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河南省三门峡市陕州中学2016届高三下学期尖子生专题训练(四)物理试题 Word版无答案


2015—2016 学年下期高三尖子生专题训练(四) 物理试卷
1、(多选)如图所示,MN、PQ 是圆 O 的两条相互垂直的直径,圆内有垂直纸面向里的 匀强磁场,荷质比相等的正、负离子分别从 M、N 以等大速率射向 O.若正离子从 P 出 射,则( ) A.负离子会从 Q 出射 B.负离子也从 P 出射 C.两离子在磁场中运动时间相等 D.两离子在磁场中运动路程不相等

2、(多选)如图所示,在 xOy 平面的第Ⅰ象限内存在垂直 xOy 平面向里、磁感应强 度大小为 B 的匀强磁场,两个相同的带电粒子以相同的速度 v0 先后从 y 轴上坐标 (0,3L)的 A 点和 B 点(坐标未知)垂直于 y 轴射入磁场,在 x 轴上坐标( 3L,0)的 C 点相遇,不计粒子重力及其相互作用.根据题设条件可以确定( ) A.带电粒子在磁场中运动的半径 B.带电粒子的电荷量 C.带电粒子在磁场中运动的时间 D.带电粒子的质量 3、(多选)如图所示,在 xOy 平面内的 y 轴和虚线之间除了圆形区域外的空间存在 匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为 B.虚线经过 Q 点(3L,0)且 与 y 轴平行.圆形区域的圆心 P 的坐标为(2L,0),半径为 L.一个质量为 m,电荷量为 q 的带 正电的粒子从 y 轴上某点垂直 y 轴进入磁场,不计粒子的重力,则( ) 3qBL A.如果粒子没有经过圆形区域到达了 Q 点,则粒子的入射速度为 v= m 3qBL B.如果粒子没有经过圆形区域到达了 Q 点,则粒子的入射速度为 v= 2m C.粒子第一次从 P 点经过了 x 轴,则粒子的最小入射速度为 vmin= D.粒子第一次从 P 点经过了 x 轴,则粒子的最小入射速度为 vmin= 3qBL m 2qBL m

4、 (多选)如图所示, 半径为 R 的一圆柱形匀强磁场区域的横截面, 磁感应强度大小为 B, 方向垂直于纸面向外, 磁场外有一粒子源, 能沿一直线发射速度大小不等的在一范围内 的同种带电粒子,带电粒子的质量为 m,电荷量为 q(q>0),不计重力.现粒子以沿正对 cO 中点且垂直于 cO 方向射入磁场区域,发现带电粒子恰能从 bd 之间飞出磁场.则 ( ) A.从 b 点飞出的带电粒子的速度最大 B.从 d 点飞出的带电粒子的速度最小 C.从 d 点飞出的带电粒子的运动时间最长 D.从 b 点飞出的带电粒子的运动时间最短 5、(多选)如图所示,在 x 轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为 B 的匀强 B 磁场,x 轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度为 的匀强磁场.一带负电的 2 粒子从原点 O 沿与 x 轴成 30° 角斜向上方射入磁场, 且在上方磁场中的运动半

