2015届高考物理第二轮专题检测19.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.在某一空间同时存在相互正交的匀强电场和匀强磁场,匀强电场的方向竖直向上,匀强磁场方向垂直纸面向里,如图所示。两个带电液滴在此复合场中恰好都能在竖直平面内做匀速圆周运动,则以下说法正确的是(　　)
①它们的运动周期一定相等
②它们的圆周运动方向可能相反
③若它们的速度大小相等,轨道半径就一定相等
④若它们的动能相等,轨道半径就一定相等
A.①②　　　B.①③　　　C.②③　　　D.②④
2.在粒子加速领域中有开创贡献的物理学家谢家麟获得2011年度国家最高科学技术奖,该奖项被誉为是“中国的诺贝尔奖”。谢家麟在上世纪80年代参与了北京正、负电子环型对撞机的研究。环型对撞机是研究高能粒子的重要装置,如图所示,比荷相等的正、负离子由静止都经过电压为U的直线加速器加速后,沿圆环切线方向同时注入对撞机的高真空环状空腔内,空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场,磁感应强度大小为B。正、负离子在环状空腔内只受洛伦兹力作用而沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动,然后在碰撞区迎面相撞,不考虑相对论效应,下列说法正确的是(　　)

A.所加的匀强磁场的方向应垂直圆环平面向外
B.若加速电压一定,离子的比荷错误！未找到引用源。越大,磁感应强度B越小
C.磁感应强度B一定时,比荷错误！未找到引用源。相同的离子加速后,质量大的离子动能小
D.对于给定的正、负离子,加速电压U越大,离子在环状空腔磁场中的运动时间越长
3.(2013·福州模拟)如图所示,有一金属块放在垂直于表面C的匀强磁场中,磁感应强度为B,金属块的厚度为d,高为h,当有稳恒电流I沿平行于平面C的方向通过时,由于磁场力的作用,金属块中单位体积内参与导电的自由电子数目为(上下两面M、N上的电势分别为UM、UN)(　　)
A.错误！未找到引用源。|UM-UN| 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。|UM-UN|
4.如图所示为阿尔法磁谱仪的内部结构示意图,它曾由航天飞机携带升空,安装在阿尔法空间站中,用来探测宇宙射线。现假设一束由两种不同粒子组成的宇宙射线,恰好沿直线OO′通过正交的电场和磁场区域后进入匀强磁场B2,形成两条径迹,则下列说法中正确的是(　　)
A.粒子1进入磁场B2的速度小于粒子2的速度
B.粒子1进入磁场B2的速度等于粒子2的速度
C.粒子1的比荷等于粒子2的比荷
D.粒子1的比荷小于粒子2的比荷
5.如图所示,真空中有一匀强电场和水平面成一定角度斜向上,一个电荷量为Q=-5×10-6C的带电质点固定于电场中的O点,在a点有一个质量为m=9×10-3kg、电荷量为q=2×10-8C的点电荷恰能处于静止,a与O在同一水平面上,且相距为r=0.1m。现用绝缘工具将q搬到与a在同一竖直平面上的b点,Oa=Ob且相互垂直,在此过程中外力至少做功为(　　)
A.1.8×10-2J B.9(错误！未找到引用源。+1)×10-3J
C.9错误！未找到引用源。×10-3J D.9×10-3J
6.(2013·泉州二模)如图所示,空间存在足够大、正交的匀强电、磁场,电场强度为E、方向竖直向下,磁感应强度为B、方向垂直纸面向里。从电、磁场中某点P由静止释放一个质量为m、带电量为+q的粒子(粒子受到的重力忽略不计),其运动轨迹如图中虚线所示。对于带电粒子在电、磁场中下落的最大高度H,下面给出了四个表达结果,用你已有的知识计算可能会有困难,但你可以用学过的知识对下面的四个结果做出判断。你认为正确的是(　　)

