2018届高考物理二轮复习磁场专题卷(全国通用)

专题13 近代物初步一、选择题1．以下关于物理学家对科学的贡献的说法中正确的是（）A. 波尔的氢原子结构模型成功的解释了氢原子的发光机制B. 爱因斯坦的光电效应方程表明光电子的最大初动能只与入射光的频率有关C. 伽利略测出了重力加速度并指出自由落体运动就是加速度为g的匀加速直线运动D. 法拉第在一次讲课中无意发现通电导线使下面的小磁针发生偏转的现象.他认为那是因为通电导线周围存在磁场的缘故【答案】 A2．下列说法正确的是（）A. 是a衰变方程B. 是核聚变反应方程C. 是核裂变反应方程D. 是核聚变反应方程【答案】 B【解析】衰变是自发地进行的，不需其它粒子轰击，A错误；B中的反应为轻核聚变反应方程，B正确；C 中是衰变方程，C错误；D中的反应方程为原子核人工转变方程，D错误．3．关于光电效应，下列说法正确的是（）A. 某种频率的光照射金属发生光电效应，若增加入射光的强度，则单位时间内发射的光电子数增加B. 光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与入射光的强弱无关C. 一般需要用光照射金属几分钟才能产生光电效应D. 入射光的频率不同，同一金属的逸出功也会不同【答案】 A点睛：解决本题的关键熟练掌握光电效应的规律、产生的条件，知道光电效应方程E Km=hγ-W0等等．光电效应是考试的热点，要多做相关的练习，牢固掌握这部分知识．4．如图所示为氢原子能级示意图的一部分，根据玻尔理论，下列说法中正确的是（）A. 从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出电磁波的波长长B. 处于n =4的定态时电子的轨道半径r 4比处于n =3的定态时电子的轨道半径r 3小C. 从n =4能级跃迁到n =3能级，氢原子的能量减小，电子的动能减小D. 从n =3能级跃迁到n =2能级时辐射的光子可以使逸出功为2.5eV 的金属发生光电效应【答案】 A【解析】试题分析：能级间跃迁辐射或吸收光子的能量等于两能级间的能级差，能级差越大，辐射的光子频率越大，则波长越小．根据库仑力提供向心力分析半径与电子的动能之间的关系．由图可知，从n=4能级跃迁到n=3能级辐射出的光子能量10.66E eV =，从n=4能级跃迁到n=2能级辐射出光子能量2 1.89E eV =，根据E h ν=可知光子能量越小，光子频率小，光子的波长越大，其中2 1.89 2.5E eV eV =<，所以从n =3能级跃迁到n =2能级时辐射的光子不能使得逸出功为2.5eV 的金属发生光电效应，A 正确D 错误；根据玻尔理论，能级越高，半径越大，所以处于n=4的定态时电子的轨道半径4r 比处于n=3的定态时电子的轨道半径3r 大，B 错误；从n=4能级跃迁到n=3能级，氢原子向外发射电子，能量减小，根据222ke mv r r=可知，电子越大的半径减小，则电子的动能增大，C 错误． 5．下列说法正确的是 （ ）A. 原子核的结合能是组成原子核的所有核子的能量总和B. 在所有核反应中，都遵从“质量数守恒，电荷数守恒”的规律C. 在天然放射现象中放出的β射线就是电子流，该电子是原子的内层电子受激发后辐射出来的D. 镭226衰变为氡222的半衰期为1620年，也就是说，100个镭226核经过1620年后一定还剩下50个镭226没有发生衰变【答案】 B【点睛】解决本题的关键知道核反应过程中电荷数守恒、质量数守恒，知道核子数、质子数、中子数的关系．6．用波长为72.010m -⨯的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是194.710J -⨯。

专题六磁场、带电粒子在磁场及复合场中的运动考情分析201520162017磁场、带电粒子在磁场及复合场中的运动T4：安培力T15：带电粒子在电磁场中的运动(质谱议)T15：回旋加速器T15：带电离子在电磁场中的运动(质谱议)命题解读本专题共6个考点，其中带电粒子在匀强磁场中运动为高频考点。

从近三年命题情况看,命题特点为：（1）基础性。

以选择题考查学生对安培力、洛伦兹力提供向心力的理解能力。

（2)综合性.以组合场、现代科技等问题考查学生分析综合能力。

整体难度偏难，命题指数★★★★★，复习目标是达B冲A.1.（2017·江苏清江中学冲刺模拟)在高能粒子研究中，往往要把一束含有大量质子和α粒子的混合粒子分离开，如图1所示，初速度可忽略的质子和α粒子，经电压为U的电场加速后，进入分离区，如果在分离区使用匀强电场或匀强磁场把粒子进行分离，所加磁场方向垂直纸面向里，所加电场方向竖直向下，则下列可行的方法是()图1A。

电场和磁场都不可以 B.电场和磁场都可以C。

只能用电场 D.只能用磁场解析在加速电场中，由动能定理得qU＝错误!m v错误!，若分离区加竖直向下的电场，设偏转电场的宽度为L，则在电场中偏转时有：沿电场方向y＝错误!at2＝错误!错误!错误!错误!＝错误!，联立得粒子在分离区偏转距离y＝错误!，可知，加速电压U相同，偏转电场的E和L相同，y相同，所以不能将质子和α粒子进行分离;若分离区加垂直纸面向里的磁场,粒子进入偏转磁场时，轨迹半径r＝错误!＝错误!错误!，由于质子和α粒子的比荷不同，运动的半径r也不同，所以能将两种粒子分离，故A、B、C项错误，D项正确.答案 D2。

（多选)（2017·江苏扬州市高三期末检测)回旋加速器工作原理示意图如图2所示，磁感应强度为B 的匀强磁场与盒面垂直，两盒间的狭缝很小，粒子穿过的时间可忽略，它们接在电压为U、频率为f 的交流电源上,若A处粒子源产生的质子在加速器中被加速，下列说法正确的是()图2A。

