答案CD 由左手定则可判定,霍尔元件的后表面积累负电荷,前表面电势较高,故A错。由电路关系

可见,当电源的正、负极对调时,通过霍尔元件的电流I H和所在空间的磁场方向同时反向,前表面的电势仍

然较高,故B 错。由电路可见,I H I L =R L R ,则I H =R

L R +R L

I,故

C 正确。R L 的热功率

P L =I L 2

R L = RI H R L

2R L =R 2I H 2R

L

,因为

B

与I

成正比,故有:U H =k I H B d =k'I H I d =k'I H 2(R +R L )dR L =k '(R +R L )

dR 2

P L ,可得知

U H 与P L 成正比,故D 正确。

3.(2013浙江理综,20,6分)(多选)在半导体离子注入工艺中,初速度可忽略的磷离子P +和P 3+,经电压为U 的电场加速后,垂直进入磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域,如图所示。已知离子P +在磁场中转过θ=30°后从磁场右边界射出。在电场和磁场中运动时,离子P +和P 3+(

)

A.在电场中的加速度之比为1∶1

B.在磁场中运动的半径之比为 3∶1

C.在磁场中转过的角度之比为1∶2

D.离开电场区域时的动能之比为1∶3 答案

BCD

两离子所带电荷量之比为1∶3,在电场中时由qE=ma 知a ∝q,故加速度之比为1∶3,A 错误;离

开电场区域时的动能由E k =qU 知E k ∝q,故D 正确;在磁场中运动的半径由Bqv=m v 2

R 、E k =1

2mv 2知R=1

B

2mU q ∝1

q

,故B 正确;设磁场区域的宽度为d,则有sin θ=d R ∝1R ,即

sin30°sin θ'=1

3

,故θ'=60°=2θ,C 正确。

4.(2012广东理综,15,4分)质量和电量都相等的带电粒子M 和N,以不同的速率经小孔S 垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹如图中虚线所示。下列表述正确的是(

)

A.M 带负电,N 带正电

B.M 的速率小于N 的速率

C.洛伦兹力对M 、N 做正功

D.M 的运行时间大于N 的运行时间 答案

A

由左手定则判断得M 带负电、N 带正电,A 正确。由题图可知M 、N 半径关系为

R M >R N ,由半径R=mv

qB 可知,v M >v N ,B 错误。因洛伦兹力与速度方向时刻垂直,故不做功,C 错误。由周期公式T=2πm

qB 及t=1

2T 可知,t M =t N ,D 错误。 评析

本题考查带电粒子在磁场中的运动,涉及左手定则、轨迹半径、运动周期及运动时间等知识点。

综合性较强,难度较大。

5.(2015江苏单科,15,16分)一台质谱仪的工作原理如图所示,电荷量均为+q 、质量不同的离子飘入电压为U 0的加速电场,其初速度几乎为零。这些离子经加速后通过狭缝O 沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B 的匀强磁场,最后打在底片上。已知放置底片的区域MN=L,且OM=L 。某次测量发现MN 中左侧23

区域MQ 损坏,检测不到离子,但右侧1

区域QN 仍能正常检测到离子。在适当调节加速电压后,原本打在MQ 的离子即可在QN 检测到。

(1)求原本打在MN 中点P 的离子质量m;

(2)为使原本打在P 的离子能打在QN 区域,求加速电压U 的调节范围;

(3)为了在QN 区域将原本打在MQ 区域的所有离子检测完整,求需要调节U 的最少次数。(取lg 2=0.301,lg 3=0.477,lg 5=0.699)

答案 (1)9qB 2L 232U 0

(2)

100U 081≤U ≤16U 0

9

(3)3次

解析

(1)离子在电场中加速,qU 0=1

2mv 2

在磁场中做匀速圆周运动,qvB=m v 2

r ,解得r=1

B 2mU 0

q

代入

r=3

4L,解得

m=9qB 2L 232U 0

(2)由(1)知,U=

16U 0r 2

9L 2

离子打在Q 点r=56L,U=100U 0

81

离子打在N 点r=L,U=16U 0

9

则电压的范围为

100U 081≤U ≤16U 0

9

(3)由(1)可知,r ∝ 由题意知,第1次调节电压到U 1,使原本打在Q 点的离子打在N 点,L

56

L = U 1

U

此时,原本半径为r 1的打在Q 1的离子打在Q 上5

6L r 1= U 1U 解得r 1= 56

2

L

第2次调节电压到U 2,使原本打在Q 1的离子打在N 点,原本半径为r 2的打在Q 2的离子打在Q 上,则

L r 1= U 2U ,5

6L r =U 2U ,解得r 2=(56

)3L 同理,第n 次调节电压,有r n =(5

)n+1L 检测完整,有r n ≤L

2,解得n ≥lg2lg 65

-1≈2.8

最少次数为3次。

6.(2015浙江理综,25,22分)使用回旋加速器的实验需要把离子束从加速器中引出,离子束引出的方法有磁屏蔽通道法和静电偏转法等。质量为m,速度为v 的离子在回旋加速器内旋转,旋转轨道是半径为r 的圆,圆心在O 点,轨道在垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感应强度为B 。

为引出离子束,使用磁屏蔽通道法设计引出器。引出器原理如图所示,一对圆弧形金属板组成弧形引出通道,通道的圆心位于O'点(O'点图中未画出)。引出离子时,令引出通道内磁场的磁感应强度降低,从而使离子从P 点进入通道,沿通道中心线从Q 点射出。已知OQ 长度为L,OQ 与OP 的夹角为θ。

(1)求离子的电荷量q 并判断其正负;

(2)离子从P 点进入,Q 点射出,通道内匀强磁场的磁感应强度应降为B',求B';

(3)换用静电偏转法引出离子束,维持通道内的原有磁感应强度B 不变,在内外金属板间加直流电压,两板间产生径向电场,忽略边缘效应。为使离子仍从P 点进入,Q 点射出,求通道内引出轨迹处电场强度E 的方向和大小。 答案

(1)mv

Br

正电荷 (2)

mv (2r -2L cos θ)

q (r 2+L 2-2rLcos θ)

(3)方向沿径向向外 Bv-mv 2(2r-2Lcos θ)q (r 2+L 2-2rLcos θ)

解析

(1)离子做圆周运动 Bqv=

mv 2

r

① q=

mv

Br

,带正电荷② (2)如图所示

O'Q=R,OQ=L,O'O=R-r 引出轨迹为圆弧,有B'qv=mv 2

R

③ R=mv

qB '④ 根据几何关系得

R=r 2+L 2-2rLcos θ2r -2L cos θ

⑤

B'=

mv qR =mv (2r -2L cos θ)

q (r 2+L 2-2rLcos θ)

⑥ (3)电场强度方向沿径向向外⑦ 引出轨迹为圆弧,有Bqv-Eq=mv 2

R

⑧ E=Bv-mv 2(2r-2Lcos θ)q (r 2+L 2-2rLcos θ)

⑨

7.(2015天津理综,12,20分)现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动。真空中存在着如图所示的多层紧密相邻的匀强电场和匀强磁场,电场与磁场的宽度均为d 。电场强度为E,方向水平向右;磁感应

强度为B,方向垂直纸面向里。电场、磁场的边界互相平行且与电场方向垂直。一个质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子在第1层电场左侧边界某处由静止释放,粒子始终在电场、磁场中运动,不计粒子重力及运动时的电磁辐射。

(1)求粒子在第2层磁场中运动时速度v 2的大小与轨迹半径r 2;

(2)粒子从第n 层磁场右侧边界穿出时,速度的方向与水平方向的夹角为θn ,试求sin θn ;

(3)若粒子恰好不能从第n 层磁场右侧边界穿出,试问在其他条件不变的情况下,也进入第n 层磁场,但比荷较该粒子大的粒子能否穿出该层磁场右侧边界,请简要推理说明之。 答案

(1)2

qEd

m

2B

mEd

q (2)B

nqd

2mE

(3)见解析 解析

(1)粒子在进入第2层磁场时,经过两次电场加速,中间穿过磁场时洛伦兹力不做功。

由动能定理,有

2qEd=1

2

m v 22

①

由①式解得 v 2=2

qEd

② 粒子在第2层磁场中受到的洛伦兹力充当向心力,有 qv 2B=m v 22

r 2

③

由②③式解得 r 2=2

B

mEd

q

④ (2)设粒子在第n 层磁场中运动的速度为v n ,轨迹半径为r n (各量的下标均代表粒子所在层数,下同)。

nqEd=1

2

m v n 2

⑤

qv n B=m v n 2

r n

⑥

粒子进入第n 层磁场时,速度的方向与水平方向的夹角为αn ,从第n 层磁场右侧边界穿出时速度方向与水平方向的夹角为θn ,粒子在电场中运动时,垂直于电场线方向的速度分量不变,有

