2015届考前针对训练题(六)

1、高三A年级物理考前针对训练题（六）b1如图（1），在匀强磁场中有两根倾斜、长S=40m的平行金属导轨，导轨间距L=1m，导轨平面与水平面的夹角9=30°，匀强磁场的磁感应强度B=0.3T，垂直导轨平面斜向上。在一个平行于导轨的变力F作用下（F从零开始增加），一根质量m=0.1kg的导体棒从导轨的顶端由静止开始沿导轨匀加速下滑，下滑20m后撤去变力F，导体棒一直下滑至导轨底端。导体棒始终与导轨垂直，与导轨的动摩擦因数尸.，接在两导轨顶端的电阻R=3Q,其他部分电阻均不计，重力加速6度g为10m/s2。求：（1）导体棒下滑20m时的速度大小；（2）导体棒下滑20m内流过电阻R的电量；（3

2、）在图（2）中画出导体棒下滑20m内外力F随位移S变化的图像（在坐标轴上标出关键点）并求出导体棒下滑20m时外力F的瞬时功率；（4）撤去外力F后导体棒沿轨道下滑，能否最终达到匀速？请通过合理的计算、推导等给出理由和结论。2、如图（a）所示，间距为50cm、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为9=0°的斜面上。在区域I内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度为0.5T;在区域n内有垂直于斜面向下的匀强磁场，其磁感应强度Bt的大小随时间t变化的规律如图（b）所示。t=0时刻在轨道上端的金属细棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时下端的另一金属细棒cd在位于区域I内的导轨上由静止释放。在ab

3、棒运动到区域n的下边界EF处之前，cd棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好。已知cd棒的质量为0.1kg、ab棒的质量及两棒的阻值均未知，区域n沿斜面的长度为1m，在t=tx时刻（tx未知）ab棒恰进入区域n,求：（1）通过cd棒电流的方向和区域I内磁场的方向；（2）当ab棒在区域n内运动时cd棒中的电流；（3）ab棒开始下滑的位置离EF的距离及ab棒的质量；（4）求：ab棒开始下滑至EF的过程中，ab棒的动能、重力势能的变化量以及回路中产生的内能Q。对于问题（4）,有同学是这么认为的：ab棒在下滑过程中，由于安培力对ab棒做负功,故棒的机械能减少，减少的机械能:E等于回路中产生的内能Q,该同

4、学的分析是否正确？如果正确，按照他的思路，解出内能Q;如果不正确，请说明有什么问题并按照你的理解，解出内能Q。口DF/N-IfIr-Tii1T11T-f-f-HTF"hhr-11*1-ai4r1"rh-T1"TilTiiiT!qri1i1!FL亠八.-.1.丄-1亠i11I11il11TdM-»rkVjstrJ4wdb11ib|>111|iiiih-+-4-1-Jw-+11iIii1i1iiT1-rr-r-1-十rr®rg">!i«Br_r-T1"F一丁T-ii14Iii1liiiI-7"Td

5、T-f1"T-r"7TL-x_j_-L.L*-1-Xi11I1）i411ii._丄_,-i-_lL_i-J.-4-丄亠_11*l>iH1liRO1020S/m图（2）3有一种利用电磁分离同位素的装置，可以将某种化学元素的其它类型的同位素去除而达到浓缩该种特殊的同位素的目的，其工作原理如图所示。粒子源A产生的初速度为零、电荷量为e、质量为m的氕核和质量为2m氘核，经过电压为Uo的加速电场加速后匀速通过准直管，从偏转电场的极板左端中央沿垂直电场方向射入匀强偏转电场，偏转后通过位于下极板中心位置的小孔S离开电场，进入范围足够大、上端和左端有理想边界、磁感应强度为B、方向垂直

6、纸面向外的匀强磁场，磁场区域的上端以偏转电场的下极板为边界，磁场的左边界MN与偏转电场的下极板垂直，且MN与小孔S左边缘相交于M点。已知偏转极板的长度为其板间距离的2倍，整个装置处于真空中，粒子所受重力、小孔S的大小及偏转电场的边缘效应均可忽略不计。（1）求氕核通过孔S时的速度大小及方向；（2）若氕核、氘核进入电场强度为E的偏转电场后，沿极板方向的位移为X,垂直于极板方向的位移为y,试通过推导y随x变化的关系式说明偏转电场不能将氕核和氘核两种同位素分离（即这两种同位素在偏转电场中运动轨迹相同）；（3）在磁场边界MN上设置同位素收集装置，若氕核的收集装置位于MN上Si处，氘核的收集装置位于MN上

