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1、新课标2013年高考物理考前考点预测八1.在磁场中某区域的磁感线，如图所示，则( )A.a、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBbB.a、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBbC.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大D.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小2.(2012蚌埠二模)电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备。电子感应加速器的基本原理如图所示，上下为电磁铁的两个磁极，磁极间有一个环形真空室，磁铁线圈的电流方向如图所示，当线圈中的电流增强时，电子加速运动，则从上往下看( )A.感生电场为顺时针方向，电子做顺时针方向运动B.感生电场为顺时针方向，电子做逆时针方向运动C
2、.感生电场为逆时针方向，电子做逆时针方向运动D.感生电场为逆时针方向，电子做顺时针方向运动3如图所示，长为3L的直导线折成三段做成正三角形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该通电导线受到的安培力大小为( )A2BILB3BILC BILD04.(2012启东二模)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1/3。将磁感应强度的大小从原来的B1变为B2，
3、结果相应的弧长变为原来的一半，则B2/B1等于( )A.B.C.2D.35.(2012泸州一模) 如图所示，长方形abcd的长ad=0.6 m，宽ab=0.3 m，O、e分别是ad、bc的中点，以e为圆心、eb为半径的圆弧和以O为圆心、Od为半径的圆弧组成的区域内有垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场)，磁感应强度B=0.25 T。一群不计重力、质量m=310-7 kg、电荷量q=+210-3 C的带正电粒子以速度v=5102 m/s沿垂直ad方向且垂直于磁场射入磁场区域，则下列判断正确的是( )A. 从Od边射入的粒子，出射点全部分布在Oa边B. 从aO边射入的粒子，出射点全部分布在ab边C
4、. 从Od边射入的粒子，出射点分布在ab边D. 从ad边射入的粒子，出射点全部通过b点二、多项选择题(本题共4小题，每小题8分，共计32分。每小题有多个选项符合题意)6.极光是来自太阳的高能带电粒子流高速冲进高空稀薄大气层时，被地球磁场俘获，从而改变原有运动方向，向两极做螺旋运动形成的，如图所示。这些高能粒子在运动过程中与大气分子或原子剧烈碰撞或摩擦从而激发大气分子或原子，使其发出有一定特征各种颜色的光。地磁场的存在，使多数宇宙粒子不能到达地面而向人烟稀少的两极地区偏移，为地球生命的诞生和维持提供了天然的屏障。科学家发现并证实，向两极做螺旋运动的这些高能粒子的旋转半径是不断减小的，这主要与下列
5、哪些因素有关( )A.洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小B.空气阻力对粒子做负功，使其动能减小C.南北两极的磁感应强度增强D.太阳对粒子的引力做负功7.(2012山西四校联考)如图所示，两个横截面分别为圆形和正方形的区域内有磁感应强度相同的匀强磁场，圆的直径和正方形的边长相等，两个电子以相同的速度分别飞入两个磁场区域，速度方向均与磁场方向垂直，进入圆形磁场的电子初速度方向对准圆心；进入正方形磁场的电子初速度方向垂直于边界，从中点进入。则下面判断正确的是( )A.两电子在两磁场中运动时，其半径一定相同B.两电子在磁场中运动的时间一定不相同C.进入圆形磁场区域的电子一定先飞离磁场D.进入圆形磁场区
