2017高考物理習(xí)帶點(diǎn)粒子的運(yùn)動(dòng)專項(xiàng)練習(xí)題一、選擇題

　　1.(2015·海南單科)如圖，a是豎直平面P上的一點(diǎn)。P前有一條形磁鐵垂直于P，且S極朝向a點(diǎn)。P后一電子在偏轉(zhuǎn)線圈和條形磁鐵的磁場(chǎng)的共同作用下，在水平面內(nèi)向右彎曲經(jīng)過(guò)a點(diǎn)。在電子經(jīng)過(guò)a點(diǎn)的瞬間，條形磁鐵的磁場(chǎng)對(duì)該電子的作用力的方向(　　)

　　A.向上　　　　　　 B.向下

　　C.向左 D.向右

　　答案：A

　　解析：帶電粒子在洛倫茲力作用下做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力的方向與速度的方向垂直，且指向曲線的凹處，由此可知A選項(xiàng)正確。

　　2.(2015·河北石家莊一輪質(zhì)檢)如圖所示，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab垂直圓弧形金屬導(dǎo)軌MN、PQ放置，導(dǎo)軌下端接有電源，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，不計(jì)一切摩擦。現(xiàn)欲使導(dǎo)體棒靜止在導(dǎo)軌上，則下列方法可行的是(　　)

　　A.施加一個(gè)沿ab方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)

　　B.施加一個(gè)沿ba方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)

　　C.施加一個(gè)豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)

　　D.施加一個(gè)豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)

　　答案：C

　　解析：施加一個(gè)沿ab方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)或ba方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，導(dǎo)體棒都不受安培力，不可能靜止在導(dǎo)軌上，則A、B錯(cuò);由b看向a時(shí)，施加一個(gè)豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，由左手定則可知導(dǎo)體棒所受安培力方向水平向右，可能靜止在導(dǎo)軌上，則C對(duì);由b看向a時(shí)，施加一個(gè)豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，由左手定則可知，導(dǎo)體棒所受安培力方向水平向左，不可能靜止在導(dǎo)軌上，則D錯(cuò)。

　　3.(2015·江西十校二模)1820年丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)。在奧斯特實(shí)驗(yàn)中，將直導(dǎo)線沿南北方向水平放置，小指針靠近直導(dǎo)線，下列結(jié)論正確的是(　　)

　　A.把小磁針?lè)旁趯?dǎo)線的延長(zhǎng)線上，通電后，小磁針會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)

　　B.把小磁針平行地放在導(dǎo)線的下方，在導(dǎo)線與小磁針之間放置一塊鋁板，通電后，小磁針不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)

　　C.把小磁針平行地放在導(dǎo)線的下方，給導(dǎo)線通以恒定電流，然后逐漸增大導(dǎo)線與小磁針之間的距離，小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)的角度(與通電前相比)會(huì)逐漸減小

　　D.把黃銅針(用黃銅制成的小指針)平行地放在導(dǎo)線的下方，通電后，黃銅針會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)

　　答案：C

　　解析： 將小磁針?lè)旁趯?dǎo)線的延長(zhǎng)線上，通電后，小磁針不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，A錯(cuò)。把小磁針平行地放在導(dǎo)線的下方，在導(dǎo)線與小磁針之間放置一塊鋁板，通電后，小磁針仍然會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，B錯(cuò)。把小磁針?lè)旁趯?dǎo)線下方，給導(dǎo)線通以恒定電流，導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)，距導(dǎo)線越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)越弱，小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)的角度(與通電前相比)越小，C對(duì)。黃銅針沒(méi)有磁性，不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，D錯(cuò)。

　　4.(2015·河北唐山2月調(diào)研)如圖所示，兩平行的粗糙金屬導(dǎo)軌水平固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)軌寬度為L(zhǎng)，一端與電源連接。一質(zhì)量為m的金屬棒ab垂直于平行導(dǎo)軌放置并接觸良好，金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=，在安培力的作用下，金屬棒以v0的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，通過(guò)改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，可使流過(guò)導(dǎo)體棒的電流最小，此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與豎直方向的夾角為(　　)

　　A.37° B.30°

　　C.45° D.60°

　　答案：B

　　解析：本題考查通電導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中的平衡問(wèn)題。由題意對(duì)棒受力分析，設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與豎直方向成θ角，則有BILcosθ=μ(mg-BILsinθ)

