2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一階段專題三第2講 專題特輯 課下 針對高考押題訓(xùn)練

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1、2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一階段專題三第2講 專題特輯 課下 針對高考押題訓(xùn)練 1．(xx·北京高考)處于勻強磁場中的一個帶電粒子，僅在磁場力作用下做勻速圓周運動。將該粒子的運動等效為環(huán)形電流，那么此電流值(　　) A．與粒子電荷量成正比 B．與粒子速率成正比 C．與粒子質(zhì)量成正比 D．與磁感應(yīng)強度成正比 解析：選D　由電流概念知，該電流是通過圓周上某一個位置(即某一截面)的電荷量與所用時間的比值。若時間為帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動的周期T，則公式I＝q/T中的電荷量q即為該帶電粒子的電荷量。又T＝，解出I＝。故只有選項D正確。 2．(xx·晉江四校聯(lián)考)如圖1所

2、示，長為L的通電直導(dǎo)體棒放在光滑水平絕緣軌道上，勁度系數(shù)為k的水平輕彈簧一端固定，另一端拴在棒的中點，且與棒垂直，整個裝置處于方向豎直向上、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，彈簧伸長x，棒處于靜止?fàn)顟B(tài)。則(　　) A．導(dǎo)體棒中的電流方向從b流向a 圖1 B．導(dǎo)體棒中的電流大小為 C．若只將磁場方向緩慢順時針轉(zhuǎn)過一小角度，x變大 D．若只將磁場方向緩慢逆時針轉(zhuǎn)過一小角度，x變大 解析：選B　由左手定則可知，導(dǎo)體棒中的電流方向從a流向b，選項A錯誤；由BIL＝kx可得導(dǎo)體棒中的電流大小為I＝kx/BL，選項B正確；若只將磁

3、場方向緩慢順時針轉(zhuǎn)過一小角度，或逆時針轉(zhuǎn)過一小角度，導(dǎo)體棒沿水平方向所受安培力變小，故x都變小，選項C、D錯誤。 3. (xx·大綱版全國卷)如圖2所示，兩根相互平行的長直導(dǎo)線過紙面上的M、N兩點，且與紙面垂直，導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的電流。a、O、b在M、N的連線上，O為MN的中點。c 、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點的距離均相等。關(guān)于以上幾點 圖2 處的磁場，下列說法正確的是(　　) A．O點處的磁感應(yīng)強度為零 B．a(chǎn)、b兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相反 C．c、d兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同 D．a(chǎn)、c兩點處磁感應(yīng)強度的方向

4、不同 解析：選C　由安培定則可知，兩導(dǎo)線在O點產(chǎn)生的磁場均豎直向下，合磁感應(yīng)強度一定不為零，選項A錯；由安培定則，兩導(dǎo)線在a、b兩處產(chǎn)生的磁場方向均豎直向下，由于對稱性，電流M在a處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度等于電流N在b處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度，同時電流M在b處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度等于電流N在a處產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度，所以a、b兩處磁感應(yīng)強度大小相等方向相同，選項B錯；根據(jù)安培定則，兩導(dǎo)線在c、d兩處分別產(chǎn)生的磁場垂直c、d兩點與導(dǎo)線連線方向斜向下，且產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度相等，由平行四邊形定則可知，c、d兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相同，選項C正確；a、c兩處磁感應(yīng)強度的方向均豎直向下，選項

5、D錯。 4.如圖3所示，平面直角坐標(biāo)系的第Ⅰ象限內(nèi)有一勻強磁場垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強度為B。一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子以速度v從O點沿著與y軸夾角為30°的方向進入磁場，運動到A點時速度方向與x軸的正方向相同，不計粒子的重力，則(　　) A．該粒子帶正電 圖3 B．A點與x軸的距離為 C．粒子由O到A經(jīng)歷時間t＝ D．運動過程中粒子的速度不變 解析：選B　由左手定則可判斷該粒子帶負(fù)電，A錯誤；粒子運動軌跡如圖所示，則A點離x軸的距離為r(1－cos θ)＝(1－cos 60°)＝

