第22题-浙江学考物理选考复习备考分题汇编：(真题+全真模拟)-含解析.doc

Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date第22题-2018年浙江学考物理选考复习备考分题汇编：(真题+全真模拟)-含解析第22题-2018年浙江学考物理选考复习备考分题汇编：(真题+全真模拟)-含解析2018浙江学考选考复习备考分题汇编“4+6”（真题+全真模拟）第22题 1、【2017年11月浙江省普通高校招生选考科目考试物理试题】所图所示，匝数N=100、截面积s=1.0×10-2m2、电阻r=0.15的线圈内有方向垂直于线圈平面向上的随时间均匀增加的匀强磁场B1，其变化率k=0.80T/s。线圈通过开关S连接两根相互平行、间距d=0.20m的竖直导轨，下端连接阻值R=0.50的电阻。一根阻值也为0.50、质量m=1.0×10-2kg的导体棒ab搁置在等高的挡条上。在竖直导轨间的区域仅有垂直纸面的不随时间变化的匀强磁场B2。接通开关S后，棒对挡条的压力恰好为零。假设棒始终与导轨垂直，且与导轨接触良好，不计摩擦阻力和导轨电阻。 （1）求磁感应强度B2的大小，并指出磁场方向；（2）断开开关S后撤去挡条，棒开始下滑，经t=0.25s后下降了h=0.29m，求此过程棒上产生的热量。【答案】（1）0.50T，垂直纸面向外（2） （2）根据动量定律，解得ab棒产生的热量，解得2、【2017年4月浙江省普通高校招生选考科目考试物理试题】间距为的两平行金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成，如图所示,倾角为的导轨处于大小为，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间中，水平导轨上的无磁场区间静止放置一质量为3的“联动双杆”（由两根长为的金属杆，和，用长度为L的刚性绝缘杆连接而成），在“联动双杆”右侧存在大小为，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间，其长度大于L，质量为，长为的金属杆，从倾斜导轨上端释放，达到匀速后进入水平导轨（无能量损失），杆与“联动双杆”发生碰撞后杆和合在一起形成“联动三杆”，“联动三杆”继续沿水平导轨进入磁场区间并从中滑出，运动过程中，杆、和与导轨始终接触良好，且保持与导轨垂直。已知杆、和电阻均为。不计摩擦阻力和导轨电阻，忽略磁场边界效应。求： （1）杆在倾斜导轨上匀速运动时的速度大小；（2）联动三杆进入磁场区间II前的速度大小；（3）联动三杆滑过磁场区间II产生的焦耳热【答案】(1)=6m/s (2) v=1.5m/s (3)0.25J【考点】本题主要考察知识点：电磁感应与动量守恒定律综合应用 （2）由定量守恒定律 （3）进入B2磁场区域，设速度变化Dv,动量定理有 出B2磁场后“联动三杆”的速度为 3、【2016年10月浙江省普通高校招生选考科目考试物理试题】【加试题】为了探究电动机转速与弹簧伸长量之间的关系，小明设计了如图所示的装置，半径为l的圆形金属导轨固定在水平面上，一根长也为l，电阻为R的金属棒ab一端与导轨接触良好，另一端固定在圆心处的导电转轴上，由电动机A带动旋转。在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面，大小为、方向竖直向下的匀强磁场。另有一质量为m，电阻为R的金属棒cd用轻质弹簧悬挂在竖直平面内，并与固定在竖直平面内的“U”型导轨保持良好接触，导轨间距为l，底部接阻值也为R的电阻，处于大小为、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场中，从圆形金属导轨引出导线和通电电刷从转轴引出导线经开关S与“U”型导轨连接，当开关S断开，棒cd静止时，弹簧伸长量为；当开关S闭合，电动机以某一转速匀速转动，棒cd再次静止时，弹簧伸长量为x（不超过弹性限度）。