径为 R.则( ) A.粒子在运动过程中的动能保持不变 B.粒子在 x 轴上方和下方运动的半径之比为 2∶1 πm C.粒子完成一次周期性运动的时间为 qB D.粒子第二次射入 x 轴上方的磁场时,沿 x 轴前进 3R 6、(多选)如图所示,在半径为 R 的圆心区域内(圆心为 O)有匀强磁场,磁感 应强度为 B,方向垂直于圆平面(未画出).一群具有相同比荷的负离子以相 同的速率由 P 点在纸平面内向不同方向射入磁场中,发生偏转后又飞出磁 场,若离子在磁场中运动的轨道半径大于 R,则下列说法中正确的是(不计 离子的重力)( ) A.从 Q 点飞出的离子在磁场中运动的时间最长 B.沿 PQ 方向射入的离子飞出时偏转角最大 C.所有离子飞出磁场时的动能一定相等 D.在磁场中运动时间最长的离子不可能经过圆心 O 点 7、(多选)如图所示,在一半径为 r 的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度 为 B,ab 为一直径,在磁场的边界上 b 点处放置一个粒子源,可以向磁场内的各个方向发 射质量均为 m 和电荷量均为 q(q>0)的粒子,粒子进入磁场的速度大小均相同,发 现圆形磁场边界上有六分之一的区域有粒子射出.则下列说法正确的是( ) qBr A.进入到磁场中的粒子的速度大小为 m qBr B.进入到磁场中的粒子的速度大小为 2m C.若将粒子源发射的粒子速度变为原来的二倍,则磁场边界上有一半区域有粒 子射出 D.若将粒子源发射的粒子速度变为原来的二倍,则磁场边界上所有区域均有粒 子射出 8、如图所示,空间存在垂直纸面向里的匀强磁场,从 P 点平行直线 MN 射出的 a、b 两个 带电粒子,它们从 P 点射出开始计时到第一次到达直线 MN 所用的时间相同,到达 MN 时 速度方向与 MN 的夹角分别为 60° 和 90° ,不计粒子重力以及粒子间的相互作用力,则两粒 子速度大小之比 va∶vb 为( ) A.2∶1 C.4∶3 B.3∶2 D. 2∶ 3

9、(多选)如图所示,等腰直角三角形 ABC 中存在匀强磁场,比荷相同的两 个粒子沿 AB 方向射入磁场, 分别从 AC 边上的 D(AC 的中点)、 C 两孔射出, 则( ) A.从 C、D 两孔射出的粒子的运动半径大小之比为 RC∶RD=2∶1 B.从 C、D 两孔射出的粒子的出射速度大小之比为 vC∶vD=1∶1 C.从 C、D 两孔射出的粒子在磁场中的运动周期之比为 TC∶TD=2∶1 D.从 C、D 两孔射出的粒子在磁场中的运动时间之比为 tC∶tD=1∶1 10、(多选)如图所示,正方形 abcd 区域内分布着垂直纸面向里的匀强磁场,O

点是 cd 边的中点.一个带正电的粒子仅在磁场力的作用下,从 O 点沿纸面以垂直于 cd 边 的速度射入磁场,经过时间 t0 刚好从 c 点射出磁场.现让该粒子从 O 点沿纸面以与 Od 成 30° 角的方向,分别以大小不同的速率射入磁场,则关于该粒子在磁场中运动的时间 t 和离 开正方形区域位置,分析正确的是( ) 5 A.若 t= t0,则它一定从 dc 边射出磁场 3 5 B.若 t= t0,则它一定从 cb 边射出磁场 4 C.若 t=t0,则它一定从 ba 边射出磁场 2 D.若 t= t0,则它一定从 da 边射出磁场 3 11、如图所示,边长为 L 的菱形由两个等边三角形 abd 和 bcd 构成,在三角形 abd 内存在垂 直纸面向外的磁感应强度为 B 的匀强磁场,在三角形 bcd 内存在垂直纸面向里的磁感应强 度也为 B 的匀强磁场.一个边长为 L 的等边三角形导线框 efg 在纸面内向右匀速穿过磁场, 顶点 e 始终在直线 ab 上,底边 gf 始终与直线 dc 重合.规定逆时针方向为电流的正方向, 在导线框通过磁场的过程中,感应电流随位移变化的图象是( )

12 、 如图甲所示,光滑平行金属导轨 MN、 PQ 所在平面与水平面成 θ 角,M、P 两端接一电阻 R,整个装置处于方向垂直导轨平面向 上的匀强磁场中.t=0 时对金属棒施加一平行于导轨的外力 F,使金属棒 ab 由静止开始沿 导轨向上运动,导轨电阻忽略不计.已知通过电阻 R 的感应电流 I 随时间 t 变化的关系如图 乙所示.下列关于棒的运动速度 v,外力 F、流过 R 的电荷量 q 以及闭合回路中磁通量的变 ΔΦ 化率 随时间变化的图象正确的是( Δt )

13、(多选)如图甲所示,将长方形导线框 abcd 垂直磁场方向放入匀强磁场 B 中,规定垂直 ab 边向右为 ab 边所受安培力 F 的正方向,F 随时间的变化关系如图乙所示.选取垂直纸面 向里为磁感应强度 B 的正方向,不考虑线圈的形变,则 B 随时间 t 的变化