一、选择题1．(多选)(2017·大连模拟)如图所示，在xOy 平面内有两根平行于y 轴水平放置的长直导线，通有沿y 轴正方向、大小相同的电流I ，两导线关于y 轴对称，P 为x 轴上一点，Q 为z 轴上一点，下列说法正确的是( )A ．O 点处的磁感应强度为零B ．P 、Q 两点处的磁感应强度方向垂直C ．P 、Q 两点处的磁感应强度方向平行D ．正电荷从O 点沿z 轴向上运动不受洛伦兹力作用解析：选AB.根据右手螺旋定则可判断两导线所产生的磁场，再利用矢量合成法则可判断O 点处磁感应强度为零，P 点处磁感应强度方向沿z 轴正方向，Q 点处磁感应强度方向沿x 轴负方向，故A 、B 正确，C 错误．在z 轴上，z ＞0范围内各点磁感应强度方向均沿x 轴负方向，正电荷运动时受洛伦兹力作用，D 错误．2．(2017·长春调研)如图所示，现有四条完全相同的垂直于纸面放置的长直导线，横截面分别位于一正方形abcd 的四个顶点上，直导线分别通有方向垂直于纸面向里、大小分别为I a ＝I 、I b ＝2I 、I c ＝3I 、I d ＝4I 的恒定电流．已知通电长直导线周围距离为r 处磁场的磁感应强度大小为B ＝k I r，式中常量k ＞0，I 为电流强度．忽略电流间的相互作用，若电流I a 在正方形的几何中心O 点处产生的磁感应强度大小为B ，则O 点处实际的磁感应强度的大小及方向为( )A ．22B ，方向由O 点指向ad 中点B ．22B ，方向由O 点指向ab 中点C ．10B ，方向垂直于纸面向里D ．10B ，方向垂直于纸面向外解析：选A.由题意，直导线周围某点的磁感应强度与电流强度成正比，与距直导线距离成反比．应用安培定则并结合平行四边形定则，可知A 选项正确．3．(多选)(2017·河北衡水中学调研)如图所示，平行于纸面水平向右的匀强磁场，磁感应强度B 1＝1 T ．位于纸面内的细直导线，长L ＝1 m ，通有I ＝1 A 的恒定电流．当导线与B 1成60°夹角时，发现其受到的安培力为零，则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B 2的可能值是( )A.12 TB.32T C ．1 T D. 3 T解析：选BCD.当导线与B 1成60°夹角时，发现其受到的安培力为零，说明该区域同时存在着另一匀强磁场B 2，并且B 2与B 1的合磁场的磁感应强度方向沿导线方向，根据矢量合成的三角形定则，可知B 2≥B 1sin 60°＝32 T ，所以B 2的值不可能为12T ，选项A 错误，本题选B 、C 、D.4．如图所示，用粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架，ab 、cd 边均与ad 边成60°角，ab ＝bc ＝cd ＝L ，长度为L 的电阻丝电阻为r .框架与一电动势为E 、内阻为r 的电源相接，垂直于框架平面有磁感应强度为B 的匀强磁场，则框架受到的安培力的合力大小为( )A ．0 B.5BEL 11rC.10BEL 11rD.BEL r解析：选C.总电阻R ＝3r ·2r 3r ＋2r＋r ＝115r ，总电流I ＝E R ＝5E 11r ，梯形框架受的安培力可等效为I 通过ad 边时受到的安培力，F ＝BI ad ＝BI ·2L ＝10BEL 11r，C 选项正确．5．(多选)(2017·高考新课标全国卷Ⅱ)如图为某磁谱仪部分构件的示意图．图中，永磁铁提供匀强磁场，硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹．宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子．当这些粒子从上部垂直进入磁场时，下列说法正确的是( )A. 电子与正电子的偏转方向一定不同B ．电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同C ．仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子D ．粒子的动能越大，它在磁场中运动轨迹的半径越小解析：选AC.根据左手定则，电子、正电子进入磁场后所受洛伦兹力的方向相反，故两者的偏转方向不同，选项A 正确；根据q v B ＝m v 2r ，得r ＝m v qB，若电子与正电子在磁场中的运动速度不相等，则轨迹半径不相同，选项B 错误；对于质子、正电子，它们在磁场中运动时不能确定m v 的大小，故选项C 正确；粒子的m v 越大，轨道半径越大，而m v ＝2mE k ，粒子的动能大，其m v 不一定大，选项D 错误．6．(多选)(2017·高考广东卷)如图，两个初速度大小相同的同种离子a 和b ，从O 点沿垂直磁场方向进入匀强磁场，最后打到屏P 上．不计重力．下列说法正确的有( )A ．a 、b 均带正电B ．a 在磁场中飞行的时间比b 的短C ．a 在磁场中飞行的路程比b 的短D ．a 在P 上的落点与O 点的距离比b 的近解析：选AD.因离子均向下偏转打到屏P 上，根据左手定则可知a 、b 均带正电，A 项正确．又因a 、b 为同种离子，m 、q 均相同，由R ＝m v Bq ，T ＝2πm Bq，可知它们的轨道半径R 与周期T 也均相同．而a 离子的轨迹是一段优弧，b 离子的轨迹是一个半圆．a 的路程比b 的路程长，飞行时间也比b 的飞行时间长，故B 、C 项均错误．b 在P 上的落点到O 点的距离等于圆轨道的直径，说明b 的落点离O 点最远，故D 项正确．7．(多选)(2017·高考浙江卷)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∶1B ．在磁场中运动的半径之比为3∶1C ．在磁场中转过的角度之比为1∶2D ．离开电场区域时的动能之比为1∶3解析：选BCD.磷离子P ＋和P 3＋的质量相等设为m ，P ＋的电荷量设为q ，则P 3＋的电荷量为3q ，在电场中由a ＝Eq m 知，加速度之比为所带电荷量之比，即为1∶3，A 错误；由qU ＝12m v 2得E k ∝q ，即离开电场区域时的动能之比为1∶3，D 正确；又由q v B ＝m v 2r ，得r ＝1B 2mU q∝1q，所以r P ＋∶r P 3＋＝3∶1，B 正确；由几何关系可得P 3＋在磁场中转过60°角后从磁场右边界射出，C 正确．8．(2017·南通一模)如图所示，圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场，P 为磁场边界上的一点．有无数带有同样电荷、具有同样质量的粒子在纸面内沿各个方向以相同的速率通过P 点进入磁场．这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段弧上，这段圆弧的弧长是圆周长的13.将磁感应强度的大小从原来的B 1变为B 2，结果相应的弧长变为原来的一半，则B 2B 1等于( ) A. 2 B. 3C ．2D ．3解析：选B.设圆形区域磁场的半径为R ，根据题述，画出轨迹示意图，如图所示，当粒子射出边界的位置的圆弧弧长是圆周长的13时，如图中实线PP 1所示，根据几何关系可知，轨迹半径r 1＝R sin 60°，由洛伦兹力等于向心力，得到r 1＝m v qB 1；当粒子射出边界的位置的圆弧弧长是圆周长的16时，粒子轨迹如图中实线PP 2所示，根据几何关系可得，轨迹半径r 2＝R sin 30°，同理有r 2＝m v qB 2.联立解得B 2B 1＝3，选项B 正确．9．(2017·衡水中学调研)如图所示，边界OA 与OC 之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场，边界OA 上有一粒子源S .某一时刻，从S 平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子(不计粒子的重力及粒子间的相互作用)，所有粒子的初速度大小相同，经过一段时间有大量粒子从边界OC 射出磁场．已知∠AOC ＝60°，从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最短时间等于T 6(T 为粒子在磁场中运动的周期)，则从边界OC 射出的粒子在磁场中运动的最长时间为( )A.T 3B.T 2C.2T 3D.5T 6解析：选B.由左手定则可知，粒子在磁场中做逆时针方向的圆周运动．由于粒子速度大小都相同，故轨迹弧长越小，粒子在磁场中运动时间就越短；而弧长越小，所对弦长也越短，所以从S 点作OC的垂线SD ，则SD 为最短弦，可知粒子从D 点射出时运行时间最短，如图，根据最短时间为T 6，可知△O ′SD 为等边三角形，粒子圆周运动半径R ＝SD ，过S 点做OA 垂线交OC 于E 点，由几何关系可知SE ＝2SD ，SE 为圆弧轨迹的直径，所以从E 点射出，对应弦最长，运行时间最长，且t ＝T 2，故B 项正确． 二、计算题10．(2017·济宁质检)如图所示，一质量为m 的导体棒MN 两端分别放在两个固定的光滑圆形导轨上，两导轨平行且间距为L ，导轨处在竖直向下的匀强磁场中，当导体棒中通一自右向左的电流I 时，导体棒静止在与竖直方向成37°角的导轨上，重力加速度为g ，取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：(1)磁场的磁感应强度B ；(2)每个圆导轨对导体棒的支持力大小F N .解析：(1)从左向右看，受力分析如图所示．由平衡条件得：tan 37°＝F 安/mg ，F 安＝BIL ，解得：B ＝3mg 4IL .(2)设两导轨对导体棒支持力为2F N ，则有2F N cos 37°＝mg ，解得F N ＝58mg . 即每个圆导轨对导体棒的支持力大小为58mg . 答案：(1)3mg 4IL (2)58mg11．(2017·洛阳高三统考)在如图所示的平面直角坐标系xOy 中，有一个圆形区域的匀强磁场(图中未画出)，磁场方向垂直于xOy 平面，O点为该圆形区域边界上的一点．现有一质量为m ，带电荷量为＋q 的带电粒子(重力不计)从O 点开始以初速度v 0沿＋x 方向进入磁场，粒子经过y 轴上P 点时的速度方向与＋y 方向夹角为θ＝30°.已知OP ＝L ，求：(1)磁感应强度的大小和方向；(2)该圆形区域的最小面积．解析：(1)由左手定则可知磁场方向垂直于xOy 平面向里．粒子在匀强磁场中做1/3圆周的匀速圆周运动，如图所示．粒子在Q 点飞出磁场．设其圆心为O ′，半径为R ，由几何关系得：(L －R )sin 30°＝R解得：R ＝L /3由牛顿第二定律得：q v 0B ＝m v 20R解得：B ＝3m v 0qL. (2)设磁场圆形区域的最小面积为S ，由几何关系得：直径d ＝OQ ＝3R ＝33L 所以S ＝π(d /2)2＝112πL 2. 答案：(1)3m v 0qL ，方向垂直xOy 平面向里 (2)112πL 212．(2017·南昌调研)如图所示，正方形匀强磁场的边界长为a ，边界由绝缘弹性壁围成，磁场的磁感应强度为B ，质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子垂直于磁场方向和边界，从边界正中点O 孔射入磁场，其射入时的速度为17Bqa 8m，带电粒子与壁碰撞前后沿壁方向的分速 度不变，垂直壁方向的分速度反向、大小不变，且不计摩擦，不计粒子所受重力，碰撞时无电荷量损失，求：(1)带电粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径；(2)带电粒子从O 孔射入到从O 孔射出所需要的时间．解析：(1)设带电粒子在磁场中做圆周运动的半径为r由q v B ＝m v 2r 得r ＝m v qB ＝m qB ×17Bqa 8m ＝178a . (2)因为r ＝178a ＞2a ，所以粒子射到AB 边 设射到AB 边点E 距A 的距离为x由几何知识可得：r 2＝a 2＋⎣⎡⎦⎤r －⎝⎛⎭⎫a 2－x 2，解得x ＝a 4设粒子从O 运动到E 的时间为t 1，∠OO ′E 为θ，如图所示．sin θ＝a r ＝817，所以θ＝arcsin 817由于t ＝θm qB ，所以t 1＝m qB arcsin 817由分析可知粒子在磁场区域要运动8次类似OE 的曲线运动和2次匀速直线运动，才可从O 点射出设粒子从D 到A 的匀速直线运动时间为t 2t 2＝a v ＝8m 17qB所以t ＝8t 1＋2t 2＝8m qB arcsin 817＋16m 17qB故带电粒子从O 孔射入到射出所需要的时间为8m qB arcsin 817＋16m 17qB. 答案：(1)17a 8 (2)8m qB arcsin 817＋16m 17qB。