6、域的电子一定不会后飞离磁场8.(2012山东高考)如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为，上端接有定值电阻R，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B。将质量为m的导体棒由静止释放，当速度达到v时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为P，导体棒最终以2v的速度匀速运动。导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为g。下列选项正确的是( )A.P=2mgvsinB.P=3mgvsinC.当导体棒速度达到时加速度大小为sinD.在速度达到2v以后匀速运动的过程中，R上产生的焦耳热等于拉力所做的功9.(2012江苏高
7、考)如图所示，MN是磁感应强度为B的匀强磁场的边界。一质量为m、电荷量为q的粒子在纸面内从O点射入磁场。若粒子速度为v0，最远能落在边界上的A点。下列说法正确的有( )A.若粒子落在A点的左侧，其速度一定小于v0B.若粒子落在A点的右侧，其速度一定大于v0C.若粒子落在A点左右两侧d的范围内，其速度不可能小于v0D.若粒子落在A点左右两侧d的范围内，其速度不可能大于v0+三、计算题(本题共3小题，共38分，需写出规范的解题步骤)10.(10分)在电视机的设计制造过程中，要考虑到地磁场对电子束偏转的影响，可采用某种技术进行消除。为确定地磁场的影响程度，需先测定地磁场的磁感应强度的大小，在地球的北
8、半球可将地磁场的磁感应强度分解为水平分量B1和竖直向下的分量B2,其中B1沿水平方向，对电子束影响较小可忽略，B2可通过以下装置进行测量。如图所示，水平放置的显像管中电子(质量为m，电荷量为e)从电子枪的炽热灯丝上发出后(初速度可视为0)，先经电压为U的电场加速，然后沿水平方向自南向北运动，最后打在距加速电场出口水平距离为L的屏上，电子束在屏上的偏移距离为d。(1)试判断电子束偏向什么方向；(2)试求地磁场的磁感应强度的竖直分量B2。11.(14分)如图，虚线的左下方存在匀强磁场B。A、B是完全相同的两个质量均为m的小金属球(可看做质点)。A带正电q,B不带电且用长为L的细绳竖直悬挂在O点。整
9、个空间存在竖直向上的匀强电场，场强大小为E= A球在M点沿竖直向下射入磁场B，到达N点时速度水平，在N点与B球碰后交换速度，碰后B球刚好能以L为半径，在竖直平面内运动到圆周最高点，A球则水平匀速从Q点射出。(重力加速度为g)不计一切摩擦。求：(1)B球被碰后的速度大小。(2)A球射入点M到N的距离。(3)A球从Q点水平射出时距N点的距离。12.(14分)如图甲所示，在直角坐标系中有一个以点(3L，0)为圆心，半径为L的圆形区域，圆形区域与x轴的交点分别为M、N。现有一质量为m，带电量为e的电子，恰能从M点进入圆形区域，速度方向与x轴夹角为30，速度大小为v0，此时圆形区域加如图乙所示周期性变化
10、的磁场(磁场从t=0时刻开始变化，且以垂直于纸面向外为正方向)，最后电子运动一段时间后从N点飞出，速度方向与x轴夹角也为30。求：圆形区域磁场的变化周期T、磁感应强度B0的大小各应满足的表达式。答案解析1.【解析】选B。磁感线的疏密程度表示B的大小，但安培力的大小除跟该处的B的大小和I、L有关外，还跟导线放置的方向与B的方向的夹角有关，故C、D项错误；由a、b两处磁感线的疏密程度可判断出BbBa，所以A项错误、B项正确。2.【解析】选B。当线圈中的电流增强时，从上往下看，由下向上穿过环形真空室的磁通量增加，根据楞次定律可知，感应电流的方向为顺时针方向，也就是感生电场的方向为顺时针方向，电子在感
11、生电场的作用下逆时针加速运动，加速后的电子在洛伦兹力作用下做高速圆周运动，选项B正确，其他选项均错。3【解析】选A。正三角形的三条边所受到的安培力大小相等，方向与各自的直导线垂直，受力如图所示，三个力的合力大小为F合=BIL+2BILcos60=2BIL，选项A正确，其他选项均错。4.【解析】选B。设圆形区域磁场的半径为R，根据题述，当粒子射出边界的位置的圆弧弧长是圆周长的1/3时，轨迹半径r1=Rsin60,由洛伦兹力等于向心力，得到r1=mv/qB1;当粒子射出边界的位置的圆弧弧长是圆周长的1/6时，轨迹半径r2=Rsin30，由洛伦兹力等于向心力，得到r2=mv/qB2;联立解得B2/B