不计其余电阻和摩擦等阻力，求此时： （1）通过棒cd的电流；（2）电动机对该装置的输出功率P；（3）电动机转动角速度与弹簧伸长量x之间的函数关系。【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）S断开，cd棒静止有S闭合，cd棒静止时受到的安培力Cd棒静止有得： （3）由法拉第电磁感应定律回路总电流解得考点：考查了导体切割磁感线运动【名师点睛】对电磁感应电源的理解（1）电源的正负极可用右手定则或楞次定律判定，要特别注意在内电路中电流由负极到正极。（2）电磁感应电路中的电源与恒定电流的电路中的电源不同，前者是由于导体切割磁感线产生的，公式为，其大小可能变化，变化情况可根据其运动情况判断；而后者的电源电动势在电路分析中认为是不变的。（3）在电磁感应电路中，相当于电源的导体（或线圈）两端的电压与恒定电流的电路中电源两端的电压一样，等于路端电压，而不等于电动势。（除非切割磁感线的导体或线圈电阻为零）4、【2016年4月浙江省普通高校招生选考科目考试物理试题】如图为离子探测装置示意图区域I、区域长均为L=0.10m，高均为H=0.06m区域I可加方向竖直向下、电场强度为E的匀强电场；区域可加方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，区域的右端紧贴着可探测带电粒子位置的竖直屏质子束沿两板正中间以速度v=1.0×l05m/s水平射入，质子荷质比近似为=1.0×l08C/kg（忽略边界效应，不计重力）（1）当区域加电场、区域不加磁场时，求能在屏上探测到质子束的外加电场的最大值Emax；（2）当区域I不加电场、区域加磁场时，求能在屏上探测到质子束的外加磁场的最大值Bmax；（3）当区域I加电场E小于（1）中的Emax，质子束进入区域和离开区域的位置等高，求区域中的磁场B与区域I中的电场E之间的关系式 【答案】（1）333.3N/C；（2）8×103T；（3）B=【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动【分析】（1）粒子在电场区做类似平抛运动，在区域做匀速直线运动，类平抛运动的末速度的反向延长线通过水平分位移的中点，结合类平抛运动的分运动公式列式求解；（2）粒子射入磁场后做匀速圆周运动，画出临界轨迹，得到临界轨道半径，然后根据牛顿第二定律列式分析；（3）画出轨迹，结合几何关系、类平抛运动的分运动公式、牛顿第二定律列式后联立求解【解答】解：（1）画出轨迹，如图所示： （2）画出轨迹，如图所示： 轨迹圆半径满足：，解得：R=；圆周运动满足：qvBmax=m，解得：Bmax=；（3）画出轨迹，如图所示： 答：（1）当区域加电场、区域不加磁场时，能在屏上探测到质子束的外加电场的最大值Emax约为333.3N/C（2）当区域I不加电场、区域加磁场时，能在屏上探测到质子束的外加磁场的最大值Bmax约为8×103T；（3）当区域I加电场E小于（1）中的Emax，质子束进入区域和离开区域的位置等高，区域中的磁场B与区域I中的电场E之间的关系式为B= 1、如图所示，一足够长阻值不计的光滑平行金属导轨MN、PQ之间的距离L10m，NQ两端连接阻值R10的电阻，磁感应强度为B=2T的匀强磁场垂直于导轨所在平面向上,导轨平面与水平面间的夹角30°。一质量m2.0kg，阻值r050的金属棒垂直于导轨放置并用绝缘细线通过光滑的定滑轮与质量M060kg的重物P相连。已知金属棒从静止开始释放，第1s末到达速度最大；金属棒在第1s内通过的电量q=4C，g10ms2， （1）金属棒最大速度（2）金属棒在第1s内产生的热量。