6、，B正確；t＝·T＝，C錯誤；運動過程中粒子速度大小不變，方向時刻改變，D錯誤。 5.利用如圖4所示裝置可以選擇一定速度范圍內(nèi)的帶電粒子。圖中板MN上方是磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場，板上有兩條寬度分別為2d和d的縫，兩縫近端相距為L。一群質(zhì)量為m、電荷量為q，具有不同速度的粒子從寬度為2d的縫垂直于板MN進入磁場，對于能夠從寬度為d的縫射出的粒子，下列說法錯誤的是(　　) 圖4 A．粒子帶負(fù)電 B．射出粒子的最大速度為 C．保持d和L不變，增大B，射出

7、粒子的最大速度與最小速度之差增大 D．保持d和B不變，增大L，射出粒子的最大速度與最小速度之差增大 解析：選D　由左手定則和粒子的偏轉(zhuǎn)情況可以判斷粒子帶負(fù)電，選項A對；根據(jù)洛倫茲力提供向心力qvB＝可得v＝，r越大v越大，由題圖可知r最大值為rmax＝，選項B正確；又r最小值為rmin＝，將r的最大值和最小值代入v的表達(dá)式后得出速度之差為Δv＝，可見選項C正確、D錯誤。 6．(xx·廣州二模)薄鋁板將同一勻強磁場分成Ⅰ、Ⅱ兩個區(qū)域，高速帶電粒子可穿過鋁板一次，在兩個區(qū)域內(nèi)運動的軌跡如圖5所示，半徑R1>R2。假定穿過鋁板前后粒子電荷量保持不變，則該粒子(　　) A．帶正電

8、 圖5 B．在Ⅰ、Ⅱ區(qū)域的運動速度大小相同 C．在Ⅰ、Ⅱ區(qū)域的運動時間相同 D．從Ⅱ區(qū)域穿過鋁板運動到Ⅰ區(qū)域 解析：選C　粒子穿過鋁板受到鋁板的阻力速度將減小，由r＝可得粒子在磁場中做勻速圓周運動的軌道半徑將減小，故可得粒子由Ⅰ區(qū)域運動到Ⅱ區(qū)域，結(jié)合左手定則可知粒子帶負(fù)電，A、B、D選項錯誤；由T＝可知粒子運動的周期不變，粒子在Ⅰ區(qū)域和Ⅱ區(qū)域中運動的時間均為t＝T＝，C選項正確。 7．(xx·安徽高考)如圖6所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場，一個帶電粒子以速度v從A點沿直徑AO

9、B方向射入磁場，經(jīng)過Δt時間從C點射出磁場，OC與OB成60°角?，F(xiàn)將帶電粒子的速度變?yōu)椋詮腁點沿原方向射入磁場，不計重力，則粒子在磁場中的運動時間 圖6 變?yōu)?　　) A.Δt B．2Δt C.Δt D．3Δt 解析：選B　作出粒子運動軌跡如圖所示，設(shè)電子粒子以速度v進入磁場做圓周運動，圓心為O1，半徑為r1，則根據(jù)qvB＝，得r1＝，根據(jù)幾何關(guān)系得＝tan ，且φ1＝60° 當(dāng)帶電粒子以v的速度進入時，軌道半徑r2＝＝＝r1，圓心在O2，則＝tan 。即tan ＝＝＝3tan ＝。故＝60°，φ2＝120°；帶電粒子在磁場中運動

10、的時間t＝T，所以＝＝，即Δt2＝2Δt1＝2Δt，故選項B正確，選項A、C、D錯誤。 8．空間存在垂直于紙面方向的均勻磁場，其方向隨時間做周期性變化，磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的圖象如圖7所示。規(guī)定B＞0時，磁場的方向穿出紙面。一電荷量q＝5π×10－7 C、質(zhì)量m＝5×10－10 kg的帶電粒子，位于某點O處，在t＝0時以初速度v0＝π m/s沿某方向開始運動。不計重力的作用，不計磁場的變化可能產(chǎn)生的一切其他影響。則在磁場變化N個(N為整數(shù))周期的時間內(nèi)帶電粒子的平均速度的大小等于(　　) 圖7 A．π m/s B. m/s C．2 m/s D．2 m/s 解