图1

v n-1 sin θn-1=v n sin αn ⑦ 由图1看出

r n sin θn -r n sin αn =d⑧ 由⑥⑦⑧式得

r n sin θn -r n-1 sin θn-1=d⑨

由⑨式看出r 1 sin θ1,r 2 sin θ2,…,r n sin θn 为一等差数列,公差为d,可得 r n sin θn =r 1 sin θ1+(n-1)d⑩

图2

当n=1时,由图2看出 r 1 sin θ1=d

由⑤⑥⑩式得

sin θn =B nqd

2mE

(3)若粒子恰好不能从第n 层磁场右侧边界穿出,则 θn =π

2 sin θn =1

在其他条件不变的情况下,换用比荷更大的粒子,设其比荷为q '

m ',假设能穿出第n 层磁场右侧边界,粒子穿出时速度方向与水平方向的夹角为θn ',由于q 'm '>q m

则导致sin θn '>1

说明θn '不存在,即原假设不成立。所以比荷较该粒子大的粒子不能穿出该层磁场右侧边界。 8.(2014四川理综,11,19分)如图所示,水平放置的不带电的平行金属板p 和b 相距h,与图示电路相连,金属板厚度不计,忽略边缘效应。p 板上表面光滑,涂有绝缘层,其上O 点右侧相距h 处有小孔K;b 板上有小孔T,且O 、T 在同一条竖直线上,图示平面为竖直平面。质量为m 、电荷量为-q(q>0)的静止粒子被发射装置(图中未画出)从O 点发射,沿p 板上表面运动时间t 后到达K 孔,不与板碰撞地进入两板之间。粒子视为质点,在图示平面内运动,电荷量保持不变,不计空气阻力,重力加速度大小为g 。

(1)求发射装置对粒子做的功;

(2)电路中的直流电源内阻为r,开关S 接“1”位置时,进入板间的粒子落在b 板上的A 点,A 点与过K 孔竖直线的距离为l 。此后将开关S 接“2”位置,求阻值为R 的电阻中的电流强度;

(3)若选用恰当直流电源,电路中开关S 接“1”位置,使进入板间的粒子受力平衡,此时在板间某区域加上方向垂直于图面的、磁感应强度大小合适的匀强磁场[磁感应强度B 只能在0~B m =

21+5)m

( 21-2)qt

范围内选取],使粒

子恰好从b 板的T 孔飞出,求粒子飞出时速度方向与b 板板面的夹角的所有可能值(可用反三角函数表示)。 答案

(1)

m?2

2t 2

(2)m?

q (R +r ) g -2?3l 2t 2

(3)0<θ≤arcsin2

5

解析(1)设粒子在p板上做匀速直线运动的速度为v0,有h=v0t①

设发射装置对粒子做的功为W,由动能定理得

W=1

2

m v02②

联立①②可得W=m?2

2t2

③

说明:①②式各2分,③式1分

(2)S接“1”位置时,电源的电动势E0与板间电势差U有

E0=U④

板间产生匀强电场的场强为E,粒子进入板间时有水平方向的速度v0,在板间受到竖直方向的重力和电场力作用而做类平抛运动,设加速度为a,运动时间为t1,有

U=Eh⑤

mg-qE=ma⑥

h=1

2

a t12⑦

l=v0t1⑧

S接“2”位置,则在电阻R上流过的电流I满足

I=E0

R+r

⑨

联立①④~⑨得I=m?

q(R+r) g-2?

3

l2t

⑩

说明:④~式各1分

(3)由题意知此时在板间运动的粒子重力与电场力平衡,当粒子从K进入板间后立即进入磁场做匀速圆周

运动,如图所示,粒子从D点出磁场区域后沿DT做匀速直线运动,DT与b板上表面的夹角为题目所求夹角θ。磁场的磁感应强度B取最大值时的夹角θ为最大值θm。设粒子做匀速圆周运动的半径为R,有

qv 0B=

mv 02R

过D 点作b 板的垂线与b 板的上表面交于G,由几何关系有 DG =h-R(1+cos θ)

TG =h+R sin θ tan θ=

sin θcos θ=DG

TG

联立①~

,将B=B m 代入,求得 θm =arcsin

25

当B 逐渐减小,粒子做匀速圆周运动的半径R 随之变大,D 点向b 板靠近,DT 与b 板上表面的夹角θ也越变越小,当D 点无限接近于b 板上表面时,粒子离开磁场后在板间几乎沿着b 板上表面运动而从T 孔飞出板间区域,此时B m >B>0满足题目要求,夹角θ趋近θ0,即

θ0=0

则题目所求为 0<θ≤arcsin 2

5

说明~

式各1分

评析

本题是一道力、电综合题,主要考查带电粒子在电场中的加速、偏转以及在复合场中的运动。

题目涉及的知识点较多,综合性强,难度较大。特别是第(3)问更是要求在透彻理解题意的基础上,画出粒子的运动轨迹,找到临界条件,并结合一定的数学知识求解,但本题所涉及知识均为高中阶段的主干知识,且问题设置层层递进,梯度合理,具有一定的难度和较好的区分度,仍不失为一道好题。

9.(2014广东理综,36,18分)如图所示,足够大的平行挡板A 1、A 2竖直放置,间距6L 。两板间存在两个方向相反的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,以水平面MN 为理想分界面,Ⅰ区的磁感应强度为B 0,方向垂直纸面向外。A 1、A 2上各有位置正对的小孔S 1、S 2,两孔与分界面MN 的距离均为L 。质量为m 、电量为+q 的粒子经

宽度为d 的匀强电场由静止加速后,沿水平方向从S 1进入Ⅰ区,并直接偏转到MN 上的P 点,再进入Ⅱ区,P 点与A 1板的距离是L 的k 倍,不计重力,碰到挡板的粒子不予考虑。

(1)若k=1,求匀强电场的电场强度E;

(2)若2

(2)v=(k 2+1)q B 0L

2m

B=

k

3-k

B 0 解析

(1)粒子在电场中,由动能定理有

qEd=1

2m v 12

-0①

粒子在Ⅰ区洛伦兹力提供向心力

qv 1B 0=m v 12

r ②

当k=1时,由几何关系得 r=L③ 由①②③解得 E=

qB 02L

22md

④ (2)由于2

(r 1-L)2+(kL)2=r 12

⑤

解得

r 1=k 2+12

L⑥

粒子在Ⅰ区洛伦兹力提供向心力 qvB 0=

mv 2

r 1

⑦ 由⑥⑦解得

v=(k 2+1)q B 0L

2m ⑧

粒子在Ⅱ区洛伦兹力提供向心力 qvB=m v 2

r 2

⑨

由对称性及几何关系可知

k (3-k )=r

1r 2

⑩ 解得

r 2=(3-k

)(k 2+1)2k

L

由⑧⑨解得B=

k

3-k

B 0 10.(2014浙江理综,25,22分)离子推进器是太空飞行器常用的动力系统。某种推进器设计的简化原理如图1所示,截面半径为R 的圆柱腔分为两个工作区。Ⅰ为电离区,将氙气电离获得1价正离子;Ⅱ为加速区,长度为L,两端加有电压,形成轴向的匀强电场。Ⅰ区产生的正离子以接近0的初速度进入Ⅱ区,被加速后以速度v M 从右侧喷出。

Ⅰ区内有轴向的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在离轴线R/2处的C 点持续射出一定速率范围的电子。假设射出的电子仅在垂直于轴线的截面上运动,截面如图2所示(从左向右看)。电子的初速度方向与中心O 点和C 点的连线成α角(0<α≤90°)。推进器工作时,向Ⅰ区注入稀薄的氙气。电子使氙气电离的最小速率为v 0,电子在Ⅰ区内不与器壁相·····

碰且能到达的区域越大··········

,电离效果越好······

。已知离子质量为M;电子质量为m,

电量为e 。(电子碰到器壁即被吸收,不考虑电子间的碰撞)

图1

图2

(1)求Ⅱ区的加速电压及离子的加速度大小;

(2)为取得好的电离效果,请判断Ⅰ区中的磁场方向(按图2说明是“垂直纸面向里”或“垂直纸面向外”); (3)α为90°时,要取得好的电离效果,求射出的电子速率v 的范围; (4)要取得好的电离效果,求射出的电子最大速率v max 与α角的关系。 答案