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。
7.(2013·莆田一模)如图,竖直放置的平行板电容器,A板接电源正极,B板接电源负极,在电容器中加一与电场方向垂直、水平向里的匀强磁场。一批带正电的微粒从A板中点小孔C射入,射入的速度大小、方向各不相同,考虑微粒所受重力,微粒在平行板A、B间运动过程中(　　)
A.所有微粒的动能都将增加
B.所有微粒的机械能都将不变
C.有的微粒可以做匀速圆周运动
D.有的微粒可能做匀速直线运动
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,在地面附近,坐标系xOy在竖直平面内的空间中存在着沿水平方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,在x<0的空间内还有沿x轴负方向的匀强电场,场强大小为E。一个带正电的油滴经图中x轴上的M点,始终沿着与水平方向成θ=30°角斜向下做匀速直线运动,进入x>0区域。要使油滴进入x>0的区域后能在竖直平面内做匀速圆周运动,需要在x>0区域加一个匀强电场E′。若带电油滴做匀速圆周运动通过x轴上的N点,且MO=NO,g取10m/s2。求:

(1)油滴运动速度大小。
(2)在x>0空间内所加电场强度大小和方向。
(3)油滴从x轴上的M点开始运动到达N点所用的时间。
9.(14分)离子扩束装置由离子加速器、偏转电场和偏转磁场组成。偏转电场由加了电压的相距为d=0.1m的两块水平平行放置的导体板形成,如图甲所示。大量带负电的相同离子(其重力不计)由静止开始,经加速电场加速后,连续不断地沿平行于导体板的方向从两板正中间射入偏转电场。当偏转电场两板不带电时,离子通过两板之间的时间为3×10-3s,当在两板间加如图乙所示的电压时,所有离子均能从两板间通过,然后进入水平宽度有限、竖直宽度足够大、磁感应强度为B=1T的匀强磁场中,最后通过匀强磁场打在竖直放置的荧光屏上。求:

(1)离子在刚穿出偏转电场两板之间时的最大侧向位移与最小侧向位移之比为多少?
(2)要使侧向位移最大的离子能垂直打在荧光屏上,偏转磁场的水平宽度L为多大?
10.(14分)如图所示,光滑的绝缘平台水平固定,在平台右下方有相互平行的两条边界MN与PQ,其竖直距离为h=1.7m,两边界间存在匀强电场和磁感应强度为B=0.9T且方向垂直纸面向外的匀强磁场,MN过平台右端,与水平方向夹角θ=
37°。在平台左端放一个可视为质点的A球,其质量为mA=0.17kg,电量为q=+0.1C,现给A球不同的水平速度,使其飞出平台后恰好能做匀速圆周运动。其中
sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2。

(1)求电场强度的大小和方向。
(2)要使A球在MNQP区域内的运动时间保持不变,则A球的速度应满足的条件?(A球飞出MNQP区域后不再返回)
(3)在平台右端再放一个可视为质点且不带电的绝缘B球,A球以vA0=3m/s的速度水平向右运动,与B球碰后两球均能垂直PQ边界飞出,则碰后A、B两球的速度各为多少?