11、析：選C　帶電粒子在磁場中的運動半徑為r＝＝0.01 m，周期為T ＝＝0.02 s，作出粒子的軌跡示意圖如圖所示，所以在磁場變化N個(N為整數(shù))周期的時間內(nèi)，由平均速度的定義式＝＝＝ m/s＝2 m/s，即C選項正確。 9．(xx·新課標(biāo)全國卷)如圖8所示，一半徑為R的圓表示一柱形區(qū)域的橫截面(紙面)。在柱形區(qū)域內(nèi)加一方向垂直于紙面的勻強磁場，一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子沿圖中直線在圓上的a點射入柱形區(qū)域，在圓上的b點離開該區(qū)域，離開時速度方向與直線垂直。圓心O到直線的距離為R?，F(xiàn)將磁場換為平行于紙面且垂直于直線的勻強電場，同一粒 圖8 子以同樣速度沿直線在a點射入柱形

12、區(qū)域，也在b點離開該區(qū)域。若磁感應(yīng)強度大小為B，不計重力，求電場強度的大小。 解析：粒子在磁場中做圓周運動。設(shè)圓周的半徑為r，由牛頓第二定律和洛倫茲力公式得 qvB＝m① 式中v為粒子在a點的速度。 過b點和O點作直線的垂線，分別與直線交于c和d點。由幾何關(guān)系知，線段、和過a、b兩點的軌跡圓弧的兩條半徑(未畫出)圍成一正方形。因此 ＝＝r② 設(shè)＝x，由幾何關(guān)系得 ＝R＋x③ ＝R＋④ 聯(lián)立②③④式得r＝R⑤ 再考慮粒子在電場中的運動。設(shè)電場強度的大小為E，粒子在電場中做類平拋運動。設(shè)其加速度大小為a，由牛頓第二定律和帶電粒子在電場中的受力公式得 qE＝ma⑥ 粒子在電場

13、方向和直線方向所走的距離均為r，由運動學(xué)公式得 r＝at2⑦ r＝vt⑧ 式中t是粒子在電場中運動的時間。聯(lián)立①⑤⑥⑦⑧式得 E＝⑨ 答案： 10．(xx·海南高考)圖9(a)所示的xOy平面處于勻強磁場中，磁場方向與xOy平面(紙面)垂直，磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的周期為T，變化圖線如圖(b)所示。當(dāng)B為＋B0時，磁感應(yīng)強度方向指向紙外。在坐標(biāo)原點O有一帶正電的粒子P，其電荷量與質(zhì)量之比恰好等于。不計重力。設(shè)P在某時刻t0以某一初速度沿y軸正向自O(shè)點開始運動，將它經(jīng)過時間T到達(dá)的點記為A。 圖9 (1)若t0＝0，則直線OA與x軸的夾角是多少？ (2)若t0＝，則直線O

14、A與x軸的夾角是多少？ 解析：(1)設(shè)粒子P的質(zhì)量、電荷量與初速度分別為m、q與v，粒子P在洛倫茲力作用下，在xOy平面內(nèi)做圓周運動，分別用R與T′表示圓周的半徑和運動周期，則有 qvB0＝m2R ① v＝ ② 由①②式與已知條件得 T′＝T ③ 粒子P在t＝0到t＝時間內(nèi)，沿順時針方向運動半個圓周，到達(dá)x軸上的B點，此時磁場方向反轉(zhuǎn)；繼而，在t＝到t＝T時間內(nèi)，沿逆時針方向運動半個圓周，到達(dá)x軸上的A點，如圖(a)所示。OA與x軸的夾角θ＝0 (2)粒子P在t0＝時刻開始運動，在t＝到t＝時間內(nèi)，沿順時針方向運動個圓周，到達(dá)C點，此時磁場方向反轉(zhuǎn)；繼而，在t＝到t＝T時間內(nèi)，沿逆時針方向運動半個圓周，到達(dá)B點，此時磁場方向再次反轉(zhuǎn)；在t＝T到t＝時間內(nèi)，沿順時針方向運動個圓周，到達(dá)A點，如圖(b)所示。由幾何關(guān)系可知，A點在y軸上，即OA與x軸的夾角θ＝。 答案：(1)0　(2)