高考仿真冲刺卷(六)(建议用时:60分钟满分:110分)二、选择题:本题共8小题,每小题6分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第14～18题只有一项符合题目要求,第19～21题有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.14.如图所示,在光滑的水平地面上并排放着3 000个完全相同的小球.现用恒定水平推力F 推第3 000号球,并使所有球共同向右运动,则第2 016号球与第2 017号球间的作用力跟第1号球与第2号球间的作用力的比为( )A.2 016B.2 017C. D.15.图(甲)所示为某矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的正弦式交变电流,将其接在图(乙)中理想变压器的A,B两端,电压表和电流表均为理想电表,R t为热敏电阻(温度升高时其电阻减小),R为定值电阻.下列说法正确的是( )A.R t处温度升高时,电流表的示数变大,变压器输入功率变大B.R t处温度升高时,电压表V1,V2示数的比值不变C.在t=1×10-2 s时,穿过该矩形线圈的磁通量为零D.变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为u=36sin50πt(V)16.假设地球为质量均匀分布的球体.已知地球表面的重力加速度在两极处的大小为g0、在赤道处的大小为g,地球半径为R,则地球自转的周期T为( )A.2πB.2πC.2πD.2π17. 如图所示,真空中三点A,B,C构成边长为L的等边三角形,EF是其中位线,在E,F点分别放置电荷量均为Q的正、负点电荷.下列说法正确的是( )A.A点的电场强度大小为B.A点的电势低于C点的电势C.电势差U EB等于电势差U CFD.负电荷在B点的电势能大于在C点的电势能18. 如图所示,水平光滑长杆上套有小物块A,细线跨过位于O点的轻质光滑定滑轮,一端连接A,另一端悬挂小物块B,物块A,B质量相等.C为O点正下方杆上的点,滑轮到杆的距离OC=h,重力加速度为g.开始时A位于P点,PO与水平方向的夹角为30°,现将A,B由静止释放,下列说法正确的是( )A.物块A由P点出发第一次到达C点过程中,速度先增大后减小B.物块A经过C点时的速度大小为C.物块A在杆上长为h的范围内做往复运动D.在物块A由P点出发第一次到达C点过程中,物块B克服细线拉力做的功小于物块B重力势能的减少量19. 如图所示是氢原子的能级图,大量处于n=5激发态的氢原子向低能级跃迁时,一共可以辐射出10种不同频率的光子.其中莱曼系是指氢原子由高能级向n=1能级跃迁时释放的光子,则( )A.10种光子中波长最短的是n=5激发态跃迁到基态时产生的B.10种光子中有4种属于莱曼系C.使n=5能级的氢原子电离至少要0.85 eV的能量D.从n=2能级跃迁到基态释放光子的能量等于n=3能级跃迁到n=2能级释放光子的能量20.如图(甲)所示,在竖直平面内固定一光滑的半圆形轨道ABC,小球以一定的初速度从最低点A冲上轨道,图(乙)是小球在半圆形轨道上从A运动到C的过程中,其速度平方与其对应高度的关系图像.已知小球在最高点C受到轨道的作用力为1.25 N,空气阻力不计,g=10 m/s2,B 点为AC轨道中点,下列说法正确的是( )A.小球质量为0.5 kgB.小球在B点受到轨道作用力为4.25 NC.图(乙)中x=25 m2/s2D.小球在A点时重力的功率为5 W21. 如图所示,竖直平面内一半径为R的圆形区域内有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直纸面向外.一束质量为m、电荷量为q的带正电粒子沿平行于直径MN的方向进入匀强磁场,粒子的速度大小不同,重力不计,入射点P到直径MN的距离为h,则( )A.若某粒子经过磁场射出时的速度方向恰好与其入射方向相反,则该粒子的入射速度是B.恰好能从M点射出的粒子速度为C.若h=R,粒子从P点经磁场到M点的时间是D.当粒子轨道半径r=R时,粒子从圆形磁场区域最低点射出三、非选择题:包括必考题和选考题两部分,第22～25题为必考题,每个试题考生都必须作答,第33～34题为选考题,考生根据要求作答.(一)必考题:共47分.22.(6分)如图(a)由小车、斜面及粗糙程度可以改变的水平长直木板构成伽利略理想斜面实验装置.实验时,在水平长直木板旁边放上刻度尺,小车可以从斜面平稳地滑行到水平长直平面.利用该装置与器材,完成能体现如图(b)“伽利略理想斜面实验思想与方法”的实验推论(设重力加速度为g).(1)请指出,实验时必须控制的实验条件.(2)请表述,由实验现象可以得出的实验推论: .(3)图(c)是每隔Δt时间曝光一次得到小车在粗糙水平面上运动过程中的五张照片,测得小车之间的距离分别是s1,s2,s3,s4,由此可估算出小车与水平面的动摩擦因数μ= (需要用s1,s2,s3,s4,g,Δt字符表示).23. (9分)容量和内阻是电池的两个重要参数,电池的容量就是电池放电时能输出的总电荷量,通常以安培小时(A·h)或毫安小时(mA·h)作单位.某实验小组为粗略测量手机电池在25 ℃下充满电时的内阻和容量,进行了如下实验:①控制电池温度为25 ℃;②正常使用手机至自动关机,取出电池,用数字电压表(视为理想电压表)测出电池电压U0=2.75 V;③将电池装入手机,用充电器对手机充电至100%;④将电池从手机中取出,按图(甲)接入电路,闭合S1,读出数字电压表的示数U1=4.18 V;⑤接着闭合S2,读出数字电压表和电流表的示数U2=4.16 V,I2=0.20 A.断开开关;⑥调节电阻R至合适的阻值且保持不变,闭合开关S1,S2的同时开始计时,每隔一段时间记录一次电流表和电压表的示数.当电压表示数降为U0=2.75 V时断开开关,停止计时.下表是记录的三组数据,其他数据已描到图中:电流I/A 0.72 0.70 0.67时间t/h 2.0 3.0 4.5完成下列问题:(1)该电池充满电时的内阻约为r= Ω;(2)将表中数据描在图(乙)中并绘出I t图线;(3)该手机电池的容量约为A·h(保留两位有效数字);(4)之后,实验小组继续用上述方法(R的值不变)描绘出该手机电池在20 ℃、5 ℃和-10 ℃温度下电池的放电曲线如图(丙)所示,可知下列说法正确的是.A.同一电池充满电后在高温环境中比在低温环境中内阻小B.同一手机在低温环境比在高温环境中待机时间长C.手机电池的内阻是定值,无论如何使用均不会发生变化D.不同的使用方法和不同的使用环境,手机电池的实际容量会发生变化24.(12分)如图是某“吃货”设想的“糖炒栗子”神奇装置:炒锅的纵截面与半径R=1.6 m 的光滑半圆弧轨道位于同一竖直面内,炒锅纵截面可看做是长度均为L=2.5 m的斜面AB,CD 和一小段光滑圆弧BC平滑对接组成.假设一栗子从水平地面上以水平初速度v0射入半圆弧轨道,并恰好能从轨道最高点P飞出,且速度恰好沿AB方向从A点进入炒锅.已知两斜面的倾角均为θ=37°,栗子与两斜面之间的动摩擦因数均为μ=,栗子在锅内的运动始终在图示纵截面内,整个过程栗子质量不变,重力加速度取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:(1)栗子的初速度v0及A点离地高度h;(2)栗子在斜面CD上能够到达的距C点最大距离x.25.(20分)如图(甲)所示,两根相距为L=2.0 m的金属导轨固定于水平面上,导轨电阻不计,一根质量为m=1.0 kg、长为L=2.0 m、电阻为r=2.0 Ω的金属棒两端放于导轨上,导轨与金属棒间的动摩擦因数为μ=0.20,棒与导轨的接触电阻不计.导轨左端连有阻值为R=4.0 Ω的电阻,在电阻两端接有电压传感器并与计算机相连.有n段垂直导轨平面的宽度为c=3.0 m,间距为d=2.0 m的匀强磁场,磁感应强度大小为B=1.0 T,方向垂直纸面向里.金属棒初始位于OO′处,与第一段磁场相距s=6.0 m.(g取10 m/s2)(1)若金属棒向右的初速度v0=3.0 m/s,为使金属棒保持匀速直线运动一直向右穿过各磁场,需对金属棒施加一个水平向右的拉力,求金属棒进入磁场前拉力F1的大小和进入磁场后拉力F2的大小;(2)在(1)问的情况下,求金属棒OO′开始运动到刚离开第10段磁场过程中,拉力所做的功;(3)若金属棒初速度为零,现对棒施以水平向右的恒定拉力F=4.0 N,使棒穿过各段磁场,发现计算机显示出的电压随时间以固定的周期做周期性变化,图像如图(乙)所示(从金属棒进入第一段磁场开始计时,图中虚线与时间轴平行).求金属棒每穿过一个磁场过程中回路中产生的焦耳热以及金属棒从第10段磁场穿出时的速度.(二)选考题:共15分.(请考生从给出的2道物理题中任选一题作答)33.[物理——选修33](15分)(1)(5分)下列说法中正确的是(填正确答案标号.选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分.每选错1个扣3分,最低得分为0分).A.单晶体在各个方向上的导热性、导电性、机械强度等物理性质不一样B.露珠呈球状是由于受重力的作用C.某物体温度高,组成该物体的某些分子速率可能很小D.理想气体等温膨胀,一定从外界吸热E.压缩气体需要用力表明气体分子间存在斥力(2)(10分)圆柱形喷雾器高为h,内有高度为的水,上部封闭有压强为p0、温度为T0的空气.将喷雾器移到室内,一段时间后打开喷雾阀门K,恰好有水流出.已知水的密度为ρ,大气压强恒为p0,喷雾口与喷雾器等高.忽略喷雾管的体积,将空气看做理想气体.①求室内温度;②在室内用打气筒缓慢向喷雾器内充入空气,直到水完全流出,求充入空气与原有空气的质量比.34.[物理——选修34](15分) (1)(5分)如图,A,B为振幅相同的相干波源,且向外传播过程中振幅衰减不计,图中实线表示波峰,虚线表示波谷,则下列叙述正确的是(填正确答案标号.