(1)Mv M 2

v M

2 (2)垂直纸面向外 (3)v 0≤v<3eBR 4m (B>4mv

03eR

) (4)v max =3eBR

4m (2-sin α)

解析

(1)由动能定理得12

M v M 2

=eU①

U=Mv M 2

2e ②

a=eE M =e U

ML =v M 2

2L

③ (2)由题知电子在Ⅰ区内不与器壁相碰且能到达的区域越大,电离效果越好,则题图2中显然电子往左半部偏转较好,故Ⅰ区中磁场方向应垂直纸面向外④

(3)设电子运动的最大半径为r

2r=3

2R⑤ eBv=m v 2r ⑥ 所以有v 0≤v<

3eBR

4m

⑦ 要使⑦式有解,磁感应强度B>4mv

03eR ⑧ (4)如图所示,

OA=R-r,OC=R 2

,AC=r 根据几何关系得r=3R

4(2-sin α)

⑨

由⑥⑨式得v max =

3eBR

4m (2-sin α)

11.(2014重庆理综,9,18分)如图所示,在无限长的竖直边界NS 和MT 间充满匀强电场,同时该区域上、下部分分别充满方向垂直于NSTM 平面向外和向内的匀强磁场,磁感应强度大小分别为B 和2B,KL 为上下磁场的水平分界线,在NS 和MT 边界上,距KL 高h 处分别有P 、Q 两点,NS 和MT 间距为1.8h 。质量为m 、带电量为+q 的粒子从P 点垂直于NS 边界射入该区域,在两边界之间做圆周运动,重力加速度为g 。

(1)求电场强度的大小和方向。

(2)要使粒子不从NS 边界飞出,求粒子入射速度的最小值。

(3)若粒子能经过Q 点从MT 边界飞出,求粒子入射速度的所有可能值。

答案

(1)

mg

q

,方向竖直向上 (2)(9-6 )

qB?

m

(3)见解析

图1

解析 (1)设电场强度大小为E 。

由题意有mg=qE 得E=

mg

q

,方向竖直向上。 (2)如图1所示,设粒子不从NS 边飞出的入射速度最小值为v min ,对应的粒子在上、下区域的运动半径分别为r 1和r 2,圆心的连线与NS 的夹角为φ。

由r=mv

有r 1=

mv min qB ,r 2=1

2r 1 由(r 1+r 2)sin φ=r 2 r 1+r 1 cos φ=h 得v min =(9-6 )

qB?

m

(3)如图2所示,设粒子入射速度为v,粒子在上、下方区域的运动半径分别为r 1和r 2,粒子第一次通过KL 时距离K 点为x 。

图2

由题意有3nx=1.8h(n=1,2,3,…)

32

x ≥(9-6 2)h 2 x= r 12-(h-r 1)2 得r 1=(1+

0.36n 2)?

2

,n<3.5 即n=1时,v=

0.68qB?

m

;

n=2时,v=0.545qB?

;

m

。

n=3时,v=0.52qB?

m

评析试题背景为带电粒子在重力场、匀强电场、有界匀强磁场中的匀速圆周运动,问题设置涉及临界与极值、运动的周期性与多解,对考生的分析与推理能力、数学运算能力有极高的要求,试题难度高,区分度大,不失为一道压轴的好题。

12.(2013山东理综,23,18分)如图所示,在坐标系xOy的第一、第三象限内存在相同的匀强磁场,磁场方向垂直于xOy平面向里;第四象限内有沿y轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E。一带电量为+q、质量为m的粒子,自y轴上的P点沿x轴正方向射入第四象限,经x轴上的Q点进入第一象限,随即撤去电场,以后仅保留磁场。已知OP=d,OQ=2d。不计粒子重力。

(1)求粒子过Q点时速度的大小和方向。

(2)若磁感应强度的大小为一确定值B0,粒子将以垂直y轴的方向进入第二象限,求B0。

(3)若磁感应强度的大小为另一确定值,经过一段时间后粒子将再次经过Q点,且速度与第一次过Q点时相同,求该粒子相邻两次经过Q点所用的时间。

与x轴正方向夹角45°

答案(1)2qEd

m

(2)mE

2qd

(3)(2+π)2md

qE

解析(1)设粒子在电场中运动的时间为t0,加速度的大小为a,粒子的初速度为v0,过Q点时速度的大小为v,沿y轴方向分速度的大小为v y,速度与x轴正方向间的夹角为θ,由牛顿第二定律得

qE=ma①

由运动学公式得

d=12

a t 02

②

2d=v 0t 0③ v y =at 0④

v= v 02+v y

2⑤ tan θ=v y

⑥

联立①②③④⑤⑥式得 v=2

qEd

m

⑦ θ=45°⑧

(2)设粒子做圆周运动的半径为R 1,粒子在第一象限的运动轨迹如图所示,O 1为圆心,由几何关系可知△O 1OQ 为等腰直角三角形,得

R 1=2 2d⑨ 由牛顿第二定律得 qvB 0=m v 2R 1

⑩ 联立⑦⑨⑩式得 B 0= mE 2qd

(3)设粒子做圆周运动的半径为R 2,由几何分析(粒子运动的轨迹如图所示。O 2、O 2'是粒子做圆周运动的圆心,Q 、F 、G 、H 是轨迹与两坐标轴的交点,连接O 2、O 2',由几何关系知,O 2FGO 2'和O 2QHO 2'均为矩形,进而知FQ 、GH 均为直径,QFGH 也是矩形,又FH ⊥GQ,可知QFGH 是正方形,△QOF 为等腰直角三角形)可知,粒子在第一、第三象限的轨迹均为半圆,得

2R2=22d

粒子在第二、第四象限的轨迹为长度相等的线段,得

FG=HQ=2R2

设粒子相邻两次经过Q点所用的时间为t,则有

t=FG+HQ+2πR2

v

联立⑦式得

t=(2+π)2md

qE

13.(2013四川理综,11,19分)如图所示,竖直平面(纸面)内有直角坐标系xOy,x轴沿水平方向。在x≤0的区

域内存在方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B1的匀强磁场。在第二象限紧贴y轴固定放置长为l、表面粗糙的不带电绝缘平板,平板平行于x轴且与x轴相距h。在第一象限内的某区域存在方向相互垂直

的匀强磁场(磁感应强度大小为B2、方向垂直于纸面向外)和匀强电场(图中未画出)。一质量为m、不

带电的小球Q从平板下侧A点沿x轴正向抛出;另一质量也为m、带电量为q的小球P从A点紧贴平板

圆周离开电磁场区域,

沿x轴正向运动,变为匀速运动后从y轴上的D点进入电磁场区域做匀速圆周运动,经1

4

沿y轴负方向运动,然后从x轴上的K点进入第四象限。小球P、Q相遇在第四象限的某一点,且竖直方

向速度相同。设运动过程中小球P电量不变,小球P和Q始终在纸面内运动且均看做质点,重力加速为g。求:

(1)匀强电场的场强大小,并判断P球所带电荷的正负;

(2)小球Q的抛出速度v0的取值范围;

(3)B 1是B 2的多少倍? 答案

(1)mg q

正 (2)0

2g?

2?(l+m 2g B 1B 2q 2

) (3)0.5倍 解析

(1)由题给条件,小球P 在电磁场区域内做圆周运动,必有重力与电场力平衡,设所求场强大小为E,有

mg=qE① 得E=

mg

q

② 小球P 在平板下侧紧贴平板运动,其所受洛伦兹力必竖直向上,故小球P 带正电。 说明:①式2分,②式1分,正确给出电荷正负得2分。

(2)设小球P 紧贴平板匀速运动的速度为v,此时洛伦兹力与重力平衡,有 B 1qv=mg③

设小球P 以速度v 在电磁场区域内做圆周运动的半径为R,有

B 2qv=m v 2

R

④

设小球Q 与小球P 在第四象限相遇点的坐标为(x 、y),有 x=R,y ≤0⑤

小球Q 运动到相遇点所需时间为t 0,水平方向位移为s,竖直方向位移为d,有s=v 0t 0⑥

d=12

g t 02

⑦

由题意得 x=s-l,y=h-d⑧

联立相关方程,由题意可知v 0>0,得 0

2g?

2?