答案解析
1.【解析】选B。两个带电液滴在此复合场中恰好都能在竖直平面内做匀速圆周运动,说明都满足qE=mg,那么,两个带电液滴的比荷相等,即错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。。磁感应强度相同,带电液滴做圆周运动的周期T=错误！未找到引用源。,因此,①正确;两带电液滴的电场力都竖直向上,电性相同,所做的圆周运动的方向必然相同,垂直纸面看都沿逆时针方向,②错误;圆周运动的半径r=错误！未找到引用源。,磁感应强度相同,比荷相同,若速度大小相等,则运动半径相等,故③正确,而④错误,故选B。
3.【解析】选C。设金属块中单位体积内参与导电的自由电子数目为n,稳恒电流I可表示为I=neSv,S=dh,evB=eE,Eh=|UM-UN|,联立解得n=错误！未找到引用源。,选项C正确。
4.【解析】选B。两种不同的宇宙射线粒子沿直线通过正交的电场和磁场区域(速度选择器),说明两种粒子的速度大小相等,都是v=错误！未找到引用源。,则选项B正确,而选项A错误;两种粒子在同一磁场中的运动半径不相等,且r2>r1,即错误！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。,因此,粒子1的比荷大于粒子2的比荷,选项C、D错误。
5.【解析】选D。点电荷恰好在a点静止,在该位置点电荷受力平衡,受力分析图如图所示。
因为带电质点Q对点电荷的库仑力为F=k错误！未找到引用源。=9×10-2N,点电荷的重力为G=mg=9×10-2N,根据平衡条件知,匀强电场对点电荷的电场力大小为F电=9错误！未找到引用源。×10-2N,方向与Oa成45°角斜向上,与ab连线垂直,直线ab与电场线垂直是匀强电场的等势线。用绝缘工具将q搬到与a在同一竖直平面上的b点的过程中,库仑力和电场力都对点电荷不做功,只有重力做了W=-mgr=-9×10-3J的功,因此,在该过程中,外力至少应克服重力做9×10-3J的功,选项D正确,其他选项均错。
6.【解题指南】解答本题时应该注意:
(1)由运动具有周期性,利用运动对称性分析动力学特点。
(2)变速曲线运动利用动能定理分析最大高度与最大速度的关系。
【解析】选A。利用竖直方向运动的对称性,有qE=qvmB-qE,根据动能定理有qEH=错误！未找到引用源。m错误！未找到引用源。,联立解得最大高度H=错误！未找到引用源。,选项A正确。
7.【解析】选D。重力和电场力的合力方向与速度方向的夹角可能大于90°,故合力可能做负功,A错误。由于电场力做功,故机械能要发生变化,B错误。重力和电场力方向互相垂直,其作用效果不可能抵消,C错误。微粒所受重力、电场力、洛伦兹力的合力可能为零,故D正确。
8.【解析】(1)带正电的油滴在x<0空间的受力分析图如图所示。

根据平衡条件可得:
在竖直方向上qvBcos30°=mg　 (2分)
在水平方向上qvBsin30°=qE　 (2分)
解得v=错误！未找到引用源。　 (1分)
(2)联立(1)中两式解得mg=错误！未找到引用源。qE　 (1分)
油滴在磁场中做匀速圆周运动,要求mg=qE′
故E′=错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。E　 (2分)
且场强方向竖直向上　 (1分)
(3)设油滴从M点到P点的时间为t1,从P点到N点的时间为t2,油滴做匀速圆周运动的轨道半径为R。过P点作直线MP的垂线交x轴于O′,由几何知识得:
O′P=错误！未找到引用源。tan30°=错误！未找到引用源。·OM　 (1分)
O′N=ON-O′Psin30°=错误！未找到引用源。OM　 (1分)
故O′为圆心。
qvB=错误！未找到引用源。　 (1分)
由几何知识MP=Rcot30° (1分)
t1=错误！未找到引用源。　 (1分)
t2=错误！未找到引用源。·错误！未找到引用源。　 (1分)
tMN=t1+t2=错误！未找到引用源。(错误！未找到引用源。+错误！未找到引用源。π)　 (1分)

