【立体设计】2012高考物理 第8章 章末强化训练 鲁教版

1 20122012 高考立体设计物理鲁科版第高考立体设计物理鲁科版第 8 8 章章 章末强化训练章末强化训练 一 选择题 每小题 5 分 共 40 分 1 关于电场强度和磁感应强度 下列说法正确的是 A 电场强度的定义式E 适用于任何电场 F q B 由真空中点电荷的电场强度公式E 知 当r 0 时 其电场强度趋近于无限大 kQ r2 C 由公式B 知 一小段通电导体在某处不受磁场力 说明此处一定无磁场 F IL D 磁感应强度的方向就是置于该处的通电导体的受力方向 解析 E 可适用于任何电场 A 正确 E 适用于真空中点电荷的电场 F q kQ r2 当两电荷间距离过小时 不再适应用该公式求电场强度 B 错 某处有无磁场与放在该处 的通电导体无关 C 错 磁感应强度的方向与放在该处的通电导体的受力方向垂直 D 错 答案 A 2 2011 届 福州测试 两根导电的长直导线平行放置 电流分别为I1和I2 电流的 方向如图所示 在与导线垂直的平面上有a b c d四点 其中a b在导线横截面连线 的延长线上 c d在导线横截面连线的垂直平分线上 则导体中的电流在这四点产生的磁 场的磁感应强度可能为零的是 A a点和b点 B 只有b点 C 只有c点 D b点和d点 解析 若磁感应强度为零 则a b c d四点所受磁场力的大小相等 方向相反 由安培定则a b c d所受I1 I2的磁场力方向皆相反 但由于I1 I2 只有距I1 I2 距离不相等的点所受磁场力才有可能相等 符合条件的只有a b两点 答案 A 3 如图所示 台秤上放一光滑平板 其左边固定一挡板 一轻质弹簧将挡板和一条形 磁铁连接起来 此时台秤读数为 N1 现在磁铁上方中心偏左位置固定一通电导线 电流方 向如图 当加上电流后 台秤读数为 N2 则下列说法正确的是 A N1 N2 弹簧长度将变长 B N1 N2 弹簧长度将变短 C N1 N2 弹簧长度将变长 D N2 N2 弹簧长度将变短 答案 B 4 如图所示 一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中 且与磁场方向 垂直于纸面向里 垂直 线段ab bc和cd的长度均为L 且 abc bcd 135 流经 导线的电流为I 方向如图中箭头所示 导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力 2 A 方向沿纸面向上 大小为 1 IBL 2 B 方向沿纸面向上 大小为 1 IBL 2 C 方向沿纸面向下 大小为 1 IBL 2 D 方向沿纸面向下 大小为 1 IBL 2 解析 该导线可以用a和d之间的直导线长为 1 L来等效代替 根据 2 F BIl 可知合力大小为F 1 BIL 方向根据左手定则判断为沿纸面向上 A 正确 2 答案 A 5 如图所示 在XOYZ平面中有一通电直导线与OX OY轴相交 导线中电流方向如图 所示 该区域有匀强磁场 通电直导线所受磁场力的方向与OZ轴的正方向相同 该磁场的 磁感应强度的方向可能是 A 沿X轴正方向 B 沿Y轴负方向 C 沿Z轴正方向 D 沿Z轴负方向 解析 安培力F的方向一定垂直于B与I确定的平面 但B与I的方向不一定垂 直 由左手定则知 若磁感应强度B的方向沿X轴正方向 则安培力的方向与Z轴负方向 相同 A 选项错 若B的方向沿Y轴负方向 则安培力的方向与Z轴的正方向相同 B 选项 正确 若B的方向沿Z轴正方向或沿Z轴负方向 安培力的方向均在XOY平面内 C D 选 项均错 答案 B 6 2011 届 三明检测 如图所示 两半圆柱板间有一垂直纸面方向的匀强磁场 从 两板的一端垂直端面方向射入一束电荷量相等的正离子 为使它们恰能沿同一半圆路径的另 一端射出 这些正离子需要有相同的 A 速度 B 质量 C 质量和速度的乘积 D 动能 答案 C 7 如图所示 半径为r的圆形空间内存在着垂直于纸面向外的匀强磁场 一个带电粒 子 不计重力 从A点以速度v0垂直于磁场方向射入磁场中 并由B点射出 且 AOB 120 则该粒子在磁场中运动的时间为 3 A B 2 r 3v0 2 3 r 3v0 C D r 3v0 3 r 3v0 解析 首先 通过画轨迹确定圆心角 再进一步确定运动的时间 如题图所示 据题目条件找到对应的圆心O 由图可知 因为 AOB 120 所以 60 