　　整理得BIL=

　　電流有最小值，就相當(dāng)于安培力有最小值，最后由數(shù)學(xué)知識(shí)解得：θ=30°，則A、C、D錯(cuò)，B對(duì)。

　　5.(2015·河北百校聯(lián)考)如圖所示，半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。重力不計(jì)、電荷量一定的帶電粒子以速度v正對(duì)著圓心O射入磁場(chǎng)，若粒子射入、射出磁場(chǎng)點(diǎn)間的距離為R，則粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為(　　)

　　A. B.

　　C. D.

　　答案：A

　　解析：本題考查帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，根據(jù)題意可畫出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖，如圖所示：

　　由幾何關(guān)系可知α=60°，β=120°

　　粒子從A→B運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

　　t=·T，

　　又T=，=tan，

　　解得時(shí)間t=。

　　所以A正確，B、C、D錯(cuò)誤。

　　6.(2015·課標(biāo))指南針是我國(guó)古代四大發(fā)明之一。關(guān)于指南針，下列說(shuō)法正確的是(　　)

　　A.指南針可以僅具有一個(gè)磁極

　　B.指南針能夠指向南北，說(shuō)明地球具有磁場(chǎng)

　　C.指南針的指向會(huì)受到附近鐵塊的干擾

　　D.在指南針正上方附近沿指針?lè)较蚍胖靡恢睂?dǎo)線，導(dǎo)線通電時(shí)指南針不偏轉(zhuǎn)

　　答案：BC

　　解析：指南針不可以僅具有一個(gè)磁極，故A錯(cuò)誤;指南針能夠指向南北，說(shuō)明地球具有磁場(chǎng)，故B正確;當(dāng)附近的鐵塊磁化時(shí)，指南針的指向會(huì)受到附近鐵塊的干擾，故C正確;根據(jù)安培定則，在指南針正上方附近沿指針?lè)较蚍胖靡恢睂?dǎo)線，導(dǎo)線通電時(shí)會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，指南針會(huì)偏轉(zhuǎn)。故D錯(cuò)誤。

　　7.(2015·課標(biāo))有兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域 和 ， 中的磁感應(yīng)強(qiáng)度是 中的k倍。兩個(gè)速率相同的電子分別在兩磁場(chǎng)區(qū)域做圓周運(yùn)動(dòng)。與 中運(yùn)動(dòng)的電子相比， 中的電子(　　)

　　A.運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑是中的k倍

　　B.加速度的大小是中的k倍

　　C.做圓周運(yùn)動(dòng)的周期是中的k倍

　　D.做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度與中的相等

　　答案：AC

　　解析：電子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，向心力由洛倫茲力提供：qvB=，解得：r=，因?yàn)棰裰械拇鸥袘?yīng)強(qiáng)度是Ⅱ中的k倍，所以，Ⅱ 中的電子運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑是 Ⅰ 中的k倍，故A正確;加速度a=，加速度大小是Ⅰ中的倍，故B錯(cuò)誤;由周期公式：T=，得Ⅱ中的電子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期是Ⅰ中的k倍，故C正確;角速度ω==，Ⅱ中的電子做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度是Ⅰ中的倍。

　　8.(2015·四川理綜)如圖所示，S處有一電子源，可向紙面內(nèi)任意方向發(fā)射電子，平板MN垂直于紙面.在紙面內(nèi)的長(zhǎng)度L=9.1 cm，中點(diǎn)O與S間的距離d=4.55 cm，MN與SO直線的夾角為θ，板所在平面有電子源的一側(cè)區(qū)域有方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0×10-4 T。電子質(zhì)量m=9.1×10-31 kg，電量e=-1.6×10-19 C，不計(jì)電子重力。電子源發(fā)射速度v=1.6×106 m/s的一個(gè)電子，該電子打在板上可能位置的區(qū)域的長(zhǎng)度為l，則(　　)

