经常做题是高考物理复习的重点方法,以下是2015-2016高考物理复习考点强化提升训练,请考生练习。
一、选择题(1~5题为单选题,6~8题为多选题)
1.(2015海南单科)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:带电粒子在洛伦兹力作用下做曲线运动时,洛伦兹力的方向与速度的方向垂直,且指向曲线的凹处,由此可知A选项正确。
2.(2015河北石家庄一轮质检)如图所示,质量为m的导体棒ab垂直圆弧形金属导轨MN、PQ放置,导轨下端接有电源,导体棒与导轨接触良好,不计一切摩擦。现欲使导体棒静止在导轨上,则下列方法可行的是()
A.施加一个沿ab方向的匀强磁场
B.施加一个沿ba方向的匀强磁场
C.施加一个竖直向下的匀强磁场
D.施加一个竖直向上的匀强磁场
答案:C
解析:施加一个沿ab方向的匀强磁场或ba方向的匀强磁场,导体棒都不受安培力,不可能静止在导轨上,则A、B错;由b看向a时,施加一个竖直向下的匀强磁场,由左手定则可知导体棒所受安培力方向水平向右,可能静止在导轨上,则C对;由b看向a时,施加一个竖直向上的匀强磁场,由左手定则可知,导体棒所受安培力方向水平向左,不可能静止在导轨上,则D错。
3.(2015江西十校二模)1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。在奥斯特实验中,将直导线沿南北方向水平放置,小指针靠近直导线,下列结论正确的是()
A.把小磁针放在导线的延长线上,通电后,小磁针会转动
B.把小磁针平行地放在导线的下方,在导线与小磁针之间放置一块铝板,通电后,小磁针不会转动
C.把小磁针平行地放在导线的下方,给导线通以恒定电流,然后逐渐增大导线与小磁针之间的距离,小磁针转动的角度(与通电前相比)会逐渐减小
D.把黄铜针(用黄铜制成的小指针)平行地放在导线的下方,通电后,黄铜针会转动
答案:C
解析: 将小磁针放在导线的延长线上,通电后,小磁针不会转动,A错。把小磁针平行地放在导线的下方,在导线与小磁针之间放置一块铝板,通电后,小磁针仍然会转动,B错。把小磁针放在导线下方,给导线通以恒定电流,导线周围存在磁场,距导线越远,磁场越弱,小磁针转动的角度(与通电前相比)越小,C对。黄铜针没有磁性,不会转动,D错。
4.(2015河北唐山2月调研)如图所示,两平行的粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中,磁感应强度为B,导轨宽度为L,一端与电源连接。一质量为m的金属棒ab垂直于平行导轨放置并接触良好,金属棒与导轨间的动摩擦因数为=,在安培力的作用下,金属棒以v0的速度向右匀速运动,通过改变磁感应强度的方向,可使流过导体棒的电流最小,此时磁感应强度的方向与竖直方向的夹角为()
A.37 B.30
C.45 D.60
答案:B
解析:本题考查通电导体棒在磁场中的平衡问题。由题意对棒受力分析,设磁感应强度的方向与竖直方向成角,则有BILcos(mg-BILsin)
整理得BIL=
电流有最小值,就相当于安培力有最小值,最后由物理知识解得:=30,则A、C、D错,B对。
5.(2015河北百校联考)如图所示,半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场。重力不计、电荷量一定的带电粒子以速度v正对着圆心O射入磁场,若粒子射入、射出磁场点间的距离为R,则粒子在磁场中的运动时间为()
