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1、1浙江省 2018 年高中物理 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=1.010-2m2、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=1.010-2kg 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
2、 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2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、 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 ；
4、（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v, 动量定理有3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
5、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
6、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）4【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
7、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5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=1.0l05m/s水平射入，质子荷质比近似为 =1.0l08C/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
8、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）810 3 T；（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
9、，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：6（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：qvB max=m ，解得：B max= ；（3）画出轨迹，如图所示：7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 8103 T；（3）当区域 I 加电场 E 小于（1）中的 Ema
10、x，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，g10ms 2，（1）金属棒最大速度（2）金属棒在第 1s 内产
11、生的热量。【答案】1.5m/s 6.05J8（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=1.61027 kg，电量 q=1.61019
12、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 0.02m9【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
13、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
14、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？10【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
15、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=510 3 T，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11=108C/kg，重力忽略不计，在 0-0.8105 s 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 0.2105 s 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
16、的情况）。（1）求两板间的电压 U0（2）0-0.210 5 s 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 0.3105 s 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