　　A.θ=90°時(shí)，l=9.1 cm B.θ=60°時(shí)，l=9.1 cm

　　C.θ=45°時(shí)，l=4.55 cm D.θ=30°時(shí)，l=4.55 cm

　　答案：AD

　　解析：電子源發(fā)射的電子在磁場(chǎng)中逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，若電子可以射到MN所在直線，設(shè)電子打在MN所在直線上的Q點(diǎn)處，所以O(shè)點(diǎn)左側(cè)最遠(yuǎn)位置的臨界情況為SQ間的距離等于直徑;O點(diǎn)右側(cè)最遠(yuǎn)的臨界情況為軌跡與OM所在直線相切，分析選項(xiàng)中的四種情況，O點(diǎn)左側(cè)即ON區(qū)域均有電子射入，下面分選項(xiàng)分析O點(diǎn)右側(cè)的情況。

　　A項(xiàng)，當(dāng)θ=90°時(shí)，情況如圖所示，

　　電子軌道正好與MN相切于M點(diǎn)，即S與M重合，l=9.1 cm，故A項(xiàng)正確。

　　B項(xiàng)，當(dāng)θ=60°時(shí)，情況如圖所示，

　　臨界情況電子軌道正好與MN相切，但切點(diǎn)S在OM之間，故4.55 cm

　　C項(xiàng)，當(dāng)θ=45°時(shí)，情況如圖，

　　顯然臨界情況電子軌道與MN相切于切點(diǎn)S，在OM之間，故4.55 cm

　　D項(xiàng)，當(dāng)θ=30°時(shí)，情況如圖，

　　臨界情況電子軌道與MN相切于切點(diǎn)S正好與O點(diǎn)重合，故l=4.55 cm，故D項(xiàng)正確。

　　綜上所述，本題正確答案為AD。

　　2017高考物理習(xí)帶點(diǎn)粒子的運(yùn)動(dòng)專項(xiàng)練習(xí)題二、非選擇題

　　9.(2015·課標(biāo))如圖，一長(zhǎng)為10 cm的金屬棒ab用兩個(gè)完全相同的彈簧水平地懸掛在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中;磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.1T，方向垂直于紙面向里;彈簧上端固定，下端與金屬棒絕緣。金屬棒通過(guò)開(kāi)關(guān)與一電動(dòng)勢(shì)為12 V的電池相連，電路總電阻為2Ω。已知開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)兩彈簧的伸長(zhǎng)量均為0.5cm;閉合開(kāi)關(guān)，系統(tǒng)重新平衡后，兩彈簧的伸長(zhǎng)量與開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)相比均改變了0.3cm。重力加速度大小取10m/s2。判斷開(kāi)關(guān)閉合后金屬棒所受安培力的方向，并求出金屬棒的質(zhì)量。

　　答案：0.01kg

　　解析：金屬棒通電后，閉合回路電流I===6 A，導(dǎo)體棒受到安培力F=BIL=0.06 N。根據(jù)安培定則可判斷金屬棒受到安培力方向豎直向下，開(kāi)關(guān)閉合前2×k×0.5×10-2 =mg，開(kāi)關(guān)閉合后2×k×(0.5+0.3)×10-2 =mg+F，解得m=0.01 kg。

　　10.如圖所示，一勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里，磁場(chǎng)邊界是半徑為R的圓，AB為圓的直徑。一質(zhì)量為m，帶電荷量為-q的帶電粒子以某一速度垂直磁場(chǎng)方向從A點(diǎn)射入磁場(chǎng)，粒子的初速度方向與AB 的夾角為60°。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，粒子從磁場(chǎng)邊界上的C點(diǎn)飛出(C點(diǎn)在圖中未標(biāo)出)，C點(diǎn)到A點(diǎn)的距離為R。粒子重力不計(jì)。求粒子的速度大小和粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。

　　答案：第一種情況：

　　第二種情況：

　　解析：第一種情況：由幾何關(guān)系可得CAB=30°

　　所以，θ=30°

　　在直角三角形AOD中，AD=，AO為粒子運(yùn)動(dòng)的半徑r

　　r=

　　設(shè)粒子速度為v

　　Bvq=

　　解得v=

　　T=

　　粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

　　t==

　　第二種情況：由幾何關(guān)系可得粒子的軌道半徑r1=

　　設(shè)粒子速度為v1

　　Bv1q=

　　解得：v1=

　　粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1==

猜你感興趣：

1.2017高考物理帶電粒子的運(yùn)動(dòng)解題技巧

2.2017年物理高考第一輪總復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

3.2017高考?xì)v史解放戰(zhàn)爭(zhēng)專項(xiàng)練習(xí)題附答案

4.2017年物理高考總復(fù)習(xí)第一輪復(fù)習(xí)建議