运动时 AB 间t T 60 360 m 3qB 但题目中没有这个选项 而是涉及r和v0的选项 因为是做匀速圆周运动 所以t 其中R为AB弧所对应的粒子运动的轨道半径 由图中 OO A可得 AB v R v R r 所以t r 33 3 1 v0 3r 3v0 答案 D 8 2011 届 厦门检测 如图甲所示 一带电粒子以水平速度 v0 v0W2 B 一定是 W1 W2 C 一定是 W1 W2 D 可能是 W1W2 解析 由题可知 带电粒子第二次穿过叠加场时洛伦兹力小于电场力 二力方向相反 所以沿电场方向偏移的距离比第一次仅受电场力时偏移的距离小 且洛伦兹力不做功 故 W1 W2 A 正确 答案 A 二 非选择题 共 60 分 9 13 分 据报道 最近已研制出一种可以投入使用的电磁轨道炮 其原理如图所 示 炮弹 可视为长方形导体 置于两固定的平行导轨之间 并与轨道壁密接 开始时炮弹 在导轨的一端 通以电流后炮弹会被磁力加速 最后从位于导轨另一端的出口高速射 出 设两导轨之间的距离d 0 10 m 导轨长L 5 0 m 炮弹质量m 0 30 kg 导轨上的 电流I的方向如图中箭头所示 可认为 炮弹在轨道内运动时 它所在处磁场的磁感应强 4 度始终为B 2 0 T 方向垂直于纸面向里 若炮弹出口速度为v 2 0 103 m s 求通过 导轨的电流I 忽略摩擦力与重力的影响 解析 在导轨通有电流I时 炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为F BId 炮弹从导轨一端运动到另一端的过程中 根据动能定理 FL mv2 1 2 联立 式得I 代入数据得I 6 0 105 A mv2 2BdL 答案 6 0 105 A 10 14 分 如图所示 在互相垂直的水平方向的匀强电场 E已知 和匀强磁场 B已知 中 有一固定的竖直绝缘杆 杆上套有一个质量为m 电荷量为 q的小球 它们之间的动 摩擦因数为 现由静止释放小球 试分析小球的加速度和速度的变化情况 并求最大速 度vm mg qE 解析 开始时小球受力见图 a N Eq 由题意知mg Eq 所以小球加速向下 运动 而后小球受洛伦兹力情况如图 b 相应的N f均增大 小球加速度减小 速度仍 在增加 只是增加得慢了 洛伦兹力 弹力 摩擦力都将随之增加 合力继续减小 直到 加速度a 0 小球速度达到最大值后 小球做匀速运动 则有 mg Eq qvmB vm mg qE qB 答案 mg qE qB 11 2011 届 徐州测试 16 分 如图所示 一足够长的矩形区域abcd内充满方向垂 直纸面向里的 磁感应强度为B的匀强磁场 在ad边中点O 方向垂直磁场向里射入一速 度方向跟ad边夹角 30 大小为v0的带正电粒子 已知粒子质量为m 电荷量为 q ad边长为L ab边足够长 粒子重力不计 求 1 粒子能从ab边上射出磁场的v0大小范围 2 如果带电粒子不受上述v0大小范围的限制 求粒子在磁场中运动的最长时间 解析 1 若粒子速度为v0 由qv0B m v2 0 R 则R mv0 qB 5 若轨迹与ab边相切 如图所示 设此时相应速度为v01 则 R1 R1sin L 2 将R1 代入上式可得v01 mv01 qB qBL 3m 若轨迹与cd边相切 设此时相应速度为v02 则 R2 R2sin L 2 将R2 代入上式可得v02 mv02 qB qBL m 所以粒子能从ab边上射出磁场的v0应满足 v0 qBL 3m qBL m 2 粒子在磁场中经过的弧所对的圆心角 越大 在磁场中运动的时间也越长 由图 可知 在磁场中运动的半径r R1时 运动时间最长 弧所对的圆心角为 2 2 所以最长时间为t 2 2 m qB 5 m 3qB 答案 1 v0 2 qBL 3m qBL m 5 m 3qB 12 17 分 如图所示 直角坐标系xOy位于竖直平面内 在水平的x轴下方存在匀强 磁场和匀强电场 磁场的磁感应强度为B 方向垂直xOy平面向里 电场线平行于y 轴 一质量为m 电荷量为q的带正电的小球 从y轴上的A点水平向右抛出 经x轴上 的M点进入电场和磁场 恰能做匀速圆周运动 从x轴上的N点第一次离开电场和磁场 MN之间的距离为L 小球过M点时的速度方向与x轴方向夹角为 不计空气阻力 重力 加速度为g 求 1 电场强度E的大小和方向 2 小球从A点抛出时初速度v0的大小 3 A点到x轴的高度h 解析 本题