选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分.每选错1个扣3分,最低得分为0分).A.Q点始终处于波峰位置B.R,S两点始终处于静止状态C.P,Q连线上各点振动始终最强D.P点在图中所示的时刻处于波谷,再过周期处于平衡位置E.如果A,B两波源频率不同,也能产生类似的稳定的干涉现象(2)(10分)如图,足够宽的液槽中水的折射率n=,M是可绕轴转动的平面镜,M与水平面的夹角为α.光线从液槽的侧壁水平射入水中.①若α=30°,求经平面镜反射后的光线从水面射出时折射角的正弦值;②若经平面镜反射后的光线能从水面射出,求α的取值范围.高考仿真冲刺卷(六)14.A 以整体为研究对象,根据牛顿第二定律F=3 000ma,得a=以1~2 016个小球整体为研究对象,根据牛顿第二定律N1=2 016ma,得N1=F;以1号球为研究对象,N2=ma=F;则第2 016号球与第2 017号球间的作用力跟第1号球与第2号球间的作用力的比为2 016∶1.15.A 由图(甲)知,变压器原线圈两端所接电压最大值U m=36 V,周期T=0.02 s,t=1×10-2 s时,u=0,则t=1×10-2 s时穿过矩形线圈的磁通量最大,电压瞬时值表达式u=U m sin t=36sin 100πt(V),选项C,D错误.变压器原线圈两端电压及匝数比不变,故副线圈两端电压不变,当R t处温度升高时,负载电阻减小,输出电流增大,故电流表示数增大,输入功率和输出功率增大;电阻R两端电压增大,故电压表V2示数减小,而电压表V1示数不变,故电压表V1,V2示数的比值变大,选项A正确,B错误.16.B 在两极处物体不随地球自转,所以G=mg0; 在赤道处物体随地球自转,可得G=mg+m R,联立解得T=2π.17.C +Q,-Q两个点电荷产生的电场在A处的电场强度大小相等,夹角为120°,故A点的电场强度大小为E A=k=,故A错误;根据电场线的分布和顺着电场线电势降低,可知A 点的电势高于C点的电势,故B错误;根据对称性可知,电势差U EB等于电势差U CF,故C正确;B 点的电势高于C点的电势,由E p=qφ知负电荷在B点的电势能小于在C点的电势能,故D错误.18.B 物块A由P点出发第一次到达C点过程中,细线拉力对A做正功,动能不断增大,速度不断增大,A错误;设物块A经过C点时的速度大小为v,此时物块B的速度为0,根据系统的机械能守恒得mg-h=mv2,得v=,B正确;由几何知识可得=h,由于物块AB组成的系统机械能守恒,由对称性可得物块A在杆上长为2h的范围内做往复运动,C错误;物块A到C点时物块B的速度为零.则根据功能关系可知,在物块A由P点出发第一次到达C 点过程中,物块B克服细线拉力做的功等于物块B重力势能的减少量,D错误.19.AB n=5激发态跃迁到基态时产生的光子的能量最大、频率最大,所以波长最短,A正确;由题意知,从n=5,4,3,2激发态跃迁到n=1时发出的4种光子属于莱曼系,B正确;由图知,n=5能级的电离能为0.54 eV,C错误;从n=2能级跃迁到基态释放光子的能量大于n=3能级迁到n=2能级释放光子的能量,D错误.20.BC 由图(乙)可知小球在C点的速度大小为v=3 m/s,轨道半径R=0.4 m,因小球所受重力与弹力的合力提供向心力,所以有mg+F C=,代入数值可得m=0.1 kg,选项A错误;由机械能守恒可得,mv2+mgR=m,解得=17 m2/s2,因为B点是弹力提供向心力,所以有F B=,解得F B=4.25 N,选项B正确;再由机械能守恒定律可得mv2+2mgR=m,解得小球在A点的速度v0=5 m/s,所以图(乙)中x=25 m2/s2,选项C正确;因小球在A点时重力与速度方向垂直,所以重力的功率为0,选项D错误.21.ABD粒子出射方向与入射方向相反,在磁场中走了半周,其半径r1=h,由牛顿第二定律得qv1B=m,解得v1=,选项A正确;粒子从M点射出,其运动轨迹如图,在△MQO1中,=(R-)2+(h-r2)2,解得r2=,由牛顿第二定律得qv2B=,解得v2=,选项B正确;若h=,sin ∠POQ==,解得∠POQ=,由几何关系得粒子在磁场中偏转所对圆心角为α=π,粒子做圆周运动的周期T=,粒子的运动时间t=T=,选项C错误;当粒子轨道半径r=R时,由几何关系可知,粒子从圆形磁场区域最低点射出,选项D正确.22.解析:(1)根据伽利略“理想实验”的内容与原理可知,需要小车到达水平面时的速度是相同的,所以在实验的过程中要求小车从同一位置静止释放;(2)根据实验的情况,可以得出的结论为水平面越光滑,小车滑得越远,当水平面完全光滑时,小车将滑向无穷远;(3)小车在水平面内做匀变速直线运动,结合匀变速直线运动的推论,则a=,根据牛顿第二定律可知a==μg,所以水平面的动摩擦因数μ=.答案:(1)小车从同一位置静止释放(2)水平面越光滑,小车滑得越远,当水平面完全光滑时,小车将滑向无穷远(3)评分标准:每空2分.23.解析:(1)由题意知,电池电动势为E=U1=4.18 V,根据闭合电路欧姆定律可得E=U2+I2r,代入数据解得电池内阻r=0.1 Ω;(2)用平滑的曲线连接描点,如图所示;(3)图像与坐标轴所围面积即为电池工作时流出的电荷量即电池的容量,可求Q=3.5 A·h;(4)由图知,温度越高电流越大,根据E=I(R+r)可知,温度越高电池内阻越小,所以A正确,C 错误;由图知,同一手机在高温环境比在低温环境中待机时间长,不同的温度,电流不同,电池的容量不同,故B错误,D正确.答案:(1) 0.10 (2)见解析(3)3.5(3.4~3.6) (4)AD评分标准:每空2分,作图3分.24.解析:(1)设栗子质量为m,在P点的速度为v P,在A点的速度为v A.A点离地高度为h,栗子沿圆弧轨道运动至P点的过程中,由机械能守恒定律有m=2mgR+m(2分)恰能过P点,满足的条件为mg=m(1分)代入数据解得v P=4 m/s,v0=4 m/s(1分)栗子从P至A做平抛运动,在A点的速度方向沿AB,故竖直分速度v Ay=v P tan θ(1分)由平抛运动规律,栗子从P至A下落的高度为y=(1分)又h=2R-y,(1分)代入数据解得h=2.75 m.(1分)(2)栗子第一次在斜面CD上运动的过程中可达到距C点的最大距离栗子在A点的速度为v A=(1分)由动能定理有mgsin θ(L-x)-μmgcos θ(L+x)=0-m(2分)代入数据解得x=2.22 m.(1分)答案:(1)4 m/s 2.75 m (2)2.22 m25.解析:(1)金属棒进入磁场前F1=f=μmg(1分)解得F1=2.0 N(1分)金属棒在磁场中运动时F2=f+F安=f+BIL(1分)I==(1分)F2=μmg+(1分)解得F2=4.0 N.(1分)(2)在非磁场区域外力F1所做的功为W1=F1[s+(n-1)d]=μmg[s+(n-1)d]=48 J(2分)在磁场区域外力F2所做的功为W2=F2×nc=μmg+·nc=120 J(2分)在此过程拉力所做的总功W=W1+W2=168 J.(1分)(3)由电压的周期性分析知,金属棒进入每一段磁场的速度都相同,故在每一个周期ΔE k=0,穿过每段磁场产生的电能E电均相同,所以(F-μmg)(c+d)=E电(2分)得Q=E电=10 J.(1分)设金属棒进入每段磁场时的速度为v',从每段磁场穿出的速度为v(F-μmg)s=mv'2(2分)(F-μmg)c-W=mv2-mv'2(2分)W=E电(1分)得v=4.0 m/s.(1分)答案:(1)2.0 N 4.0 N (2)168 J (3)10 J 4.0 m/s33.解析:(1)单晶体具有各向异性的特点,即在各个方向上的导热性、导电性、机械强度等物理性质不一样,A正确;露珠呈球状是由于表面张力的作用,B错误;温度是分子平均动能的标志,是大量分子做无规则运动的统计规律,某物体温度高,组成该物体的某些分子速率可能很小,C正确;理想气体等温膨胀过程,内能不变,气体对外做功,则一定从外界吸热,D正确;压缩气体需要用力是为了克服气体内外的压强差,不能表明气体分子间存在斥力,E错误. (2)①设喷雾器的截面积为S,室内温度为T1,气体压强为p1,p1=p0+ρg,V0=S(1分)气体做等容变化=.(2分)解得T1=1+ρg T0.(1分)②以充气结束后喷雾器内空气为研究对象,排完液体后,压强为p2,体积为V2.若此气体经等温变化,压强为p1时,体积为V3,则p2=p0+ρgh,p1V3=p2V2(1分)即p0+ρg V3=(p0+ρgh)hS(2分)同温度下同种气体的质量比等于体积比,设打进气体质量为Δm=(2分)代入得=.(1分)答案:(1)ACD (2)①1+ρg T0②34.解析:(1)Q点是峰峰相遇点,是振动加强点,但并不是始终处于波峰位置,选项A错误;R,S 两点是峰谷相遇点,是振动减弱点,由于两列波振幅相同,故质点始终处于静止状态,选项B 正确;由图可知,P,Q两点的连线为AB的中垂线,其上各点到A,B两点的距离均相等,故P,Q 连线上各点振动始终最强,选项C正确;P点是振动加强点,在图中所示的时刻处于波谷,再过周期处于平衡位置,选项D正确;如果A,B两波源频率不同,则不能产生类似的稳定的干涉现象,选项E错误.(2)①作出光线经平面镜反射后从水面射出的光路如图(1)所示,在水面发生折射的入射角β=90°-2α(1分)由折射定律,有=n(1分)代入数据,得折射角γ的正弦值sin γ=.(1分)②设光线在水中反生全反射的临界角为C,则sin C==,则C=60°(1分)若光在水面右侧发生反射时,作出光路如图(2),则由几何关系可知2α1+C=90°(2分)若光在水面左侧发生全反射时,作出光路如图(3),则由几何关系可知2(90°-α2)+C=90°(2分)α的范围满足α1<α<α2解得15°<α<75°.(2分)答案:(1)BCD (2)①②15°<α<75°。

