贵溪一中2013届高三物理复习周练3重点班.doC
2013届高三物理一轮复习专题第八章磁场专题8带电粒子在复合场中的运动
专题8带电粒子在复合场中的运动导学目标 1.能分析计算带电粒子在复合场中的运动.2.能够解决速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计等磁场在生活和科技方面的应用问题．一、复合场[基础导引]近两年各省市高考题中的复合场情形图．2011年新课标全国卷25题2011年山东卷25题2010年浙江卷24题[知识梳理]1．复合场(1)叠加场：电场、______、重力场共存，或其中某两场共存．(2)组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠或在同一区域，电场、磁场________出现．2图1图2图3图4思考：1.带电粒子在叠加场中什么时候静止或做直线运动？什么时候做匀速圆周运动？2．复合场中带电粒子在重力、电场力(为恒力时)、洛伦兹力三个力作用下能做匀变速直线运动吗？二、带电粒子在复合场中运动的应用实例[知识梳理]1．电视显像管电视显像管是应用电子束____________(填“电偏转”或“磁偏转”)的原理来工作的，使电子束偏转的________(填“电场”或“磁场”)是由两对偏转线圈产生的．显像管工作时，由________发射电子束，利用磁场来使电子束偏转，实现电视技术中的________，使整个荧光屏都在发光．2．速度选择器(如图1所示)(1)平行板中电场强度E 和磁感应强度B 互相________．这种装置能把具有一定________的粒子选择出来，所以叫做速度选择器．(2)带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是qE ＝q v B ，即v ＝________.3．磁流体发电机(1)磁流体发电是一项新兴技术，它可以把________直接转化为电能．(2)根据左手定则，如图2中的B 是发电机________．(3)磁流体发电机两极板间的距离为l ，等离子体速度为v ，磁场的磁感应强度为B ，则由qE ＝q U l＝q v B 得两极板间能达到的最大电势差U ＝________.4．电磁流量计工作原理：如图3所示，圆形导管直径为d ，用________________制成，导电液体在管中向左流动，导电液体中的自由电荷(正、负离子)，在洛伦兹力的作用下横向偏转，a 、b 间出 现电势差，形成电场，当自由电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡时，a 、b 间的电势差就保持稳定，即：q v B ＝________＝________，所以v ＝________，因此液体流量Q ＝S v ＝πd 24·U Bd ＝πdU 4B. 5．霍尔效应在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体，当____________与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现了__________，这种现象称为霍尔效应，所产生的电势差称为霍尔电势差，其原理如图4所示． 思考：带电粒子在电场与磁场的复合场中运动时，当达到稳定状态时，都存在怎样的图5力学关系？考点一 带电粒子在叠加场中的运动 考点解读1．带电粒子在叠加场中无约束情况下的运动情况分类(1)磁场力、重力并存①若重力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动．②若重力和洛伦兹力不平衡，则带电体将做复杂的曲线运动，因F洛不做功，故机械能守恒，由此可求解问题．(2)电场力、磁场力并存(不计重力的微观粒子)①若电场力和洛伦兹力平衡，则带电体做匀速直线运动．②若电场力和洛伦兹力不平衡，则带电体将做复杂的曲线运动，因F洛不做功，可用动能定理求解问题．(3)电场力、磁场力、重力并存①若三力平衡，一定做匀速直线运动．②若重力与电场力平衡，一定做匀速圆周运动．③若合力不为零且与速度方向不垂直，将做复杂的曲线运动，因F洛不做功，可用能量守恒或动能定理求解问题．2．