A. B.
C. D.
答案:A
解析:本题考查带电粒子在磁场中的运动问题,根据题意可画出粒子运动轨迹示意图,如图所示:
由几何关系可知=60,=120
粒子从AB运动的时间
t=T,
又T=,=tan,
解得时间t=。
所以A正确,B、C、D错误。
6.(2015课标)指南针是我国古代四大发明之一。关于指南针,下列说法正确的是()
A.指南针可以仅具有一个磁极
B.指南针能够指向南北,说明地球具有磁场
C.指南针的指向会受到附近铁块的干扰
D.在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线,导线通电时指南针不偏转
答案:BC
解析:指南针不可以仅具有一个磁极,故A错误;指南针能够指向南北,说明地球具有磁场,故B正确;当附近的铁块磁化时,指南针的指向会受到附近铁块的干扰,故C正确;根据安培定则,在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线,导线通电时会产生磁场,指南针会偏转。故D错误。
7.(2015课标)有两个匀强磁场区域 和 , 中的磁感应强度是 中的k倍。两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动。与 中运动的电子相比, 中的电子()
A.运动轨迹的半径是中的k倍
B.加速度的大小是中的k倍
C.做圆周运动的周期是中的k倍
D.做圆周运动的角速度与中的相等
答案:AC
解析:电子在磁场中做匀速圆周运动时,向心力由洛伦兹力提供:qvB=,解得:r=,因为Ⅰ中的磁感应强度是Ⅱ中的k倍,所以,Ⅱ 中的电子运动轨迹的半径是 Ⅰ 中的k倍,故A正确;加速度a=,加速度大小是Ⅰ中的倍,故B错误;由周期公式:T=,得Ⅱ中的电子做圆周运动的周期是Ⅰ中的k倍,故C正确;角速度==,Ⅱ中的电子做圆周运动的角速度是Ⅰ中的倍。
8.(2015四川理综)如图所示,S处有一电子源,可向纸面内任意方向发射电子,平板MN垂直于纸面.在纸面内的长度L=9.1 cm,中点O与S间的距离d=4.55 cm,MN与SO直线的夹角为,板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=2.010-4 T。电子质量m=9.110-31 kg,电量e=-1.610-19 C,不计电子重力。电子源发射速度v=1.6106 m/s的一个电子,该电子打在板上可能位置的区域的长度为l,则()
A.=90时,l=9.1 cm B.=60时,l=9.1 cm
C.=45时,l=4.55 cm D.=30时,l=4.55 cm
答案:AD
解析:电子源发射的电子在磁场中逆时针旋转,若电子可以射到MN所在直线,设电子打在MN所在直线上的Q点处,所以O点左侧最远位置的临界情况为SQ间的距离等于直径;O点右侧最远的临界情况为轨迹与OM所在直线相切,分析选项中的四种情况,O点左侧即ON区域均有电子射入,下面分选项分析O点右侧的情况。
A项,当=90时,情况如图所示,
电子轨道正好与MN相切于M点,即S与M重合,l=9.1 cm,故A项正确。
B项,当=60时,情况如图所示,
临界情况电子轨道正好与MN相切,但切点S在OM之间,故4.55 cm
C项,当=45时,情况如图,
显然临界情况电子轨道与MN相切于切点S,在OM之间,故4.55 cm
D项,当=30时,情况如图,
临界情况电子轨道与MN相切于切点S正好与O点重合,故l=4.55 cm,故D项正确。
综上所述,本题正确答案为AD。
二、非选择题
9.(2015课标)如图,一长为10 cm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12 V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。
答案:0.01kg
解析:金属棒通电后,闭合回路电流I===6 A,导体棒受到安培力F=BIL=0.06 N。根据安培定则可判断金属棒受到安培力方向竖直向下,开关闭合前2k0.510-2 =mg,开关闭合后2k(0.5+0.3)10-2 =mg+F,解得m=0.01 kg。
10.如图所示,一匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,磁场边界是半径为R的圆,AB为圆的直径。一质量为m,带电荷量为-q的带电粒子以某一速度垂直磁场方向从A点射入磁场,粒子的初速度方向与AB 的夹角为60。经过一段时间,粒子从磁场边界上的C点飞出(C点在图中未标出),C点到A点的距离为R。粒子重力不计。求粒子的速度大小和粒子在磁场中运动的时间。
答案:第一种情况:
第二种情况:
解析:第一种情况:由几何关系可得CAB=30
所以,=30
在直角三角形AOD中,AD=,AO为粒子运动的半径r
r=
设粒子速度为v
Bvq=
解得v=
T=
粒子在磁场中运动的时间
t==
第二种情况:由几何关系可得粒子的轨道半径r1=
设粒子速度为v1
Bv1q=
解得:v1=
粒子在磁场中运动的时间t1==
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