(l+m 2g

B

1B 2q

)⑨ 说明:③④⑤⑥⑦⑧式各1分,⑨式2分。

(3)小球Q 在空间做平抛运动,要满足题设要求,则运动到小球P 穿出电磁场区域的同一水平高度时的W 点时,其竖直方向的速度v y 与竖直位移y Q 必须满足

v y=v

y Q=R

设小球Q运动到W点时间为t,由平抛运动,有

v y=gt

y Q=1

2

gt2

联立相关方程,解得

B1=1

2

B2

B1是B2的0.5倍。

说明:式各1分,式2分。

14.(2012天津理综,12,20分)对铀235的进一步研究在核能的开发和利用中具有重要意义。如图所示,质量为m、电荷量为q的铀235离子,从容器A下方的小孔S1不断飘入加速电场,其初速度可视为零,然后经过小孔S2垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,做半径为R的匀速圆周运动。离子行进半个圆周后离开磁场并被收集,离开磁场时离子束的等效电流为I。不考虑离子重力及离子间的相互作用。

(1)求加速电场的电压U;

(2)求出在离子被收集的过程中任意时间t内收集到离子的质量M;

(3)实际上加速电压的大小会在U±ΔU范围内微小变化。若容器A中有电荷量相同的铀235和铀238两种离子,如前述情况它们经电场加速后进入磁场中会发生分离,为使这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生

交叠,ΔU

U

应小于多少?(结果用百分数表示,保留两位有效数字)

答案(1)qB 2R2

2m (2)mIt

q

(3)0.63%

高三物理一轮复习 综合测试题5习题 新人教版

【走向高考】2016届高三物理一轮复习 综合测试题5习题 新人教版 本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，考试时间90分钟。 第Ⅰ卷(选择题 共40分) 一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。) 1．(2015·晋城质检)全地形越野车装有全方位减震装置，其原理简化图如图所示(俯视图，越野车底部弹簧未画出)，其弹簧(完全一样，图中弹簧在车子静止时处于原长状态)使受保护区运动延时，从而起到减震作用。以下对运动中车子的描述正确的是( ) A ．如果车子前轮跌落沟里，弹簧增加的弹性势能全部来自动能 B ．如果车子前轮跌落沟里，弹簧增加的弹性势能部分来自动能 C ．如果车子前轮冲向高坡，弹簧的弹性势能转化为重力势能 D ．如果匀速行驶的车子突然刹车，前后弹簧形变量大小不相等 [答案] B [解析] 当车子前轮跌落沟里时，动能与重力势能都会减小，转化为弹性势能，A 错，B 对；当车子冲向高坡时，动能转化为弹性势能与重力势能，C 错；匀速行驶时，前后弹簧都处于原长状态，突然刹车时，由于惯性，前面弹簧会缩短，后面弹簧会伸长，其形变量大小一样，D 错。 2.如图所示，木盒中固定一质量为m 的砝码，木盒和砝码在桌面上以一定的初速度一起滑行一段距离后停止。现拿走砝码，而持续加一个竖直向下的恒力F(F ＝mg)，若其他条件不变，则木盒滑行的距离( ) A ．不变 B ．变小 C ．变大 D ．变大变小均可能 [答案] B [解析] 设木盒质量为M ，木盒中固定一质量为m 的砝码时，由动能定理可知，μ(m ＋M)gx1＝12(M ＋m)v2，解得x1＝v22μg ；加一个竖直向下的恒力F(F ＝mg)时，由动能定理可知，μ(m ＋M)gx2＝12Mv2，解得x2＝Mv22m ＋M μg 。显然x2

高考物理专题复习 动能 动能定理练习题

2008高考物理专题复习 动能 动能定理练习题 考点：动能．做功与动能改变的关系（能力级别：Ⅰ） 1．动能 （1）定义:物体由于运动而具有的能量叫做动能. （2）计算公式:221mv E k = .国际单位:焦耳(J). （3）说明: ①动能只有大小,没有方向,是个标量.计算公式中v 是物体具有的速率.动能恒为正值. ②动能是状态量,动能的变化(增量)是过程量. ③动能具有相对性,其值与参考系的选取有关.一般取地面为参考系. 【例题】位于我国新疆境内的塔克拉玛干沙漠,气候干燥,风力强劲,是利用风力发电的绝世佳境.设该地强风的风速v =20m/s,空气密度ρ=1.3kg/m 3,如果把通过横截面积为s=20m 2的风的动能全部转化为电能,则电功率的大小为多少?(取一位有效数字). 〖解析〗时间t 内吹到风力发电机上的风的质量为 vts m ρ= 这些风的动能为 22 1mv E k = 由于风的动能全部转化为电能，所以发电机的发电功率为 W s v t E P k 531012 1?≈== ρ 2.做功与动能改变的关系 动能定理 （1）内容:外力对物体做的总功等于物体动能的变化.即:合外力做的功等于物体动能的变化. （2）表达式: 12k k E E W -=合 或k E W ?=合 （3）对动能定理的理解: ①合W 是所有外力对物体做的总功,等于所有外力对物体做功的代数和,即:W 合=W 1+ W 2+ W 3+…….特别是在全过程的各个阶段受力有变化的情况下，只要把各个力在各个阶段所做的功都按照代数和加起来，就可以得到总功. ②因动能定理中功和能均与参考系的选取有关,所以动能定理也与参考系的选取有关,一般以地球为参考系. ③不论做什么运动形式,受力如何,动能定理总是适用的. ④做功的过程是能量转化的过程,动能定理中的等号“＝”的意义是一种因果联系的数值上相等的符号, 它并不意谓着“功就是动能的增量”,也不意谓着“功转变成动能”,而意谓着“合外力的功是物体动能变化的原因,合外力对物体做多少功物体的动能就变化多少”. ⑤合W >0时,E k2>E k1,物体的动能增加; 合W <0时,E k2

高三物理高考第一轮专题复习——电磁场(含答案详解)

高三物理第一轮专题复习——电磁场 在以坐标原点O 为圆心、半径为r 的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示。一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x 轴的交点A 处以速度v 沿－x 方向射入磁场，恰好从磁场边界与y 轴的交点C 处沿＋y 方向飞出。 （1）请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷q/m ； （2）若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为B ’，该粒子仍从A 处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角，求磁感应强度B ’多大？此次粒子在磁场中运动所用时间t 是多少？ 电子自静止开始经M 、N 板间（两板间的电压 为U ）的电场加速后从A 点垂直于磁场边界射入宽度为d 的匀强磁场中， 电子离开磁场时的位置P 偏离入射方向的距离为L ，如图所示．求匀强磁 场的磁感应强度．（已知电子的质量为m ，电量为e ） 高考）如图所示，abcd 为一正方形区域，正离子束从a 点沿ad 方向以0 =80m/s 的初速度射入，若在该区域中加上一个沿ab 方向的匀强电场，电场强度为E ，则离子束刚好从c 点射出；若撒去电场，在该区域中加上一个垂直于abcd 平面的匀强磁砀，磁感应强度为B ，则离子束刚好从bc 的中点e 射出，忽略离子束中离子间的相互作用，不计离子的重力，试判断和计算： （1）所加磁场的方向如何？（2）E 与B 的比值B E /为多少？

制D 型金属扁盒组成，两个D 形盒正中间开有一条窄缝。两个D 型盒处在匀强磁场中并接有高频交变电压。图乙为俯视图，在D 型盒上半面中心S 处有一正离子源，它发出的正离子，经狭缝电压加速后，进入D 型盒中。在磁场力的作用下运动半周，再经狭缝电压加速。如此周而复始，最后到达D 型盒的边缘，获得最大速度，由导出装置导出。已知正离子的电荷量为q ，质量为m ，加速时电极间电压大小为U ，磁场的磁感应强度为B ，D 型盒的半径为R 。每次加速的时间很短，可以忽略不计。正离子从离子源出发时的初速度为零。 （1）为了使正离子每经过窄缝都被加速，求交变电压的频率； （2）求离子能获得的最大动能； （3）求离子第1次与第n 次在下半盒中运动的轨道半径之比。 如图甲所示，图的右侧MN 为一竖直放置的荧光屏，O 为它的中点，OO’与荧光屏垂直，且长度为l 。在MN 的左侧空间内存在着方向水平向里的匀强电场，场强大小为E 。乙图是从甲图的左边去看荧光屏得到的平面图，在荧光屏上以O 为原点建立如图的直角坐标系。一细束质量为m 、电荷为q 的带电粒子以相同的初速度 v 0从O’点沿O’O 方向射入电场区域。粒子的重力和粒子间的相互作用都可忽略不计。 （1）若再在MN 左侧空间加一个匀强磁场，使得荧光屏上的亮点恰好位于原点O 处，求这个磁场的磁感强度的大小和方向。 （2）如果磁感强度的大小保持不变，但把方向变为与电场方向相同，则荧光屏上的亮点位于图中A 点处，已知A 点的纵坐标 l y 3 3 ，求它的横坐标的数值。 E 、方向水平向右，电场宽度为L ；中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向里。一个质量为m 、电量为q 、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O 点由静止开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，又回到O 点，然后重复上述运动过程。求： （1）中间磁场区域的宽度d ； （2）带电粒子从O 点开始运动到第一次回到O 点所用时间t 。 如下图所示，PR 是一块长为L= 4m 的绝缘平板，固定在水平地面上，整个空间有一个平行 B B l O 甲 乙