专题07 动量1．【2017·天津卷】“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮，是天津市的地标之一。

摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。

下列叙述正确的是： （ ）A ．摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变B ．在最高点，乘客重力大于座椅对他的支持力C ．摩天轮转动一周的过程中，乘客重力的冲量为零D ．摩天轮转动过程中，乘客重力的瞬时功率保持不变【答案】B【解析】机械能等于动能和重力势能之和，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动，动能不变，重力势能时刻发生变化，则机械能在变化，故A 错误；在最高点对乘客受力分析，根据牛顿第二定律有：r v m N mg 2=-，座椅对他的支持力mg rv m mg N <-=2，故B 正确；乘客随座舱转动一周的过程中，动量不变，是所受合力的冲量为零，重力的冲量0≠⋅=t mg I ，故C 错误；乘客重力的瞬时功率θcos ⋅=mgv P ，其中θ为线速度和竖直方向的夹角，摩天轮转动过程中，乘客的重力和线速度的大小不变，但θ在变化，所以乘客重力的瞬时功率在不断变化，故D 错误。

【名师点睛】本题的难点在于对动量定理的理解，是“物体所受合力的冲量等于动量的变化”，而学生经常记为“力的冲量等于物体动量的变化”。

2．【2016·上海卷】如图，粗糙水平面上，两物体A 、B 以轻绳相连，在恒力F 作用下做匀速运动。

某时刻轻绳断开，在F 牵引下继续前进，B 最后静止。

则在B 静止前，A 和B 组成的系统动量_________（选填：“守恒”或 “不守恒”）。

在B 静止后，A 和B 组成的系统动量 。

（选填：“守恒”或“不守恒“）【答案】守恒；不守恒【解析】轻绳断开前，A 、B 做匀速运动，系统受到的拉力F 和摩擦力平衡，合外力等于零，即0A B F f f --=，所以系统动量守恒；当轻绳断开B 静止之前，A 、B 系统的受力情况不变，即0A B F f f --=，所以系统的动量依然守恒；当B 静止后，系统的受力情况发生改变，即A A F f m a -=，系统合外力不等于零，系统动量不守恒。