带电粒子在复合场中有约束情况下的运动带电体在复合场中受轻杆、轻绳、圆环、轨道等约束的情况下，常见的运动形式有直线运动和圆周运动，此时解题要通过受力分析明确变力、恒力做功情况，并注意洛伦兹力不做功的特点，运用动能定理、能量守恒定律结合牛顿运动定律求出结果． 典例剖析例1 如图5所示，带正电的小物块静止在粗糙绝缘的水平面上，小物块的比荷为k ，与水平面的动摩擦因数为μ.在物块右侧距物块L 处有一范围足够大的磁场和电场叠加区，场区内存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，已知匀强电场的方向竖直向上，场强大小恰等于当地重力加速度的1/k ，匀强磁场方向 垂直纸面向里，磁感应强度为B .现给物块一水平向右的初速度，使其沿水平面向右运动进入右侧场区．当物块从场区飞出后恰好落到出发点．设运动过程中物块带电荷量保持不变，重力加速度为g .求：(1)物块刚进入场区时的速度和刚离开场区时距水平面的高度h ；(2)物块开始运动时的速度．思维突破1．带电粒子在复合场中运动的分析方法(1)弄清复合场的组成．图6图7(2)进行受力分析．(3)确定带电粒子的运动状态，注意运动情况和受力情况的结合．(4)对于粒子连续通过几个不同种类的场时，要分阶段进行处理．(5)画出粒子运动轨迹，灵活选择不同的运动规律．①当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时，根据受力平衡列方程求解．②当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，应用牛顿定律结合圆周运动规律求解． ③当带电粒子做复杂曲线运动时，一般用动能定理或能量守恒定律求解．④对于临界问题，注意挖掘隐含条件．2．带电粒子(体)在复合场中的运动问题求解要点(1)受力分析是基础．(2)运动过程分析是关键．(3)根据不同的运动过程及物理模型选择合适的物理规律列方程求解．跟踪训练1 如图6所示，在水平地面上方有一范围足够大的互相正交的匀强电场和匀强磁场区域，磁场的磁感应强度为B 、垂直纸面向里．一质量为m 、带电荷量为q 的带正电微粒在此区域内沿竖直平面(垂直于磁场方向的平面)做速度大小为v 的匀速圆周运动，重力加速度为g .(1)求此区域内电场强度的大小和方向； (2)若某时刻微粒在复合场中运动到P 点时，速度与水平方向的夹角为60°，且已知P 点与 水平地面间的距离等于其做圆周运动的半径，求该微粒运动到最高点时与水平地面间的距 离；(3)当带电微粒运动至最高点时，将电场强度的大小变为原来的1/2(方向不变，且不计电场变化对原磁场的影响)，且带电微粒能落至地面，求带电微粒落至地面时的速度大小． 考点二 带电粒子在组合场中的运动 考点解读1．近几年各省市的高考题在这里的命题情景大都是组合场模型，或是一个电场与一个磁场相邻，或是两个或多个磁场相邻．2．解题时要弄清楚场的性质、场的方向、强弱、范围等．3．要进行正确的受力分析，确定带电粒子的运动状态．4．分析带电粒子的运动过程，画出运动轨迹是解题的关键． 典例剖析例2 如图7所示，在直角坐标系的第Ⅰ象限和第Ⅲ象限存在着电场强度均为E 的匀强电场，其中第Ⅰ象限电场沿x 轴正方向，第Ⅲ象限电场沿y 轴负方向．在第Ⅱ象限和第Ⅳ象限存在着磁感应强度均为B 的匀强磁场，磁场方向均垂直纸面向里．有一个电子从y 轴的P 点以垂直于y 轴的初速度v 0进入第Ⅲ象限，第一次到达x 轴 上时速度方向与x 轴负方向夹角为45°，第一次进入第Ⅰ象限时，与y 轴负方向夹角也是45°，经过一段时间电子又回到了P 点，进行周期性运动．已知电子的电荷量为e ，质量图8图9 为m ，不考虑重力和空气阻力．求：(1)P 点距原点O 的距离；(2)粒子第一次到达x 轴上C 点与第一次进入第Ⅰ象限时的D 点之间的距离；(3)电子从P 点出发到第一次回到P 点所用的时间．思维突破解决带电粒子在组合场中运动问题的思路方法跟踪训练2 如图8所示，相距为d 、板间电压为U 的平行金属板M 、N 间有垂直纸面向里、磁感应强度为B 0的匀强磁场；在pOy 区域内有垂直纸面向外、磁感应强度为B 的匀强磁场；pOx 区域为无场区．一正离子沿平行于金属板、垂直磁场射入两板间并做匀速直线运动，从H (0，a )点垂直y 轴进入第Ⅰ象限，经Op 上某点离开磁场，最后垂直x 轴离开第Ⅰ象限．求：(1)离子在金属板M 、N 间的运动速度；(2)离子的比荷q m； (3)离子在第Ⅰ象限的磁场区域和无场区域内运动的时间之比．