高三物理电磁场测试题

高三物理电磁场测试题 一、本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分． 1．如图1所示，两根相互平行放置的长直导线a 和b 通有大小相等、方向相反的电流，a 受到磁场力的大小为F 1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a 受到的磁场力大小变为F 2.则此时b 受到的磁场力大小为（ ） A ．F 2 B ．F 1－F 2 C ．F 1+F 2 D ．2F 1－F 2 2．如图2所示，某空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，已知一离子在电场力和磁场力作用下， 从静止开始沿曲线acb 运动，到达b 点时速度为 零，c 为运动的最低点.则 （ ） A ．离子必带负电 B ．a 、b 两点位于同一高度 C ．离子在c 点速度最大 D ．离子到达b 点后将沿原曲线返回 3．如图3所示，带负电的橡胶环绕轴OO ′以角速 a I I 图 图3 图2

度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是（） A．N极竖直向下 B．N极竖直向上 C．N极沿轴线向左 D．N极沿轴线向右 4．每时每刻都有大量带电的宇宙射线向地球 射来，幸好地球磁场可以有效地改变这些 宇宙射线中大多数射线粒子的运动方向， 使它们不能到达地面，这对地球上的生命 有十分重要的意义。假设有一个带正电的 宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来（如图4，地球由西向东转，虚线表示地球自转轴，上方为地理北极），在地球磁场的作用下，它将向什么方向偏转？（）A．向东B．向南C．向西D．向北 5．如图5所示，甲是一个带正电的小物块，乙是一个不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起静置于粗糙的水平 地板上，地板上方空间有水平方向的匀强磁 场。现用水平恒力拉乙物块，使甲、乙无相 对滑动地一起水平向左加速运动， 在加速运动阶段（）图5 图4

高三物理磁场大题

1．如图所示，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600 角。现将带电粒子的速度变为v/3，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变为 A ． 12 t ? B ．2t ? C ．13 t ? D ．3t ? 2．半径为a 右端开小口的导体圆环和长为2a 的导体直杆，单位长度电阻均为R 0。圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B 。杆在圆环上以速度v 平行于直径CD 向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O 开始，杆的位置由θ确定，如图所示。则 A ．θ=0时，杆产生的电动势为2Bav B ．3π θ=3Bav C ．θ=0时，杆受的安培力大小为20 3(2)R B av π+ D ．3π θ=时，杆受的安培力大小为203(53)R B av π+

3．如图，质量分别为m A 和m B 的两小球带有同种电荷，电荷最分别为q A 和q B ，用绝缘细线悬挂在天花板上。平衡时，两小球恰处于同一水平位置，细线与竖直方向间夹角分别为θ1与θ2（θ1＞θ2）。两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动，最大速度分别v A 和v B ，最大动能分别为E kA 和E kB 。则 （ ） （A ）m A 一定小于m B （B ）q A 一定大于q B （C ）v A 一定大于v B （D ）E kA 一定大于E kB 4．如图，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12V ，6W ”的小灯泡并联在副线圈的两端。当两灯泡都正常工作时，原线圈中电压表和电流表（可视为理想的）的示数分别是 A ．120V ，0.10A B ．240V ，0.025A C ．120V ，0.05A D ．240V ，0.05A 5．如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B 0.使该线框从静止开始绕过圆心O 、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率t B ??的大小应为 A.πω0 4B B.πω0 2B C.πω0B D.π ω20B

2021届高三物理一轮复习电磁学静电场专题练习

2021届高三物理一轮复习电磁学静电场专题练习 一、填空题 1．如图所示，A、B是电场中的两个点，由图可知电场强度E A_____E B（填“＞”或“＜”）．将一点电荷先后放在A、B两点，它所受的电场力大小F A_____F B（填“＞”或“＜”）． 2．自然界中有两种电荷：即_____和_____。同种电荷相互_____，异种电荷相互_____。 3．有一平行板电容器,两极板带电量为4.0×10-5C,两极板间的电压为200V,它的电容是______F,如果使它的带电量增加到8.0×10-5C,这时两板间电压是______V. 4．有A。B两个物体经摩擦后，使B带上了2.4×10－6 C的正电荷，此过程中有_________个电子发生了转移，电子由__________转移___________ 。 5．如图所示，一带负电的导体球M放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球N挂在横杆上。当小球N静止时，丝线与竖直方向成θ角，由此推断小球N带_______电荷（选填“正”或“负”）。现用另一与M完全相同的不带电导体球与M接触后移开，则丝线与竖直方向的夹角θ将_________（选填“变大”或 “变小”）。 6．如图所示，悬线下挂着一个带正电的小球，它的质量为m、整个装置处于水平向右的匀强电场中，电场强度为E．．小球处于平衡状态，悬线与竖直方向的夹角为θ．小球的带电量大小为_____，悬线对小球的拉力大小为_____。 7．一个带电小球，带有5.0×10-9C的负电荷．当把它放在电场中某点时，受到方向竖直向下、大小为2.0×10-8N 的电场力，则该处的场强大小为______，方向______。 8．如图实线为电场线，虚线为等势线，相邻两等势线间电势差相等．有一正电荷在等势线?3上时，具有动能20 J，它在运动到等势线?1时，速度为零．设?2为零势面，则当电荷的电势能为4J时，其动能大小 为__J. 1/ 5

高三物理专项基础训练：第22练 天体运动的综合问题

第22练天体运动的综合问题 一、单项选择题（每小题只有一个选项符合题意） 合肥精品教育（国购广场东侧梅园公寓5#602）王老师物理辅导电话：187--1510--6720 1.美国的“大鸟”侦察卫星可以发现地面上边长仅为0.36m的正方体物体，它距离地面高度仅有16km理论和实践都表明：卫星离地面越近，它的分辨率就越高，那么分辨越高的卫星（） A.它的运行速度一定越小 B.它的运行角速度一定越小 C.它的环绕周期一定越小 D.它的向心加速度一定越小 2.人造卫星绕地球做圆周运动，因受大气阻力作用，它近似做半径逐渐变化的圆周运动则（） A.它的动能逐渐减小 B.它的轨道半径逐渐减小 C.它的运行周期逐渐变大 D.它的向心加速度逐渐减小 3.关于人造地球卫星，下列说法中正确的是（） A.人造地球卫星只能绕地心做圆周运动，而不一定绕地轴做匀速圆周运动 B.在地球周围做匀速圆周运动的人造地球卫星，其线速度大小必然大于7.9km/s C.在地球周围做匀速圆周运动的人造地球卫星，其线速度大小必然大于7.9km/s D.在地球周围做匀速圆周运动的人造地球卫星，如其空间存在稀薄的空气，受空气 阻力，动能减小 4.在地球（看做质量分布均匀的球体）上空有许多同步卫星，下列说法中正确的是（） A.它们的质量可能不同 B.它们的速率可能不同 C.它们的向心加速度大小可能不同 D.它们离地心的距离可能不同 5.科学家们推测，太阳系中有一颗行星就在地球的轨道上.从地球上看，它永远在太阳的背面，人类一直未能发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”.由以上信息我们可以推知（） A.这颗行星的公转周期与地球相等 B.这颗行星的自转周期与地球相等 C.这颗行星的质量等于地球的质量 D.这颗行星的密度等于地球的密度 二、多项选择题（每小题有多个选项符合题意） 6.最近，科学家在望远镜中看到太阳系外某一恒星有一行星，并测得它围绕该恒星运行一周所用的时间为1200年，它与该恒星的距离为地球到太阳距离的100倍.假定该行星绕恒星运动的轨道和地球绕太阳运行的轨道都是圆周，仅利用以上两个数据可以求出的量有（） A.恒星质量与太阳质量之比 B.恒星密度与太阳密度之比 C.行星质量与地球质量之比 D.行星运动速度与地球公转速度之比 7.我国将于2007年底发射第一颗环月卫星用来探测月球.探测器先在近地轨道绕地球3周，然后进入月球的近月轨道绕月飞行，已知月球表面的重力加速度为地球表面重力加速