课时作业8 电场和磁场的基本性质一、选择题(1～7题为单项选择题，8～14题为多项选择题)1．如图所示，均匀绕制的螺线管水平固定在可转动的圆盘上，在其正中心的上方有一固定的环形电流A，A与螺线管垂直．A中电流方向为顺时针方向，开关S闭合瞬间．关于圆盘的运动情况(从上向下观察)，下列说法正确的是( )A．静止不动B．顺时针转动C．逆时针转动 D．无法确定解析：环形电流可等效为里面的N极、外面为S极的小磁针，通电螺线管可等效为右边为N极，左边为S极的条形磁铁，根据磁极间的相互作用，圆盘将顺时针转动，选项B正确．答案：B2．如图所示，虚线所示的圆是某点电荷电场中某等势面的截面．a、b两个带电粒子以相同的速度，从电场中P点沿等势面的切线方向飞出，粒子仅在电场力作用下的运动轨迹如图中实线所示，M、N是轨迹上的点，且M、N的连线经过虚线圆的圆心．则在开始运动的一小段时间内(粒子在图示区域内)，下列说法正确的是( )A．M处电场强度大于N处电场强度B．a粒子的速度将逐渐减小，b粒子的速度将逐渐增大C．若a粒子为正电荷、b粒子必为负电荷D．a、b两个粒子的电势能均增大，但无法比较M、N处的电势高低解析：由于电场是点电荷产生的，所以场源电荷必在图中虚线圆的圆心处，M点离场源电荷更远，所以M处电场强度小于N处电场强度，A错误；a、b两粒子的受力方向都沿虚线圆的半径方向且指向轨迹凹侧，速度方向与受力方向的夹角均为锐角，所以电场力都做正功，速度大小都在变大，B错误，两电荷在P点的速度方向相同，之后偏转方向不同，所以受力方向相反，故一定为异种电荷，C正确；电场力对两个电荷都做正功，所以电势能都减小，由于两电荷的电性不确定，所以电势高低无法判断，故D错误．五根平行的长直导体棒分别过竖直平面内的正方形的四个顶点和中心，各导体棒中均通有大小相等的电流，受到其余四根导体棒的磁场力的合力方向是( )由安培定则知对角导体棒电流产生磁场正好相互叠加，根据左手定则可知，中心处的导体棒受到其余四根导体棒abcd竖直放置，已知长度为现将正方形导线框置于如图所示的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外，，用电阻不计的导线将导线框连接在电动势为E，内阻不计的电源两端．则关于导线框所受安培力的大小和方向，下列说法正确的是( )如图所示，一绝缘细线Oa1/4圆弧管道AB，圆心与小球a由于受到绝缘细线的拉力而静止，过程中，只有重力对b球做功，b球机械能守恒，则有mg，A、B项错误．由库仑定律可知小球轴上的两个点电荷，电荷量分别为Q1和Q2，沿高低如图中曲线所示，从图中可看出以下说法中正确的是b的过程中，电荷的电势能先增加后减少的带正电小球在匀强电场中运动，其运动轨迹在竖点的水平直线对称．已知重力加速度大小为略空气阻力，小球可视为质点．由此可知( )由小球在匀强电场中的运动轨迹在竖直平面(纸面可以判断小球所受合力的方向水平向左，而重力方向竖直向下，因小球带正电荷，故匀强电场的方向斜向左上方，如图所示为点电荷a、是轨迹上的两点，以下说法正确的是(2017·河北省保定市高三调研考试)如图所示为一带正电的点电荷和两个带负电的点电荷附近的电场线分布，三个点电荷所带电荷量均相等，M是两负点电荷连线的中点，M、N两点到正点电荷的距离相等．则下列说法正确的是电子束焊接机中的电子枪如图所示，K为阴极，A为阳极，两极之间的电势差为之间的电场线分布如图所示．阴极发出的电子在电场作用下由静止状态从，则下列说法正确的是( )两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势线如图中虚线所示，其运动轨迹如图中实线所示，若粒子只受静电力作用，的内接三角形，∠a＝30°、∠三点电势为φa＝－，所以O、b两点是等势点，则直线垂直的直线就是电场线，圆周上M点电势最高．过，设圆的半径为R，根据几何关系知，．小球所受电场力可能大于重力．小球两次落在斜面上所用的时间不相等。

提能增分练(一) 安培力作用下导体的平衡、运动和功能问题[A 级——夺高分]1.(多选)(2017·牡丹江一中模拟)如图，在匀强磁场B 的区域中有一光滑斜面体，在斜面体上放了一根长为L ，质量为m 的导线，当通以垂直纸面向里的电流I 后，导线恰能保持静止，则磁感应强度B 必须满足( )A ．B ＝mg sin θIL，方向垂直纸面向外 B ．B ＝mg cos θIL，方向水平向左 C ．B ＝mg tan θIL，方向竖直向下 D ．B ＝mg IL，方向水平向左 解析:选CD 若匀强磁场的方向垂直纸面向外，此时电流的方向和磁场的方向平行，此时不受安培力的作用，导线只受到支持力与重力，不可能处于平衡状态，故A 错误；若匀强磁场的方向水平向左，B ＝mg IL时，则竖直向上的安培力与重力相平衡，导线处于平衡状态，故B 错误，D 正确；若匀强磁场的磁感应强度B 的方向竖直向下，B ＝mg tan θIL时，则水平向左的安培力与支持力、重力三力平衡，导线处于平衡状态，故C 正确。

2．(2017·汕头模拟)如图甲是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，线圈中a 、b 两条导线长均为l ，通以图乙所示方向的电流I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B。

则( )A．该磁场是匀强磁场B．线圈平面总与磁场方向垂直C．线圈将逆时针转动D．导线a、b受到的安培力大小总为BIl解析:选D 匀强磁场的磁感应强度大小处处相等，方向处处相同，由题图乙可知，选项A错误；在题图乙所示的位置，a受向上的安培力，b受向下的安培力，线圈顺时针转动，选项C错误；由于磁场均匀辐向分布，故线圈平面总与磁场方向平行，选项B错误；由于磁感应强度大小不变，电流大小不变，则安培力大小始终为BIl，选项D正确。

3.如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ，如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是( )A．棒中的电流变大，θ角变大B．两悬线等长变短，θ角变小C．金属棒质量变大，θ角变大D．磁感应强度变大，θ角变小解析:选A 棒中电流变大，金属棒所受安培力变大，θ角变大，选项A正确；两悬线等长变短，θ角不变，选项B错误；金属棒质量变大，θ角变小，选项C错误；磁感应强度变大，金属棒所受安培力变大，θ角变大，选项D错误。

高三物理实验专题训练（含详细解析）1．（1）某同学在“探究平抛运动的规律”的实验中，先采用图（甲）所示装置，用小锤打击弹性金属片，金属片把球A沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小捶打击的力度，即改变球A被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明___________．（2）后来，他又用图（乙）所示装置做实验，两个相同的弧形轨道M，N，分别用于发射小铁球P，Q，其中M的末端是水平的，N的末端与光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D，调节电磁铁C、D的高度，使AC=BD，从而保证小球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等．现将小球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出．实验可观察到的现象应该是两小球_______（选填“一定”、“可能”、“一定不”）会碰撞，仅将弧形轨道M整体上移（AC距离保持不变），重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明_______________________________．2．用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：A 按照图示的装置安装器件；B 将打点计时器接到电源的直流输出端上；C 用天平测量出重锤的质量；D 释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；E 测量打出的纸带上某些点之间的距离；F 根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能在误差范围内是否等于增加的动能．指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，将其选项对应的字母填在右边的横线上___________实验中得到一条纸带，如图所示．根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点O的距离为s0，点A、C间的距离为s1，点C、E间的距离为s2，使用交流电的周期为T，设重锤质量为m，则________A 打点计时器打C点时重锤的动能为B 打点计时器在打O点和C点的这段时间内重锤的重力势能的减少量为C 重锤下落的加速度a的表达式为D 重锤下落的加速度a的表达式为（3）在本实验中发现，重锤减少的重力势能总是______（填“大于”或“小于”）重锤增加的动能，其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用，可以通过该实验装置测定该阻力的大小，试用（2）中已知物理量和纸带上的测量数据表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小为________________ 3．（11分）在做“测定金属丝的电阻率”的实验中，已知待测金属丝的电阻约为5Ω。

强化训练(9) 电磁感应中的图象问题时间：60分钟 满分：100分一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分。

在每小题给出的四个选项中，1～4小题只有一项符合题目要求，5～8题有多项符合题目要求。

全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

)1．2016·福建德化检测]如图甲所示，在竖直向上的磁场中，水平放置一个单匝金属圆线圈，线圈所围的面积为0.1 m 2，线圈电阻为1 Ω，磁场的磁感应强度大小B 随时间t 的变化规律如图乙所示，规定从上往下看顺时针方向为线圈中感应电流i 的正方向。