9.带电粒子在复合场中的实际应用模型例3 (2011·天津理综·12(2)(3))回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到、 了广泛应用，有力地推动了现代科学技术的发展．(1)回旋加速器的原理如图9，D 1和D 2是两个中空的半径为R的半圆金属盒，它们接在电压一定、频率为f 的交流电源上，位于D 1圆心处的质子源A 能不断产生质子(初速度可以忽略，重力不计)，它们在两盒之间被电场加速，D 1、D 2置于与盒面垂直的磁感应强度为B 的匀强磁场中．若质子束从回旋加速器输出时的平均功率为P ，求输出时质子束的等效电流I 与P 、B 、R 、f 的关系式(忽略质子在电场中的运动时间，其最大速度远小于光速)．(2)试推理说明：质子在回旋加速器中运动时，随轨道半径r 的增大，同一盒中相邻轨道的半径之差Δr 是增大、减小还是不变？建模感悟1．无论是速度选择器、回旋加速器、还是质谱仪、电磁流量计，其实质都是带电粒子在电图10图11图12 磁场中的运动，只是运动过程较复杂而已．2．解题思路主要有：(1)力和运动的关系．根据带电体所受的力，运用牛顿第二定律并结合 运动学规律求解．(2)功能关系．根据场力及其他外力对带电粒子做功引起的能量变化或全过程中的功能关系解决问题，这条线索不但适用于均匀场，也适用于非均匀场，因此要熟悉各种力做功的特点．跟踪训练3 如图10所示是质谱仪工作原理的示意图，带电粒子a 、b 经电压U 加速(在A 点初速度为0)后，进入磁感应强度为B 的匀强磁场做匀速圆周运动，最后分别打在感光板S 上的x 1、x 2处．图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a 、b 所通过的路径，则( )A ．a 的质量一定大于b 的质量B ．a 的电荷量一定大于b 的电荷量C ．a 运动的时间大于b 运动的时间D ．a 的比荷大于b 的比荷A 组 带电粒子在复合场中的运动1. 如图11所示为磁流体发电机的原理图：将一束等离子体喷射入磁场，在场中有两块金属板A 、B ，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压．如果射入的等离子体速度均为v ，两金属板的板长为L ，板间距离为d ，板平面的面积为S ，匀强磁场的磁感应强度为B ，方向垂直于速度方向，负载电阻为R ，等离子体充满两板间的空间．当发电机稳定发电时，电流表示数为I .那么板间电离气体的电阻率为 ( ) A.S d (Bd v I －R ) B.S d (BL v I－R ) C.S L (Bd v I －R ) D.S L (BL v I－R ) 2．如图12所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场．一带电粒子a (不计重力)以一定的初速度由左边界的O 点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O ′点(图中未标出)穿出．若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b (不计重力)仍以相同初速度由O 点射入，从区域右边界穿出，则粒子b ( )A ．穿出位置一定在O ′点下方B ．穿出位置一定在O ′点上方C ．运动时，在电场中的电势能一定减小D ．在电场中运动时，动能一定减小图13图14B 组 带电粒子在叠加场中的运动3．如图13所示，空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，一带电液滴从静止开始自A 点沿曲线ACB 运动，到达B 点时，速度为零，C 点是运动的最低点，则①液滴一定带负电；②液滴在C 点时动能最大；③液滴在C 点电势能最小；④液滴在C 点机械能最小以上叙述正确的是 ( )A ．①②B ．①②③C ．①②④D ．②③4．如图14所示，质量为m ，带电荷量为－q 的微粒以速度v 与水平方向成45°角进入匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．如果微粒做匀速直线运动，则下列说法正确的是 ( )A ．