高考物理一轮复习磁场专题

第十一章、磁场 一、磁场： 1、基本性质：对放入其中的磁极、电流有力的作用。 磁极间、电流间的作用通过磁场产生，磁场是客观存在的一种特殊形态的物质。 2、方向：放入其中小磁针N极的受力方向（静止时N极的指向） 放入其中小磁针S极的受力的反方向（静止时S极的反指向） 3、磁感线：形象描述磁场强弱和方向的假想的曲线。 磁体外部：Ｎ极到Ｓ极；磁体内部：Ｓ极到Ｎ极。 磁感线上某点的切线方向为该点的磁场方向；磁感线的疏密表示磁场的强弱。 ４、安培定则：（右手四指为环绕方向，大拇指为单独走向） 二、安培力： １、定义：磁场对电流的作用力。 ２、计算公式：Ｆ＝ＩＬＢsinθ＝Ｉ⊥ＬＢ式中：θ是Ｉ与Ｂ的夹角。 电流与磁场平行时，电流在磁场中不受安培力；电流与磁场垂直时，电流在磁场中受安培力最大：Ｆ＝ＩＬＢ 0≤F≤ＩＬＢ ３、安培力的方向：左手定则——左手掌放入磁场中，磁感线穿过掌心，四指指向电流方向，大拇指指向为通电导线所受安培力的方向。 三、磁感应强度Ｂ： １、定义：放入磁场中的电流元与磁场垂直时，所受安培力Ｆ跟电流元ＩＬ的比值。

qB m v r =２、公式： 磁感应强度Ｂ是磁场的一种特性，与Ｆ、Ｉ、Ｌ等无关。 注：匀强磁场中，Ｂ与Ｉ垂直时，Ｌ为导线的长度； 非匀强磁场中，Ｂ与Ｉ垂直时，Ｌ为短导线长度。 ３、国际单位：特斯拉（Ｔ）。 ４、磁感应强度Ｂ是矢量，方向即磁场方向。 磁感线方向为Ｂ方向，疏密表示Ｂ的强弱。 ５、匀强磁场：磁感应强度Ｂ的大小和方向处处相同的磁场。磁感线是分布均匀的平行直线。例：靠近的两个异名磁极之间的部分磁场；通电螺线管内的磁场。 四、电流表（辐向式磁场） 线圈所受力矩：M=NBIS ∥=k θ 五、磁场对运动电荷的作用： 1、洛伦兹力：运动电荷在磁场中所受的力。 2、方向：用左手定则判断——磁感线穿过掌心，四指所指为正电荷运动方向（负电荷运动的反方向），大拇指所指方向为洛伦兹力方向。 3、大小：F=qv ⊥B 4、洛伦兹力始终与电荷运动方向垂直，只改变电荷的运动方向，不对电荷做功。 5、电荷垂直进入磁场时，运动轨迹是一个圆。 IL F B =

高三物理一轮复习选修3-3专项训练(最新整理)

高三物理一轮复习选修3-3专项训练 一、(1)(6分)关于固体、液体和物态变化，下列说法正确的是________ A．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大 B．当分子间距离增大时，分子间的引力减少、斥力增大 C．一定量的理想气体，在压强不变时，气体分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度升高而减少 D．水的饱和汽压随温度的升高而增大 E．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用 (2)(9分)如图所示，竖直放置的足够长圆柱形绝热汽缸内封 闭着1 mol单原子分子理想气体，气体温度为T0.活塞的质量为m， 横截面积为S，与汽缸底部相距h，现通过电热丝缓慢加热气体， 活塞上升了h.已知1 mol单原子分子理想气体内能表达式为U＝3 2 RT，大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与汽缸的摩 擦．求： ①加热过程中气体吸收的热量； ②现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当添加砂粒的质量为m1时，活塞恰好回到原来的位置，求此时气体的温度．

二、(1)(5分)下列说法正确的是________． A．物体的内能是物体所有分子热运动的动能和分子间的势能之和 B．布朗运动就是液体分子或者气体分子的热运动 C．利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能是可能的 D．气体分子间距离减小时，分子间斥力增大，引力减小 E．石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同 (2)如图，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱， 中管内水银面与管口A之间气体柱长为l A＝40 cm，右管内气体柱长为l B ＝39 cm.先将口B封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设被封闭的气体 为理想气体，整个过程温度不变，若稳定后进入左管的水银面比水银 槽水银面低4 cm，已知大气压强p0＝76 cmHg，求： ①A端上方气柱长度； ②稳定后右管内的气体压强．

高三物理基础训练20

3 高三物理基础训练20 1、如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m 的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧 一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A 点，弹簧处于原 长h 。让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零。则在圆 环下滑过程中 A ．圆环机械能守恒 B ．弹簧的弹性势能先增大后减小 C ．弹簧的弹性势能变化了mgh D ．弹簧的弹性势能最大时圆环动能最大 2、如图所示，在倾角为θ的光滑斜劈P 的斜面上有两个用轻质弹簧相连的物块A 、B ，C 为一垂直固定在斜面上的挡板。Ａ、Ｂ质量均为ｍ，斜面连同挡板的质量为M ，弹簧的劲度系数为k ，系统静止于光滑水平面。现开始用一水平恒力F 作用于Ｐ，（重力加速度为g ）下列说法中正确的是（ ） A 、若F=0，挡板受到 B 物块的压力为θsin 2mg B 、力F 较小时A 相对于斜面静止，F 大于某一数值，A 相对于 斜面向上滑动 C 、若要B 离开挡板C ，弹簧伸长量需达到k mg /sin θ D 、若θtan )2(g m M F +=且保持两物块与斜劈共同运动，弹簧将保持原长 3、如图所示，正方形导线框ABCD 、abcd 的边长均为L ，电阻均为R ，质量分别为2m 和m ，它们分别系在一跨过两个定滑轮的轻绳两端，且正方形导线框与定滑轮处于同一竖直平面内。在两导线框之间有一宽度为2L 、磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场。 开始时导线框ABCD 的下边与匀强磁场的上边界重合，导线框abcd 的上边到匀强磁场的下边界的距离为L 。 现将系统由静止释放，当导线框ABCD 刚好全部进入磁场时，系统开始做匀速运动。不计摩擦和空气阻力，则 （ ） A ．两线框刚开始做匀速运动时轻绳上的张力F T =2mg B ．系统匀速运动的速度大小22 mgR v B L = C ．导线框abcd 通过磁场的时间23 3B L t mgR = D ．两线框从开始运动至等高的过程中所产生的总焦耳热332 4434-2m g R Q mgL B L = m α h A

(完整word版)高三物理综合大题

高三二轮复习综合大题汇编 1. （16分）如图所示，在水平方向的匀强电场中，用长为L的绝缘细线拴住一质量为m，带电荷量为q的小球，线的上端固定，开始时连线带球拉成水平，突然松开后，小球由静止开始向下摆动，当细线转过60°角时的速度恰好为零。问： （1）电场强度E的大小为多少？ （2）A、B两点的电势差U AB为多少？ （3）当悬线与水平方向夹角θ为多少时，小球速度最大？最大为多少？ 2. （12分）如图甲所示，一粗糙斜面的倾角为37°，一物块m=5kg在斜面上，用F=50N的力沿斜面向上作用于物体，使物体沿斜面匀速上升，g取10N/kg，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： （1）物块与斜面间的动摩擦因数μ； （2）若将F改为水平向右推力F'，如图乙，则至少要用多大的力F'才能使物体沿斜面上升。（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力） 3. （18分）如图（甲）所示，弯曲部分AB和CD是两个半径相等的四分之一圆弧，中间的BC段是竖直的薄壁细圆管（细圆管内径略大于小球的直径），细圆管分别与上、下圆弧轨道相切连接，BC段的长度L可作伸缩调节。下圆弧轨道与地面相切，其中D、A分别是上、下圆弧轨道的最高点与最低点，整个轨道固定在竖直平面内。一小球多次以某一速度从A点水平进入轨道而从D点水平飞出。今在A、D两点各放一个压力传感器，测试小球对轨