则 ( )A ．0～5 s 内i 的最大值为0.1 AB ．第4 s 末i 的方向为正方向C ．第3 s 内线圈的发热功率最大D ．3～5 s 内线圈有扩张的趋势答案 D解析 根据法拉第电磁感应定律：E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔB ×S Δt，可知B -t 图象的斜率越大则电动势越大，所以零时刻线圈的感应电动势最大即：E max ＝n ΔB ×S Δt＝0.01 V ，根据欧姆定律：I max ＝E max R ＝0.01 A ，故A 错误。

从第3 s 末到第5 s 末竖直向上的磁场一直在减小，根据楞次定律判断出感应电流的磁场与原磁场方向相同，所以电流方向为逆时针方向，电流方向为负方向，故B 错误；由题图乙所示图象可知，在第3 s 内穿过线圈的磁通量不变，线圈不产生感应电流，线圈发热功率为零，故C 错误；由图乙所示可知，3～5 s 内穿过线圈的磁通量减少，为阻碍磁通量的减少，线圈有扩张的趋势，故D 正确。

2．2017·武汉名校联考]如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i 随时间t 的变化关系如图乙所示。

在0～T 2时间内，直导线中电流向上，则在T 2～T 时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力的合力方向分别是( )A ．顺时针，向左B ．逆时针，向右C ．顺时针，向右D ．逆时针，向左答案 B 解析 在0～T 2时间内，直导线中电流向上，由题图乙知，在T 2～T 时间内，直导线电流方向也向上，根据安培定则知，导线右侧磁场的方向垂直纸面向里，电流逐渐增大，则磁场逐渐增强，根据楞次定律，金属线框中产生逆时针方向的感应电流。

提能增分练(四)带电粒子在三类典型场中的运动[A级——夺高分]

1.(多选)(2017·浙江嘉兴联考)如图所示，有一混合正离子束先后通过正交的电场、磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果正离子束在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径r相同，则它们一定具有相同的()

A．速度B．质量C．电荷量D．电荷量与质量之比解析：选AD因为正离子束通过区域Ⅰ时不偏转，说明它们受到的电场力与洛伦兹力相等，即Eq＝B1qv，故它们的速度相等，选项A正确；又因为进入磁场Ⅱ后，其偏转半径

相同，由公式R＝mvBq可知，它们的荷质比相同，选项D正确。2.(多选)(2017·长春外国语学校质检)如图在x轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，x轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度为12B的匀强磁场。一带负电的粒子质量为m、电量为q，从原点O以与x轴成θ＝30°角斜向上射入磁场，且在x轴上方运动半径为R(不计重力)，则()

A．粒子经偏转一定能回到原点OB．粒子在x轴上面的轨迹为劣弧，在x轴下面的轨迹为优弧C．粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为1∶2 D．粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴方向前进了3R解析：选CD根据左手定则判断可知，粒子在第一象限沿顺时针方向旋转，而在第四象限沿逆时针方向旋转，故不可能回到原点O，故A错误；因第四象限中磁感应强度为第

一象限中的一半，根据R＝mvqB可知，第四象限中的半径为第一象限中半径的2倍；根据粒

子射入磁场时与x轴的夹角θ＝30°，由几何关系可知，负电荷在第一象限轨迹所对应的圆心角为60°，在第四象限轨迹所对应的圆心角也为60°，即粒子在x轴上面和下面的轨迹均为劣弧，选项B错误，C正确；根据几何知识得：粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴前进距离为x＝R＋2R＝3R。故D正确。3.(多选)(2017·牡丹江一中检测)如图所示，空间中存在一水平方向匀强电场和一水平方向匀强磁场，且电场方向和磁场方向相互垂直。在电磁场正交的空间中有一足够长的固定粗糙绝缘杆，与电场正方向成60°夹角且处于竖直平面内。一质量为m，带电量为＋q的小球套在绝缘杆上。初始，给小球一沿杆向下的初速度v0，小球恰好做匀速运动，电量保持不变。已知，磁感应强度大小为B，电场强度大小为E＝3mgq，则以下说法正确的是()

1.打点计时器系列五个实验 力学实验中用到打点计时器的实验有5个，分别是用打点计时器 测速度，探究小车速度随时间变化的规律，探究加速度与力、质 量的关系，探究做功与速度变化的关系及验证机械能守恒定律。
2.纸带数据的处理方法
3.平衡摩擦力的两个实验及方法 探究加速度与力、质量的关系及探究做功与速度变化的关系两个 实验均需平衡摩擦力，平衡摩擦力的方法是垫高有打点计时器的 一端，给小车一个初速度，小车能匀速下滑。 4.三个关键点 (1)区分计时点和计数点：计时点是指打点计时器在纸带上打下的 点。计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点。要注意“每 五个点取一个计数点”与“每隔四个点取一个计数点”的取点方 法是一样的。 (2)涉及打点计时器的实验均是先接通电源，打点稳定后，再释放 纸带。 (3)实验数据处理可借助图象，充分利用图象斜率、截距等的物理 意义。
[精 典 题 组]
1.(2015·全国Ⅱ，22)某同学用图4(a)所示的实验装置测量物块与 斜面之间的动摩擦因数。已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图(b)所示，图中 标出了五个连续点之间的距离。
图4
(1)物块下滑时的加速度a＝________ m/s2，打C点时物块的 速度v＝________ m/s； (2)已知重力加速度大小为g，为求出动摩擦因数，还必须测 量的物理量是________(填正确答案标号)。 A.物块的质量 B.斜面的高度 C.斜面的倾角
n
1
2
a/m·s－2 0.20
3
45Leabharlann 0.580.781.00
(b)
(4)利用表中的数据在图(c)中补齐数据点，并作出a－n图象。从图 象可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外 力成正比。