12、1=选项B正确。5.【解析】选D。粒子在有界匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为r= =0.3 m，根据几何知识可以得到从ad边不同位置水平射入的粒子在磁场中的运动轨迹，如图所示，从Od范围射入的粒子在磁场中运动的轨迹都是圆弧，偏出磁场后沿eb方向经过b点，从aO范围射入的粒子在磁场中运动的轨迹的圆心在以b为圆心，以r=0.3 m 为半径的圆弧上。因此，所有粒子都从b点偏出。选项D正确，其他选项均错。6.【解析】选B、C。洛伦兹力对粒子不做功，A项错误；高能粒子在运动过程中克服空气阻力做功，速度减小，由r=可知，半径会减小，B项正确；越靠近两极，磁感应强度越大，半径越小，C项正确；地球对粒子的引力
13、远大于太阳对粒子的引力，而实际上v还是减小的，D项错误。7.【解析】选A、D。两个电子以相同的速度分别飞入两个磁感应强度相同的磁场区域，两电子在两磁场中运动时，其半径一定相同，选项A正确；当运动的轨道半径等于圆形磁场区域的半径时，两电子在磁场中运动的时间都为T/4,时间相同，选项B错误；进入圆形磁场区域的电子不一定先飞离磁场，可能二者同时飞出磁场，进入圆形磁场区域的电子一定不会后飞离磁场，选项C错误，D正确。8.【解析】选A、C。当导体棒以速度v匀速运动时：mgsin=，当导体棒以速度2v匀速运动时：P+mgsin2v=2v，联立解得：P=2mgvsin，A对，B错；当导体棒速度达到时，由牛顿
14、第二定律得：mgsin- =ma ，联立解得：a=sin,C对；当速度达到2v以后匀速运动的过程中，R上产生的焦耳热等于拉力和重力所做的功之和，D错。9.【解析】选B、C。只有当带电粒子垂直边界入射，且出射点离入射点的距离为直径时才最远，设OA之间的距离为l,由qvB=m可得：当出射点离入射点的最近距离为l-d时，有R2=联立上式可知此时有最小速度v=v0-当出射点离入射点的最远距离为l+d时，有R2=联立上式可知此时有最大的垂直入射速度v=v0+考虑当入射速度不垂直边界入射时，要想达到最远距离l+d，其速度可以比这个临界速度大，所以选项D错误，C正确。同理可以判断出A错误，B正确。故选B、C
15、。10.【解析】(1)利用左手定则，可得电子束向东偏。 (3分)(2)由题意作出电子的运动轨迹如图所示。电子经电场加速，由动能定理得：eU= (2分)电子在磁场中做圆周运动，利用几何知识得：R2(R-d)2+L2洛伦兹力提供向心力evB2=m (2分)得：R= (1分)由以上各式得： (2分)答案：(1)向东偏 (2)11.【解析】(1)A球、B球两球碰后带电量各为B球从N点到圆周运动的最高点过程中，由动能定理有 (2分在圆周运动的最高点由牛顿第二定律有mg-E (2分)联立，解得vB= (1分)(2)A球从M到N做圆周运动，由牛顿第二定律有qvAB=m (1分)又vA=vB= (1分)又由几
16、何关系有sMN=r (1分)sMN= (1分)(3)A球水平匀速从Q点射出，故=mg (2分)A球从N到Q的过程中，由动能定理有 (2分)联立，解得h=sNQ=h= (1分)答案：(1) (2) (3)12.【解析】在磁场变化的半个周期内，粒子的偏转角为60(如图)。所以，在磁场变化的半个周期内，粒子在x轴方向上的位移等于R。粒子到达N点而且速度符合要求的空间条件是=nR=2L (3分)电子在磁场做圆周运动的轨道半径R= (3分)得B0=(n=1,2,3) (2分)若粒子在磁场变化的半个周期恰好转过圆周，同时电子在MN间运动的时间是磁场变化半周期的整数倍时，可使粒子到达N点并且速度满足题设要求。应满足的时间条件 (3分)代入B0的表达式得T=(n=1,2,3) (3分)答案：T=(n=1,2,3)B0=(n=1,2,3)【方法技巧】处理带电粒子的圆周运动问题常用的几何关系(1)四个点：分别是入射点出射点轨迹圆心和入射速度直线与出射速度直线的交点。(2)六条线：两条轨迹半径，入射速度直线和出射速度直线，入射点与出射点的连线，圆心与两条速度直线交点的连线。前面四条边构成一个四边形，后面两条为四边形的对角线。(3)三个角：速度偏转角圆心角弦切角，其中偏转角等于圆心角，也等于弦切角的两倍。 - 11 -