道A、D两点的压力，计算出压力差△F。改变BC间距离L，重复上述实验，最后绘得△F-L 的图线如图（乙）所示。（不计一切摩擦阻力，g取10m/s2） （1）某一次调节后D点离地高度为0.8m。小球从D点飞出，落地点与D点水平距离为2.4m，求小球过D点时速度大小。 （2）求小球的质量和弯曲圆弧轨道的半径大小。 4. （18分）如图所示，在光滑的水平地面上，质量为M=3.0kg的长木板A的左端，叠放着一个质量为m=1.0kg的小物块B（可视为质点），处于静止状态，小物块与木板之间的动摩擦因数μ=0.30。在木板A的左端正上方，用长为R=0.8m的不可伸长的轻绳将质量为m=1.0kg的小球C悬于固定点O点。现将小球C拉至上方使轻绳拉直且与水平方向成θ=30°角的位置由静止释放，到达O点的正下方时，小球C与B发生碰撞且无机械能损失，空气阻力不计，取g=10m/s2，求： （1）小球C与小物块B碰撞前瞬间轻绳对小球的拉力； （2）木板长度L至少为多大时，小物块才不会滑出木板。 5. （20分）如图所示，在高为h的平台上，距边缘为L处有一质量为M的静止木块（木块的尺度比L小得多），一颗质量为m的子弹以初速度v0射入木块中未穿出，木块恰好运动到平台边缘未落下，若将子弹的速度增大为原来的两倍而子弹仍未穿出，求木块的落地点距平台边缘的水平距离，设子弹打入木块的时间极短。

高三物理磁场大题知识讲解

高三物理磁场大题

1．如图所示，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600角。现将带电粒子的速度变为v/3，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变为 A ．1 2t ? B ．2t ? C ．1 3 t ? D ．3t ? 2．半径为a 右端开小口的导体圆环和长为2a 的导体直杆，单位长度电阻均为R 0。圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B 。杆在圆环上以速度v 平行于直径CD 向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O 开始，杆的位置由θ确定，如图所示。则 A ．θ=0时，杆产生的电动势为2Bav B ．3 π θ= 3Bav C ．θ=0时，杆受的安培力大小为23(2)R B av π+

D． 3 π θ=时，杆受的安培力大小为 2 3 (53)R B av π+ 3．如图，质量分别为m A 和m B 的两小球带有同种电荷，电荷最分别为q A 和 q B ，用绝缘细线悬挂在天花板上。平衡时，两小球恰处于同一水平位置，细线与竖直方向间夹角分别为θ1与θ2（θ1＞θ2）。两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动，最大速度分别v A和v B ，最大动能分别为E kA 和E kB 。则（） （A）m A一定小于m B （B）q A一定大于q B （C）v A一定大于v B （D）E kA一定大于E kB 4．如图，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12V，6W”的小灯泡并联在副线圈的两端。当两灯泡都正常工作时，原线圈中电压表和电流表（可视为理想的）的示数分别是 A．120V，0.10A B．240V，0.025A C．120V，0.05A D．240V，0.05A 5．如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0.使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置，磁感应强度

高三物理一轮复习 直线运动练习题

高三物理一轮复习直线运动练习题 二实验 1 现用频闪照相方法来研究物块的变速运动．在一小物块沿斜面向下运动的过程中，用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示．拍摄时频闪频率是10 Hz；通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为x1、x2、x3、x4.已知斜面顶端的高度h和斜面的长度s.数据如下表所示．重力加速度大小g取9.80 m/s2. 单位：cm 根据表中数据，完成下列填空： (1)物块的加速度a＝________m/s2(保留3位有效数字)． (2)因为______________________，可知斜面是粗糙的 三计算题 2 (新课标理综).甲乙两辆汽车都从静止出发做加速直线运动，加速度方向一直不变。在第一段时间间隔内，两辆汽车的加速度大小不变，汽车乙的加速度大小是甲的两倍；在接下来的相同时间间隔内，汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍，汽车乙的加速度大小减小为原来的一半。求甲乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比

3 (新课标理综)已知O、A、B、C为同一直线上的四点.AB间的距离为l1,BC间的距离为l2,一物体自O点由静止出发,沿此直线做匀加速运动,依次经过A、B、C三点,已知物体通过AB 段与BC段所用的时间相等.求O与A的距离. 4．(2014·课标全国Ⅰ)公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离。当前车突然停止时，后车司机可以采取刹车措施，使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰。通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1s，当汽车在晴天干燥沥青路面上以108km/h的速度匀速行驶时，安全距离为120m。设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的2/5，若要求安全距离仍为120m。求汽车在雨天安全行驶的最大速度。

2018-2018高考物理动量定理专题练习题(附解析)

2018-2018高考物理动量定理专题练习题（附解 析） 如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零，那么这个系统的总动量保持不变。小编准备了动量定理专题练习题，具体请看以下内容。 一、选择题 1、下列说法中正确的是( ) A.物体的动量改变，一定是速度大小改变? B.物体的动量改变，一定是速度方向改变? C.物体的运动状态改变，其动量一定改变? D.物体的速度方向改变，其动量一定改变 2、在下列各种运动中，任何相等的时间内物体动量的增量总是相同的有( )

A.匀加速直线运动 B.平抛运动 C.匀减速直线运动 D.匀速圆周运动 3、在物体运动过程中，下列说法不正确的有( ) A.动量不变的运动，一定是匀速运动? B.动量大小不变的运动，可能是变速运动? C.如果在任何相等时间内物体所受的冲量相等(不为零)，那么该物体一定做匀变速运动 D.若某一个力对物体做功为零，则这个力对该物体的冲量也一定为零? 4、在距地面高为h，同时以相等初速V0分别平抛，竖直上抛，竖直下抛一质量相等的物体m，当它们从抛出到落地时，比较它们的动量的增量△ P，有 ( ) A.平抛过程较大 B.竖直上抛过程较大 C.竖直下抛过程较大 D.三者一样大

5、对物体所受的合外力与其动量之间的关系，叙述正确的是( ) A.物体所受的合外力与物体的初动量成正比; B.物体所受的合外力与物体的末动量成正比; C.物体所受的合外力与物体动量变化量成正比; D.物体所受的合外力与物体动量对时间的变化率成正比 6、质量为m的物体以v的初速度竖直向上抛出，经时间t，达到最高点，速度变为0，以竖直向上为正方向，在这个过程中，物体的动量变化量和重力的冲量分别是( ) A. -mv和-mgt B. mv和mgt C. mv和-mgt D.-mv和mgt 7、质量为1kg的小球从高20m处自由下落到软垫上，反弹后上升的最大高度为5m，小球接触软垫的时间为1s，在接触时间内，小球受到的合力大小(空气阻力不计 )为( )

高考物理：专题9-磁场(附答案)

专题9 磁场 1.（15江苏卷）如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度，下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长NM 相等，将它们分别挂在天平的右臂下方，线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态，若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是 答案：A 解析：因为在磁场中受安培力的导体的有效长度(A)最大，所以选A. 2．（15海南卷）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 答案：A 解析：条形磁铁的磁感线方向在a 点为垂直P 向外，粒子在条形磁铁的磁场中向右运动，所以根据左手定则可得电子受到的洛伦兹力方向向上，A 正确. 3.（15重庆卷）题1图中曲线a 、b 、c 、d 为气泡室中某放射物质发生衰变放出的部分粒子的经迹，气泡室中磁感应强度方向垂直纸面向里.以下判断可能正确的是 A.a 、b 为粒子的经迹 B. a 、b 为粒子的经迹 C. c 、d 为粒子的经迹 D. c 、d 为粒子的经迹 答案：D 解析：射线是不带电的光子流，在磁场中不偏转，故选项B 错误.粒子为氦核带正电，由左手定则知受到向上的洛伦兹力向上偏转，故选项A 、C 错误；粒子是带负电的电子流，应向下偏转，选项D 正确. 4.（15重庆卷）音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机.题7图是某音圈电机的原理示意图，它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成，线圈边长为，匝数为，磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下，大小为，区域外的磁场忽略不计.线圈左边始终在磁场外，右边始终在磁场内，前后两边在磁场内的长度始终相等.某时刻线圈中电流从P 流向Ｑ，大小为． βγαβγαβL n B I

