2015高考物理二轮专题复习 素能提升 1-3-7 8.docVIP

1. (多选)(2014年高考新课标全国卷)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：在同一匀强磁场中，各粒子进入磁场时速度方向相同，但速度大小关系未知．由左手定则可知电子与正电子进入磁场时所受洛伦兹力方向相反，偏转方向必相反，故A正确．因r＝，各粒子虽q相同、但v关系未知，故m相同、v不同时轨迹半径不同，而当r相同时只能表明mv相同，不能确定m的关系，故B错误，C正确．由Ek＝mv2有r＝，可见当Ek越大时，确定的粒子其轨迹半径越大，故D错误． 答案：AC 2．(多选)(2014年高考浙江卷)如图甲所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒．从t＝0时刻起，棒上有如图乙所示的持续交变电流I，周期为T，最大值为Im，图甲中I所示方向为电流正方向．则金属棒(　　) A．一直向右移动 B．速度随时间周期性变化 C．受到的安培力随时间周期性变化 D．受到的安培力在一个周期内做正功 解析：根据题意得出v-t图象如图所示，金属棒一直向右运动，A正确．速度随时间做周期性变化，B正确．据F安＝BIL及左手定则可判定，F安大小不变，方向做周期性变化，则C项正确．F安在前半周期做正功，后半周期做负功，则D项错． 答案：ABC 3．(2014年高考江苏卷)某装置用磁场控制带电粒子的运动，工作原理如图所示．装置的长为L，上下两个相同的矩形区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小均为B、方向与纸面垂直且相反，两磁场的间距为d.装置右端有一收集板，M、N、P为板上的三点，M位于轴线OO′上，N、P分别位于下方磁场的上、下边界上．在纸面内，质量为m、电荷量为－q的粒子以某一速度从装置左端的中点射入，方向与轴线成30°角，经过上方的磁场区域一次，恰好到达P点．改变粒子入射速度的大小，可以控制粒子到达收集板上的位置．不计粒子的重力． (1)求磁场区域的宽度h； (2)欲使粒子到达收集板的位置从P点移到N点，求粒子入射速度的最小变化量Δv； (3)欲使粒子到达M点，求粒子入射速度大小的可能值． 解析：(1)设粒子在磁场中的轨道半径为r， 根据题意知L＝3rsin 30°＋3dcos 30°， 且h＝r(1－cos 30°)． 解得h＝(L－d)(1－)． (2)设改变入射速度后粒子在磁场中的轨道半径为r′， 洛伦兹力提供向心力，则有 m＝qvB，m＝qv′B. 由题意知3rsin 30°＝4r′sin 30°， 解得Δv＝v－v′＝(－d)． (3)设粒子经过上方磁场n次， 由题意知L＝(2n＋2)dcos 30°＋(2n＋2)rnsin 30°， 且m＝qvnB，解得vn＝(－d)(1≤n－1，n取整数)． 答案：(1)(L－d)(1－)　(2)(－d)　(3)(－d)(1≤n－1，n取整数) 4．如图甲所示，M、N是宽为d的两竖直线，其间存在垂直纸面方向的磁场(未画出)，磁感应强度随时间按图乙所示规律变化(垂直纸面向外为正，T0为已知)．现有一个质量为m、电荷量为＋q的离子在t＝0时从直线M上的O点沿着OM线射入磁场，离子重力不计，离子恰好不能从右边界穿出且在2T0时恰好返回左边界M.则图乙中磁感应强度B0的大小和离子的初速度v0分别为(　　) A．B0＝，v0＝　　　 B．B0＝，v0＝ C．B0＝，v0＝ D．B0＝，v0＝ 解析：由题意及题图乙可画出离子的运动轨迹，如图所示．离子在磁场中做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力知B0qv0＝m，由轨迹图可知离子运动的半径满足d＝4R，由轨迹图可知离子运动的周期为T＝T0，而T＝，联立得B0＝，v0＝，A、C、D错，B对． 答案：B 5.如图所示，在正方形区域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t＝0时刻，一位于ad边中点O的粒子源在abcd平面内发射出大量的同种带电粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向与Od边的夹角分布在0～180°范围内．已知沿Od方向发射的粒子在t＝t0时刻刚好从磁场边界cd边上的p点离开磁场，粒子在磁场中做圆周运动的半径恰好等于正方形边长L，粒子重力不计．求： (1)粒子的比荷q/m； (2)假设粒子源发射的粒子在0～180°范围内均匀分布，此时刻仍在磁场中的粒子数与粒子源发射的总粒子数之比； (3)从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间． 解