【答案】1.5m/s 6.05J （2）金属棒在第1s内通过的电量解得根据能量守恒定律 代入解得 Q=9.075J由于金属棒与电阻R串联，电流相等，根据焦耳定律Q=I2Rt，得到它们产生的热量与电阻成正比，所以金属棒在第1s内产生的热量量2、为研究某种材料的荧光特性，兴趣小组的同学设计了图示装置；让质子经过MN两金属板之间的电场加速后，进入有界匀强磁场磁场的宽度L=0.25m磁感应强度大小B=0.01T以出射小孔O为原点，水平向右建立x轴，在0.4x0.6区域的荧光屏上涂有荧光材枓，（已知质子的质量m=1.6×1027 kg，电量q=1.6×1019 C，进入电场时的初速度可略）（1）要使质子能打在荧光屏上，加速电压的最小值是多少？（2）当使质子打中荧光屏时的动能超过288eV可使荧光材料发光，对于不同的加速电压，荧光屏上能够发光的区域长度是多少？ 【答案】（1）要使质子能打在荧光屏上，加速电压的最小值是200V；（2）当使质子打中荧光屏时的动能超过288eV可使荧光材料发光，对于不同的加速电压，荧光屏上能够发光的区域长度是0.02m【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动【分析】（1）由动能定理求出粒子经电场加速后的速度，进入磁场后做匀速圆周运动运动，根据几何关系求出半径，联立方程即可求解出电压；（2）根据最小动能求出电压的最小值，由（1）得出的电压表达式求出最小半径，考虑到粒子要打到荧光屏上，再根据几何关系求出最大半径，进而得出发光区域长度 （2）由题意，当时对应电场力做功最小值，则根据得对应，经检验：此时质子已经穿出磁场边界线，不能打到荧光屏上了，以磁场边界计算，有，即能够发光的区域长度答：（1）要使质子能打在荧光屏上，加速电压的最小值是200V（2）当使质子打中荧光屏时的动能超过288eV可使荧光材料发光，对于不同的加速电压，荧光屏上能够发光的区域长度是0.02m【名师点睛】本题是带电粒子在组合场中运动的问题，关键是分析粒子的受力情况和运动情况，用力学的方法处理。3、如图所示，等腰直角三角形abc区域中有垂直纸面向里的匀强磁场，速度为的带电粒子，从a点沿ab方向射入磁场后恰能从c点射出，现将匀强磁场换成垂直ab边的匀强电场，其它条件不变，结果粒子仍能从c点射出。粒子的重力不计。（1）磁感应强度B与电场强度E之比？（2）单独磁场时粒子的运动时间t1与单独电场时粒子的运动时间t2之比？ 【答案】（1）；（2）【解析】粒子在磁场中做的是匀速圆周运动，轨迹如图所示： 设ab=L，则轨道半径r=L，根据牛顿第二定律，有： 所以，磁感应强度B与电场强度E之比 ；单独磁场时粒子的运动时间t1与单独电场时粒子的运动时间t2之比 4、如图甲所示，两平行金属板间接有如图乙所示的随时间t变化的交流电压u，金属板间电场可看做均匀、且两板外无电场，板长L=0.2m，板间距离d=0.1m，在金属板右侧有一边界为MN的匀强磁场，MN与两板中线OO 垂直，磁感应强度 B=5×103T，方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子流沿两板中线OO连续射入电场中，已知每个粒子的比荷=108C/kg，重力忽略不计，在0-0.8×105s时间内两板间加上如图乙所示的电压（不考虑极板边缘的影响）。已知t = 0时刻进入两板间的带电粒子恰好在0.2×105s时刻经极板边缘射入磁场。（不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况）。（1）求两板间的电压U0（2）0-0.2×105s时间内射入两板间的带电粒子都能够从磁场右边界射出，求磁场的最大宽度（3）若以MN与两板中线OO 垂直的交点为坐标原点，水平向右为x轴，竖直向上为y轴建立二维坐标系，请写出在0.3×105s时刻射入两板间的带电粒子进入磁场和离开磁场（此时，磁场只有左边界，没有右边界）时的位置坐标。