高中物理磁场知识点汇总

高中物理磁场知识点汇总 一、磁场 磁体是通过磁场对铁一类物质发生作用的，磁场和电场一样，是物质存在的另一种形式，是客观存在。小磁针的指南指北表明地球是一个大磁体。磁体周围空间存在磁场；电流周围空间也存在磁场。电流周围空间存在磁场，电流是大量运动电荷形成的，所以运动电荷周围空间也有磁场。静止电荷周围空间没有磁场。磁场存在于磁体、电流、运动电荷周围的空间。磁场是物质存在的一种形式。磁场对磁体、电流都有磁力作用。与用检验电荷检验电场存在一样，可以用小磁针来检验磁场的存在。如图所示为证明通电导线周围有磁场存在? ?奥斯特实验，以及磁场对电流有力的作用实验。 1．地磁场地球本身是一个磁体，附近存在的磁场叫地磁场，地磁的南极在地球北极附近，地磁的北极在地球的南极附近。 2．地磁体周围的磁场分布与条形磁铁周围的磁场分布情况相似。 3．指南针放在地球周围的指南针静止时能够指南北，就是受到了地磁场作用的结果。 4．磁偏角地球的地理两极与地磁两极并不重合，磁针并非准确地指南或指北，其间有一个交角，叫地磁偏角，简称磁偏角。说明：①地球上不同点的磁偏角的数值是不同的。 ②磁偏角随地球磁极缓慢移动而缓慢变化。③地磁轴和地球自转轴的夹角约为11°。 二、磁场的方向 在电场中，电场方向是人们规定的，同理，人们也规定了磁场的方向。规定：在磁场中的任意一点小磁针北极受力的方向就是那一点的磁场方向。确定磁场方向的方法是：将一不受外力的小磁针放入磁场中需测定的位置，当小磁针在该位置静止时，小磁针 N 极的指向即为该点的磁场方向。磁体磁场：可以利用同名磁极相斥，异名磁极相吸的方法来判定磁场方向。 电流磁场：利用安培定则（也叫右手螺旋定则）判定磁场方向。 三、磁感线

高三物理一轮复习练习 选修

1．如图甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交流电如图乙所示，设沿abcda方向为电流正方向，则() A．乙图中Oa时间段对应甲图中A至B图的过程 B．乙图中c时刻对应甲图中的C图 C．若乙图中d等于0.02 s，则1 s内电流的方向改变50次 D．若乙图中b等于0.02 s，则交流电的频率为50 Hz 解析：由交变电流的产生原理可知，甲图中的A、C两图中线圈所在的平面为中性面，线圈在中性面时电流为零，再经过1/4个周期电流达到最大值，再由楞次定律判断出电流的方向，因此图甲中A至B图的过程电流为正且从零逐渐增大到最大值，A对；甲图中的C图对应的电流为零，B错；每经过中性面一次线圈中的电流方向将要改变一次，所以一个周期内电流方向要改变两次，所以在乙图中对应Od段等于交变电流的一个周期，若已知d等于0.02 s，则频率为50 Hz,1 s内电流的方向改变100次，C错；而D选项频率应该是25 Hz. 答案：A 2．(20XX年高考广东理综)某小型发电机产生的交变电动势为e＝50sin 100πt (V)．对此电动势，下列表述正确的有() A．最大值是50 2 V B．频率是100 Hz C．有效值是25 2 V D．周期是0.02 s

解析：从中性面开始计时，交变电动势的表达式为e ＝E m sin ωt ，因e ＝50sin 100πt (V)，所以最大值E m ＝50 V ，A 错误；由ω＝2πf ＝100π rad/s 得f ＝50 Hz ，B 错误．有效值E ＝ E m 2 ＝25 2 V ，C 正确．T ＝1 f ＝0.02 s ，D 项正确． 答案：CD 3．(20XX 年佛山质检)如图所示，交流发电机线圈的面积为0.05 m 2，共100匝．该线圈在磁感应强度为1 π T 的匀强磁场中，以10π rad/s 的角速度匀速转动，电阻R 1和R 2的阻值均为50 Ω，线圈的内阻忽略不计，若从图示位置开始计时，则( ) A ．线圈中的电动势为e ＝50sin 10πt V B ．电流表的示数为 2 A C ．电压表的示数为50 2 V D ．R 1上消耗的电功率为50 W 解析：由于线圈从图示位置(即磁场方向平行于线圈平面)开始计时，所以e ＝E m cos ωt ，其中E m ＝nBSω＝50 V ，故线圈中的电动势e ＝50cos 10πt V ，故A 选项错误；线圈产生的电动势的有效值为E ＝ 50 2 V ＝25 2 V ，由于线圈的内阻不计，故电压表的示数为U ＝E ＝25 2 V ，故C 选项错误；电流表的示数I ＝ U R 并 ，其中R 并＝ R 1R 2R 1＋R 2＝25 Ω，所以I ＝ 2 A ，故B 选项正确；R 1上消耗的电功率为P ＝U 2 R 1＝25 W ，故D 选项错误． 答案：B 4．如图所示，面积S ＝0.5 m 2，匝数n ＝100匝，内阻r ＝2.0 Ω的矩形线圈放

2020届高三高考物理《练习使用多用电表》专题复习

练习使用多用电表 1.(2019·辽宁大连二模)如图甲所示是多用电表欧姆挡内部的部分原理图，已知电源电动势E＝1.5 V，内阻r＝1 Ω，灵敏电流计满偏电流I g＝10 mA，内阻r g＝90 Ω，表盘如图丙所示，欧姆表表盘中值刻度为“15”。 (1)多用电表的选择开关旋至“Ω”区域的某挡位时，其内部电路为图甲所示。将多用电表的红、黑表笔短接，进行欧姆调零，调零后多用电表的总内阻为________ Ω。某电阻接入红、黑表笔间，表盘如图丙所示，则该电阻的阻值为________ Ω。 (2)若将选择开关旋至“×1”，则需要将灵敏电流计________(选填“串联”或“并联”)一阻值为________ Ω的电阻，再进行欧姆调零。 (3)某同学利用多用电表对二极管正接时的电阻进行粗略测量，如图乙所示，下列说法中正确的是________(填选项前的字母) A．欧姆表的表笔A、B应分别接二极管的C、D端 B．双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大 C．若采用“×100”倍率测量时，发现指针偏角过大，应换“×10”倍率，且要重新进行欧姆调零 D．若采用“×10”倍率测量时，发现指针位于刻度“15”与“20”的正中央，测量值应略大于175 Ω 2.(2019·广东珠海一模)某同学在练习使用多用电表时连接的电路如甲图所示： (1)若旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡，此时测得的是通过________(选填“R1”或“R2”)的电流； (2)若断开电路中的开关，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，则测得的是________。 A．R1的电阻B．R2的电阻

C．R1和R2的串联电阻D．R1和R2的并联电阻 (3)将选择倍率的旋钮拨至“×10”的挡时，测量时指针偏转角很大，为了提高测量的精确度，应将选择开关拨至________挡(选填“×100”或“×1”)，将两根表笔短接调节调零旋钮，使指针停在0 Ω刻度线上，然后将两根表笔分别接触待测电阻的两端，若此时指针偏转情况如图丙所示，则所测电阻大小为________ Ω。 (4)乙图是该多用表欧姆挡“×100”内部电路示意图，电流表满偏电流为1.0 mA、内阻为10 Ω，则该欧姆挡选用的电池电动势应该为________ V。 3.(2019·福建高中毕业班3月质检)某同学用内阻R g＝20 Ω、满偏电流I g＝5 mA的毫安表制作了一个简易欧姆表，电路如图甲，电阻刻度值尚未标注。 (1)该同学先测量图甲中电源的电动势E，实验步骤如下： ①将两表笔短接，调节R0使毫安表指针满偏； ②将阻值为200 Ω的电阻接在两表笔之间，此时毫安表指针位置如图乙所示，该示数为________ mA； ③计算得电源的电动势E＝________ V。 (2)接着，他在电流刻度为5.00 mA的位置标上0 Ω，在电流刻度为2.00 mA的位置标上________ Ω，并在其他位置标上相应的电阻值。 (3)该欧姆表用久后，电池老化造成电动势减小、内阻增大，但仍能进行欧姆调零，则用其测得的电阻值________真实值(填“大于”“等于”或“小于”)。 (4)为了减小电池老化造成的误差，该同学用一电压表对原电阻刻度值进行修正。将欧姆表的两表笔短接，调节R0使指针满偏；再将电压表接在两表笔之间，此时电压表示数为1.16 V，欧姆表示数为1200 Ω，则电压表的内阻为________ Ω，原电阻刻度值300 Ω应修改为________ Ω。 4．(2019·山东泰安一模)如图为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是最大阻值为20 kΩ的可变电阻；表头G的满偏电流为250 μA，内阻为600 Ω。虚线方框内为换挡开关。A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位。5个挡位为：直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA 挡和2.5 mA挡，欧姆×1 kΩ挡。