7、S2处。求Si和Q之间的距离。4.真空中存在一中空的柱形圆筒，如图是它的一个截面，a、b、c为此截面上的三个小孔，三小孔在圆形截面上均匀分布，圆筒半径为R。在圆筒的外部空间存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B，其方向与圆筒的轴线平行，在图中垂直于纸面向内。现在a处向圆筒内发射一个带正电的粒子，其质量为m，带电量为q，使粒子在图所在平面内运动，设粒子只受磁场力的作用，若粒子碰到圆筒即会被吸收，则：（1）若要粒子发射后在以后的运动中始终不会碰到圆筒，则粒子的初速度的大小和方向有何要求？（2）如果在圆筒内的区域中还存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小也为B，则为使粒子以后都不会碰到圆筒，粒子的初

8、速度大小和方向有何要求？高三A年级物理考前针对训练题（六）答案21.（1）V。=0，f安=0，f=0，a=gsinv-gcosv-2.5m/s；（2分）7=2ais=10m；（1分）（2）二解：q=Rt="V=4s，a，结论1分）-BLs11=2C；（公式2分，结论1分）Rq=td2Rt=2C（可用It图像围成的面积求）；（公式2分,（3）R2|22aS；（1分）作图：形状对1分，坐标对1分;RPf=F222BLvv3W；（1分）R（4）2、（1）（2）不能。（1由d向c流；磁场方向垂直斜面向上I=1sin30I=2A分）（3）10'50.51=0.50.5（gsin30tx

9、）tx2=1/5，Si=0.5m，3=1mtx（4）S=1.5m、mab=mcd=0.1kg、ti=t2该同学的解法是错误的，关键问题：变化的磁场能提供能量正确解法：Q=I-t=25=1J4515冋巾1100.751 V52Ek0.1（5）2二0.25JQ二E=0.75-0.25二0.5J2 5BLv刚撤力F时，mgsinv-"mgcosr-BL二ma=a=-0.5m/s2，导体棒做加速度不R断减小的减速下滑；（1分）BLv25若达到匀速：mgsinv-mgcost-B-L=0=v匀=一m/s；（1分）R321025275若以-0.5m/s加速度一直匀减速下滑，用时s达到m/s,围成

10、面积为m,大于导轨339275剩下的距离20m（实际下滑过程加速度绝对值逐渐减小，位移大于m）,所以不行。9123.（1）设氕核经加速电场加速后的速度为v,根据动能定理有eU。mv（2分）2氕核垂直射入匀强偏转电场，在平行极板方向做匀速直线运动，在垂直极板方向做匀加速直线运动。设偏转极板长为I,极板间距为d,氕核从S孔射出时速度为vS,垂直极板方向的速度为Vy,-=t,|=2d（1分）22所以V=Vy（1分）-12eU°jeU°氕核通过小孔S时速度大小vs二、2v=22：（1分）mVm氕核通过小孔S时速度方向与极板成45°（1分）（2）设氕、氘核经加速电场加速后的

11、速度分别为V、v'121”2根据动能定理有eU0mv,eU02mv（1分）22）2eU0eU?解得：v=,v=J（1分）mm设氕、氘核在平行极板方向通过x所用时间分别为t、t'x2eU。mX_xVeU°m（1分）设偏转电场的场强为E,氕核、氘核在偏转电场中的加速度分别为小eE*eE八则a,a（1分）m2m12E212E2八yat=x,yat:x（1分）24U024U。氕核、氘核在垂直极板方向（1分）即氕、氘核在偏转电场中的运动轨迹是相同的。（3）设氕、氘核在磁场中的做圆运动的速度分别为2根据牛顿第二定律有evSB,evSBRVs、Vs；半径分别为曲（2分）R2Rl、R

12、2根据（1）中vs2v-2严U0m=2eU。可知氕核、氘核在磁场中运动半径之比Vs2eU。m/020b=60o圆01及圆02的半径r=3R又由式可得粒子的速度大小Bqr3BqRv=m=m其在a点的方向只能指向o点（3分）（2分）（2分）（1分）b点出筒在磁场中做圆周运动，则只能从轨迹圆bcoa、ob分另U与ac、ab垂直。c两点关于ob对称，可知圆氕核、氘在磁场中做圆周运动所对应的弦长都是半径的2倍,II所以S|和S2之间的距离is=（42丿2）也2°（1分）11eB4.（1）如图，粒子离开a后先在筒内做直线运动，再由点再次进入圆筒，沿直线ca运动从a点出筒。因为ac、ab为轨迹圆的切线，所以轨迹圆的半径由几何关系不难得出/oac=Zoab=30o因此/aoc=Zaob=60o（3分）轨迹圆半径oa、ob的长度-3r=丁be=R（2分）粒子在磁场中做圆周运动，由洛仑兹力提供向心2力Bqv=mr可得初速度大小BqrBqR八v=（2分）mm'丿因为粒子将一直进行b出、c进、a出、b进、出