第二讲磁场及带电粒子在磁场中的运动[ 知识建构 ][ 高考调研 ]1. 考察方向：①联合电流四周的磁场散布特色考察磁场的性质．②联合现代科学技术考察带电粒子在磁场中的运动．③联合几何关系考察带电粒子在有界磁场中的临界问题．2.常用的思想方法：①对称思想．②等效思想．③极限思想．④放缩法．⑤平移法．⑥旋转法．[答案](1)(2)(3)几种典型电流四周磁场散布考向一磁场对通电导体的作使劲[ 概括提炼 ]求解磁场中导体棒运动问题的思路( 多项选择 )(2017 ·全国卷Ⅰ) 如图，三根互相平行的固定长直导线L、L和L两两123等距，均通有电流I ， 1 中电流方向与 2 中的同样，与3 中的相反．以下说法正确的选项是() L L LA．L1所受磁场作使劲的方向与L2、 L3所在平面垂直B．L3所受磁场作使劲的方向与L1、 L2所在平面垂直C．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作使劲大小之比为1∶ 1∶3D．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作使劲大小之比为3∶3∶ 1[ 思路点拨]第一判断直线电流的磁场及安培力，或许记着平行直线电流间作用规律，运用平行四边形法例，联合三角形知识解决．[分析]同向电流互相吸引，反向电流互相排挤．对L1进行受力剖析，以以下图所示，可知L1所受磁场力的方向与L2、 L3所在的平面平行；对L3进行受力剖析，如右图所示，可知 L3所受磁场力的方向与 L1、L2所在的平面垂直．随意两根导线间的作使劲的大小是相等的，若两根导线间互相作使劲为 F，L1、 L2遇到的磁场力的协力大小同样，依据平行四边形定章作出几何图形，依据几何知识可求解，经剖析知B、 C 正确．[答案] BC[ 娴熟加强 ]1．(2017 ·上海卷) 如图，一导体棒ab 静止在U 形铁芯的两臂之间．电键闭合后导体棒遇到的安培力方向()A ．向上B ．向下C ．向左D ．向右[ 分析 ]此题考察电流的磁效应、 安培力及左手定章． 依据图中的电流方向， 由安培定则知 U 形铁芯下端为 N 极，上端为 S 极， ab 中的电流方向由 a → b ，由左手定章可知导体棒遇到的安培力方向向右，选项D 正确．[答案]D2．(2017 ·金华十校第三次联合调研 ) 如右图所示，圆滑的金属轨道分水平段和圆弧段 两部分，O 点为圆弧的圆心．两金属轨道之间的宽度为0.5 m，匀强磁场方向如右图所示，磁感觉强度大小为0.5 T ．质量为0.05 kg 、长为0.5 m 的金属细杆置于金属轨道上的M 点．当在金属细杆内通以电流为2 A 的恒定电流时，金属细杆能够沿杆向右由静止开始运动．已知MN ＝ ON ＝ OP ＝ 1 m ， g ＝ 10 m/s 2 ，则 ()A ．金属细杆开始运动时的加快度大小为 5 m/s 2B ．金属细杆运动到P 点时的速度大小为 5 m/sC ．金属细杆运动到 P 点时的向心加快度大小为10 m/s 2D ．金属细杆运动到 P 点时对每一条轨道的作使劲大小为0.75 N [ 分析 ] 金属细杆在水平方向遇到安培力作用，安培力大小F 安＝ BIL ＝0.5 ×2×0.5 N＝0.5 N ，金属细杆开始运动时的加快度大小为a＝ 安2，选项 A 错误；对金属细杆F＝ 10 m/sm从 M 点到 P 点的运动过程，安培力做功W ＝ F 安·(MN ＋ OP ) ＝ 1 J ，重力做功 W ＝－ mg · ON安G安G12P 点时的速度大小 v ＝ 2 5＝－ 0.5 J ，由动能定理，得 W＋ W ＝ 2mv ，解得金属细杆运动到v 22m/s ，选项 B 错误；金属细杆运动到 P 点时的向心加快度大小为a ′＝ r ＝ 20 m/s ，选项 C 错误；在 P 点金属细杆遇到轨道水平向左的作使劲 N ，水平向右的安培力 F 安，由牛顿第二F2定律，得N －F安＝mvN＝ 1.5 N ，每一条轨道对金属细杆的作使劲大小为0.75 N ，，解得FrF由牛顿第三定律，可知金属细杆运动到 P 点时对每一条轨道的作使劲大小为0.75 N ，选项 D正确．[答案] D考向二带电粒子在磁场中的运动[ 概括提炼 ]1．带电粒子在匀强磁场中的运动(1) 若 v ∥ B ，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做匀速直线运动．(2) 若 v ⊥ B ，且带电粒子仅受洛伦兹力作用，则带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入v 2 mv射速度 v 做匀速圆周运动，洛伦兹力供给向心力．由qvB ＝ m R ，可得半径 R ＝ qB ，则周期 T2π R 2π m＝ v ＝ qB . 周期 T 与粒子运动的速度 v 或半径 R 没关．角速度 ω ＝ 2π ＝ qBω 只取决于粒子的比荷和磁感觉强度，与粒子运动的速T ，角速度m度 v 和半径 R 没关．k12q 2B 2R 2B 、轨道半动量 p ＝ mv ＝qBR ，动能 E ＝2mv ＝ 2m ，粒子的动量和动能与磁感觉强度径 R 、粒子的属性 ( q 、 m ) 相关．2．解决带电粒子在有界磁场中的运动问题的思路“画轨迹， 定圆心， 求半径”是解决带电粒子在磁场中运动问题的一般思路，此中“画轨迹”是办理临界与极值问题的中心．关于这种地区判断题， 要擅长进行动向剖析， 即第一选一个速度方向 ( 如水平方向 ) ，而后赶快度方向的改变剖析轨迹的变化，进而找出角度变化时可能出现的临界值与极值或各物理量间的联系．(2017 ·全国卷Ⅱ ) 如图，虚线所示的圆形地区内存在一垂直于纸面的匀强磁场， P 为磁场界限上的一点，大批同样的带电粒子以同样的速率经过P 点，在纸面内沿不一样方向射入磁场． 若粒子射入速率为 v 1，这些粒子在磁场界限的出射点散布在六分之一圆周上；若粒子射入速率为v 2，相应的出射点散布在三分之一圆周上．不计重力及带电粒子之间的相互作用．则 v 2∶ v 1 为 ()A.3∶ 2B. 2∶1C.3∶ 1D．3∶ 2[ 思路点拨 ]粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，找圆心、定半径是解题的惯例方法，此题中只需找到半径之间的关系则问题水到渠成。

磁场专题练习卷1．（多选）为了测量某化肥厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分辨为a、b、c，左右两端开口，在垂直于上下表面方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在前后两个内侧面固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U，若用Q表示污水流量（单位时间内排出的污水体积），下列说法正确的是（）A. 若污水中正离子较多，则前内侧面比后内侧面的电势高B. 前内侧面的电势一定低于后内侧面的电势，与哪种离子多无关C. 污水中离子浓度越高，电压表的示数越大D. 污水流量Q与电压U成正比，与ab无关【答案】BD2．（多选）如图，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流I，L1中电流方向与L2中的相同，与L3中的相反，下列说法正确的是（）A. L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直B. L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直C. L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1:1:D. L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为:1【答案】BC3．如图所示，在直角坐标系中，x轴上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于纸面向外。

许多质量为m、电荷量为的粒子，以相同的速率v沿纸面内，由x轴负方向与y轴正方向之间各个方向从原点O 射入磁场区域。

不计重力及粒子间的相互作用，下列图中阴影部分表示带电粒子在磁场中可能经过的区域，其中，正确的图是（）A. AB. BC. CD. D【答案】 D4．欧洲强子对撞机在2010年初重新启动，并取得了将质子加速到1.18万亿ev 的阶段成果，为实现质子对撞打下了坚实的基础。

质子经过直线加速器加速后进入半径一定的环形加速器，在环形加速器中，质子每次经过位置A 时都会被加速（图1），当质子的速度达到要求后，再将它们分成两束引导到对撞轨道中，在对撞轨道中两束质子沿相反方向做匀速圆周运动，并最终实现对撞 （图2）。

100考点最新模拟题千题精练10- 31．(2017·南昌模拟)如图甲所示，在水平面上固定有平行长直金属导轨ab、cd，bd端接有电阻R。

导体棒ef垂直轨道放置在光滑导轨上，导轨电阻不计。

导轨右端区域存在垂直导轨面的匀强磁场，且磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。

在t＝0时刻，导体棒以速度v0从导轨的左端开始向右运动，经过时间2t0开始进入磁场区域，取磁场方向垂直纸面向里为磁感应强度B的正方向，回路中顺时针方向为电流正方向，则回路中的电流随时间t的变化规律图像可能是( )【参考答案】A2．(2017·上饶二模)在如图所示的竖直平面内，在水平线MN的下方有足够大的匀强磁场，一个等腰三角形金属线框顶点C与MN重合，线框由静止释放，沿轴线DC方向竖直落入磁场中。

忽略空气阻力，从释放到线框完全进入磁场过程中，关于线框运动的v­t图像，可能正确的是( )【参考答案】C【名师解析】 线框进入磁场过程中受到的安培力F ＝BIL ＝B 2l 2v R ，线框切割磁感线的有效长度l 增大、安培力增大，由牛顿第二定律得：mg －F ＝ma ，得a ＝g －B 2l 2v mR，线框由静止加速，由于l 、v 不断增大，a 不断减小，则线框做加速度减小的加速运动，故C 正确。

3．(多选)(2017·东北三校联考)如图所示，M 、N 为同一水平面内的两条平行长直导轨，左端串接电阻R ，金属杆ab 垂直导轨放置，金属杆和导轨的电阻不计，杆与导轨间接触良好且无摩擦，整个装置处于竖直方向的匀强磁场中。

现对金属杆施加一个与其垂直的水平方向的恒力F ，使金属杆从静止开始运动。

在运动过程中，金属杆的速度大小为v ，R 上消耗的总能量为E ，则下列关于v 、E 随时间变化的图像可能正确的是( )【参考答案】AC4．(多选)(2017·山东第一次大联考)如图所示，导体棒沿两平行导轨从图中位置以速度v 向右匀速通过一正方形abcd 磁场区域，ac 垂直于导轨且平行于导体棒，ac 右侧的磁感应强度是左侧的2倍且方向相反，导轨和导体棒的电阻均不计，下列关于导体棒中感应电流和所受安培力随时间变化的图像正确的是(规定电流由M 经R 到N 为正方向，安培力向左为正方向)( )【参考答案】AC【名师解析】导体棒在左半区域时，根据右手定则，通过棒的电流方向向上，电流M经R到N为正值，且逐渐变大，导体棒在右半区域时，根据右手定则，通过棒的电流方向向下，电流为负值，且逐渐减小，且满足经过分界线时感应电流大小突然加倍，A正确，B错误；第一段时间内安培力大小F＝BIL∝L2，第2段时间内F＝2BIL∝L2，C正确，D错误。