（4）两板间电压为0，请设计一种方案：让向右连续发射的粒子流沿两板中线OO射入，经过右边的待设计的磁场区域后，带电粒子又返回粒子源。 【答案】（1）25 (V)（2）0.2 (m)（3）( 0 ; 0.3875) (m) （4）如图；【解析】他粒子也都能从磁场的右边界射出。粒子进入磁场作匀速圆周运动，则：Bqv=mv2/R1 R1=mv0/Bq由第一问可知：v0=L/t=0.2/0.2×10-5 =105 (m/s)R1=105/5×10-3×108=0.2 (m) y2=0.0125+2×105/5×10-3×108=0.4125 (m)离开磁场左边界坐标为 ( 0 ; 0.4125 ) (m)若向下偏转,根据平抛运动公式得: y1=at2=2.5×1010×(0.1×10-5)2/2=0.0125 (m)进入坐标为 ( 0 ; - 0.0125 ) (m)进入磁场作匀速圆周运动, R2=mv/Bq离开磁场时的坐标 y2= 2R2cos- y1= 2 mv0/Bq- y1y2=2×105/5×10-3×108-0.0125=0.3875(m) 离开磁场左边界坐标为 ( 0 ; 0.3875) (m)(4) (只要合理均给分) 考点：带电粒子在电场及磁场中的运动【名师点睛】本题考查带电粒子在匀强电场和磁场中的运动，关键要掌握类平抛运动的处理方法：运动的分解法，掌握粒子在磁场中圆周运动的半径公式，画出粒子的运动轨迹，运用几何关系解答。5、两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，顶端接电容为C的电容器，右导轨上部接一个阻值为R的电阻。质量为m、电阻为r的金属棒ab某处由静止释放，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示，不计导轨的电阻，重力加速度为g，求：（1）最后金属棒上的加速度；（2）电阻R产生的电功率 【答案】（1）；（2） 设金属棒下滑的速度大小为v时，经历的时间为t，通过金属棒的电流为I，金属棒受到磁场的安培力为F，方向沿导轨向上，大小为F=BLI 设在tt+时间间隔内流经金属棒的电荷量为，按定义有 也是平行板电容器两极板在tt+时间间隔内增加的电荷量 按加速度的定义有 分析导体棒的受力：受重力mg，沿斜面向上的安培力F。 联立解得金属棒的加速度通过电阻的电流电阻R产生的电功率6、如图所示，水平地面上方高为h=7.25m的区域内存在匀强磁场，ef为磁场的上水平边界。边长L=l.0m，质量m=0.5kg，电阻R=2.0的正方形线框abcd从磁场上方某处自由释放，线框穿过磁场掉在地面上。线框在整个运动过程中始终处于竖直平面内，且ab边保持水平。以线框释放的时刻为计时起点，磁感应强度B随时间t的变化情况如B-t图象，已知线框ab边进入磁场刚好能匀速运动，g取10m/s2。求： （1）线框进入磁场时匀速运动的速度v；（2）线框从释放到落地的时间t；（3）线框从释放到落地的整个过程中产生的焦耳热。【答案】（1）10m/s（2）0.6s（3）5.2J 代入数据解得v=10m/s (1分)（2）线框abcd进入磁场前时，做匀加速直线运动；进磁场的过程中，做匀速直线运动；进入磁场后到落地，仍做匀加速直线运动。进磁场前线框的运动时间为(1分)进磁场过程中匀速运动时间(1分)线框完全进入磁场后线框受力情况同进入磁场前，所以该阶段的加速度仍为g=10m/s2 解得：t3=0.5s (2分)因此ab边由静止开始运动到落地用的时间为t=t1+t2+t3=1.6s (2分) 本题考查的是电磁感应定律和和力学综合的应用问题，根据安培定律和电磁感应定律，利用受力平衡条件即可计算出匀速运动的速度；综合匀速和匀变速运动规律计算出落地时间；根据功能关系可以计算出产生的焦耳热； -