关系可能是下列选项中的(

)

14、(多选)如图所示,xOy 平面为光滑水平面,现有一长为 d,宽为 L 的线框 MNPQ 在外力 F 作用下,沿正 x 轴方向以速度 v 做匀速直线运动,空间存在竖直方向的磁场,磁感应强度 π B=B0cos x(式中 B0 为已知量),规定竖直向下方向为磁感应强度正方向,线框电阻为 R,t d =0 时刻 MN 边恰好在 y 轴处,则下列说法正确的是( A.外力 F 为恒力
2 4B2 0L v B.t=0 时,外力大小 F= R

)

2B0Lvcos C.通过线框的瞬时电流 I= R

πvt d

2 2 2B0 L vd d D.经过 t=v,线框中产生的电热 Q= R

15、(多选)如图所示,电阻不计、相距 L 的两条足够长的平行金属导轨倾斜放置,与水平面 的夹角为 θ,整个空间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度为 B,导轨上固定 有质量为 m,电阻为 R 的两根相同的导体棒,导体棒 MN 上方轨道粗糙下方光滑,将两根 导体棒同时释放后, 观察到导体棒 MN 下滑而 EF 始终保持静止, 当 MN 下滑的距离为 x 时, 速度恰好达到最大值 vm,则下列叙述正确的是( ) 2mgRsin θ B2L2

A.导体棒 MN 的最大速度 vm=

B.此时导体棒 EF 与轨道之间的静摩擦力为 mgsin θ BLx C.当导体棒 MN 从静止开始下滑 x 的过程中,通过其横截面的电荷量为 2R 1 D.当导体棒 MN 从静止开始下滑 s 的过程中,导体棒 MN 中产生的热量为 mgxsin θ- mv2 2 m 16、如图所示,Ⅰ、Ⅱ区域是宽度 L 均为 0.5 m 的匀强磁场,磁感应强度大小均为 B=1 T, 方向相反,一边长 L=0.5 m、质量 m=0.1 kg、电阻 R=0.5 Ω 的正方形金属线框 abcd 的 ab 边紧靠磁场边缘,在外力 F 的作用下向右匀速运动穿过磁场区域,速度 v0=10 m/s.在线框 穿过磁场区域的过程中,外力 F 所做的功为( ) A.5 J B.7.5 J C.10 J D.15 J

图 23 17、如图所示,“凸”字形硬质金属线框质量为 m,相邻各边互相垂直,且处于同一 竖直平面内,ab 边长为 l,cd 边长为 2l,ab 与 cd 平行,间距为 2l.匀强磁场区域的上 下边界均水平,磁场方向垂直于线框所在平面.开始时,cd 边到磁场上边界的距离为 2l,线框由静止释放,从 cd 边进入磁场直到 ef、pq 边进入磁场前,线框做匀速运动, 在 ef、pq 边离开磁场后,ab 边离开磁场之前,线框又做匀速运动.线框完全穿过磁 场过程中产生的热量为 Q.线框在下落过程中始终处于原竖直平面内,且 ab、cd 边保 持水平,重力加速度为 g.求: (1)线框 ab 边将要离开磁场时做匀速运动的速度大小是 cd 边刚进入磁场时的几倍; (2)磁场上、下边界间的距离 H.

18、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, 三个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,带电荷量为 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,粒子的初速度大小和方向有何要

求?

19、如图所示,空间存在一范围足够大、方向垂直于竖直 xOy 平面向里的匀强磁场,磁感 应强度大小为 B.让质量为 m,电荷量为 q(q>0)的粒子从坐标原点 O 沿 xOy 平面入射.不计 粒子重力,重力加速度为 g. (1)若该粒子沿 y 轴负方向入射后,恰好能经过 x 轴上的 A(a,0)点,求粒子速度的大小. (2)若该粒子以速度 v 沿 y 轴负方向入射的同时, 一不带电的小球从 x 轴上方某一点平行于 x 5πm 轴向右抛出,二者经过时间 t= 恰好相遇,求小球抛出点的纵坐标. 6qB


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