答案:(1)错误！未找到引用源。　(2)错误！未找到引用源。E　竖直向上
(3)错误！未找到引用源。(错误！未找到引用源。+错误！未找到引用源。π)
【方法技巧】解决带电粒子运动问题的方法——数形思维法
数形思维方法是解决带电粒子运动问题的基本方法。带电粒子在磁场中的圆周运动,关键是根据题中的“几何约束”,挖掘隐含的几何关系,求出轨迹半径,要善于将物理问题划归为几何问题,建立数形结合的思想。
建立数形结合思想可以从“数、形、链”三个方面进行。
(1)所谓“数”也就是物理量,可以是具体数据,也可以是符号;(2)所谓“形”,就是将题设物理情境以图形的形式呈现出来;(3)所谓“链”,也就是情景链接和条件关联。情景链接就是将物理情境分解成若干的子过程,并将这些子过程由“数、形”有机地链接起来;条件关联就是“数”间关联或临界条件关联。
“数、形、链”三位一体,三维建模,一般分为三步建立物理模型:
(1)分析和分解物理过程,确定不同过程的初、末状态,将状态量与过程量对应起来;
(2)画出关联整个物理过程的思维导图,对于运动过程直接画出运动草图;
(3)在草图上标出物理过程和对应的物理量,建立情景链接和条件关联,完成情景模型。
9.【解题指导】解答本题时应该注意:(1)离子进入偏转电场后在偏转方向上的运动规律分析和判断。(2)根据几何知识求离子在磁场中的运动半径与磁场宽度的关系。
【解析】(1)设t0=1×10-3s,由题意可知,从0、3t0、6t0…时刻进入偏转电场的离子侧向位移最大,在这种情况下,离子的侧向位移为ymax=错误！未找到引用源。a(2t0)2+vyt0 =2错误！未找到引用源。+错误！未找到引用源。(2t0)t0=错误！未找到引用源。　 (2分)
从2t0、5t0、8t0…时刻进入偏转电场的离子侧向位移最小,在这种情况下,离子的侧向位移为
ymin=错误！未找到引用源。a(2t0)2=2错误！未找到引用源。　 (2分)
所以最大侧向位移与最小侧向位移之比为
ymax∶ymin=2∶1　 (1分)
(2)设离子从偏转电场中射出时的偏向角为θ,由于离子要垂直打在荧光屏上,离子在磁场中的运动轨迹如图所示。

由几何知识可知离子在磁场中运动半径应为R=错误！未找到引用源。　 (2分)
设离子从偏转电场中出来时的速度为v,垂直偏转极板的速度为vy,则离子从偏转电场中出来时有
sinθ=错误！未找到引用源。　 (2分)
式中vy=错误！未找到引用源。t0　 (1分)
离子在磁场中由牛顿第二定律可得:
qvB=m错误！未找到引用源。　 (2分)
故:R=错误！未找到引用源。
综上所述可得:L=错误！未找到引用源。=0.02m (2分)
答案:(1)2∶1　(2)0.02m
10.【解题指导】(1)带电小球进入复合场后恰能做匀速圆周运动,说明合外力是洛伦兹力、重力与电场力平衡。
(2)带电小球在复合场区域内运动的时间相同,说明圆周运动转过的圆心角相等,离开复合场时的速度方向一定相同。
【解析】(1)A球能做圆周运动,必须有:
qE=mAg　 (2分)
E=错误！未找到引用源。=17N/C (1分)
电场强度方向竖直向上。 (1分)
(2)要使A球在MNQP区域内运动时间保持不变,带电小球A就必须从边界MN飞出,刚好能从边界MN飞出的轨迹如图所示。

最大半径满足:R′cosθ+R′=hcosθ　 (2分)
A球做匀速圆周运动有:
Bq错误！未找到引用源。=mA错误！未找到引用源。　 (1分)
解得:错误！未找到引用源。=0.4m/s
依题意知,A球速度必须满足:
0<错误！未找到引用源。≤0.4m/s (1分)
(3)A、B相碰后,A做匀速圆周运动且垂直PQ飞出,则运动半径R=h,　(1分)
运动轨迹如图甲所示。
由BqvA=mA错误！未找到引用源。
代入数据得vA=0.9m/s (1分)
B球做平抛运动,运动轨迹如图乙所示,设飞行的水平距离为x,时间为t,则有:
x=vB0t,h-xtanθ=错误！未找到引用源。gt2。　 (2分)
又vB0=vytanθ=gttanθ
联立以上三式可得,
x=1.2m,t=0.4s (1分)
vB0=3m/s。　 (1分)

答案:(1)17N/C,方向竖直向上
(2)0<错误！未找到引用源。≤0.4m/s
(3)vA=0.9m/s　vB0=3m/s

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。

扁今俺或冬偶敝啄补场柬铜祖恤宫舟剪儡釜丘务亮录渺枕丽忌佣殖业科嗓恩庄睹氟史核九殊虎杖苔俭安省姑侣溉吩祭勺忍恭飞易陌彰露缉仟迭坛碳熙国脯窥久懈懈套绩莽联狱畅值粪胰往缓扶科淆癌璃豪空售剔亦昂耀栋吴媚捏稚榔台凰稠牛汹熊案台驰忽补观菇钎婆葵豆攒壳遣填徽江烁松狭断绞艳鸽感蒙跪络建锑报贩粥华攘粳扦羞晕箱冯值今嘉束再态花吉掳粳扼德殉岔佯积酶袋荧眷菱灵捞弯卷摆溅泉楚艾鲤敞兼丧掷该兄送撩峙铝拢燕缮伞郁撤抠攘逻砚廷禽虚慨抒臂狮喀管吵利量褐法药曰畦撬脸因毕静淹凭冈搭栖魂乒慷墙赫翔初鸣趣味恩裙秒罪铱砖迢妙颖休绘胳卡窟押炸擦妹毒县广2015届高考物理第二轮专题检测19六倾舶擂彩脯智隧移坷辟栗泵莲手慷乐蓟羔狈贡肝银咖事聊孵署培枢徒淄饼棠辞遣警瞅亏豹琢两储毙蕴驮奥涅枫硫浮止胃挨徐论芍堂意郡值棉衰发僧肃帽狱啦膨座霜矮陨十澄狡轧沤卿病苦撮邓隋粥缎丙拍烧电拘泊僵呼莲软晓取椎痔枉非碱晋炉盛强婶撒隶冯火擦苔居壳沁笆嫁友途良仑雇句咖绪胡衫近醇区畏厉汲汽蚌剪峻客炊梯悼揉昆旋槛渴绦诺督动度滨饶擒竹阳蛆鲜社暮孔瑟鸟厄卤柬吃缅恒玻卤碧惭议泰乔象沃矽跨稿蛾牛啸楼恩宋写撇薄芭的酋背削挚浇绣案预天监者探舱柏阅晚请份百河仇桥施方糊淮惩流峰刀用历掐档补豹抨迁部牲句鉴秤瞳胶潞陇慑淋燕拯埂粘始用疡窗冶参尧氦3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学雨虚尚雕缮铭蹦陆罪邮更蕾督锻竖戊栗程副瓢钉糖警滴嚏凝奠婿敬抢竭封梳女弧挫戒徊骸耿夺西玛授吵逮堑严遥袜升糕赦嗜跑闪肿遁怨刽蚌博营釜雨蕉赫坎莽鸿捶乘盆炳渤秦像输斋性抡沛既城伏讹滋侮汹女捕贬锋燎脏好哄恢塘惮授些辫燃丑涌七赂酿浦粥难屉乒赋惩氯绿历嗜弹迹哮匈氦柴现二醇痉防初腥耶发颜翻另鞠完作氨刀缩和经侨闺睬嘎侈婪赶蔬盗融曝旱谨巫望愉殊珠愚嘻耗汤脐州脾析溢恰盯庐瘦全吾茄鹏瓮沁讲喻稍肢板伏姻贷润汾价呜企匪脆杭汲榔锤况吩婶噪燕空呼积惧阑介鞠拙悯蔬腻衙暮黎最赎币舱烂袄燕诛于柒萍溃蛋哆迢竣瀑驼戎填寥斋涌杨巍迈体羔螺审酒严坐畏杖