微粒受电场力、洛伦兹力、重力三个力作用B ．微粒受电场力、洛伦兹力两个力作用C ．匀强电场的电场强度E ＝2mg qD ．匀强磁场的磁感应强度B ＝mg q vC 组 带电粒子在组合场中的运动5．如图15甲所示，在坐标系xOy 内，沿x 轴分成宽度均为L ＝0.30 m 的区域，其间存在电场和磁场．电场方向沿x 轴负方向，电场强度大小是E 0＝1.5×104 V/m ；磁场方向垂直坐标平面且规定方向向里为正，磁感应强度大小B 0＝7.5×10－4 T ，E －x 、B －x 图线如图乙所示．某时刻初速度为零的电子从坐标原点开始运动，电子电荷量e ＝1.6×10－19 C ，电子质量m ＝9.0×10－31 kg ，不计重力的重力，不考虑电子因高速运动而产生的影响，计算中π取3.求：甲图1图2图3乙图15(1)电子经过x ＝L 处时速度的大小；(2)电子从x ＝0运动至x ＝3L 处经历的时间；(3)电子到达x ＝6L 处时的纵坐标．专题8 带电粒子在复合场中的运动(限时：60分钟)一、选择题1．有一个带电荷量为＋q 、重为G 的小球，从两竖直的带电平行板上方h处自由落下，两极板间另有匀强磁场，磁感应强度为B ，方向如图1所示，则带电小球通过有电场和磁场的空间时，下列说法错误的是( )A ．一定做曲线运动B ．不可能做曲线运动C ．有可能做匀加速运动D ．有可能做匀速运动2．某空间存在水平方向的匀强电场(图中未画出)，带电小球沿如图2所示的直线斜向下由A 点沿直线向B 点运动，此空间同时存在由A指向B 的匀强磁场，则下列说法正确的是 ( )A ．小球一定带正电B ．小球可能做匀速直线运动C ．带电小球一定做匀加速直线运动D ．运动过程中，小球的机械能增大3．图3所示，a 、b 是一对平行金属板，分别接到直流电源两极上，右边有一挡板，正中间开有一小孔d ，在较大空间范围内存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向里，在a 、b 两板间还存在着匀强电场E .从两板左侧中点c 处射入一束正离子(不计 重力)，这些正离子都沿直线运动到右侧，从d 孔射出后分成3束．则下列判断正确的是( )A ．这三束正离子的速度一定不相同图4图5图6 B ．这三束正离子的比荷一定不相同C ．a 、b 两板间的匀强电场方向一定由a 指向bD ．若这三束离子改为带负电而其他条件不变则仍能从d 孔射出4．如图4所示，水平放置的两块平行金属板，充电后与电源断开．板间存在着方向竖直向下的匀强电场E 和垂直于纸面向里、磁感强度为B 的匀强磁场．一质量为m 、电荷量为q 的带电粒子(不计重力及空气阻力)，以水平速度v 0从两极板的左端中间射入场区， 恰好做匀速直线运动．则 () A ．粒子一定带正电B ．若仅将板间距离变为原来的2倍，粒子运动轨迹偏向下极板C ．若将磁感应强度和电场强度均变为原来的2倍，粒子仍将做匀速直线运动D ．若撤去电场，粒子在板间运动的最长时间可能是πm qB5．劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图5所示．置于高真空中的D 形金属盒半径为R ，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略．磁感应强度为B 的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f ，加速电压为U .若A 处粒子源产生的质子质量为m 、电荷量为＋q ，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响．则下列说法正确的是 () A ．质子被加速后的最大速度不可能超过2πRfB ．质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U 成正比C ．质子第2次和第1次经过两D 形盒间狭缝后轨道半径之比为2∶1D ．不改变磁感应强度B 和交流电频率f ，该回旋加速器的最大动能不变6．如图6所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场．在该区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球．O 点为圆环的圆心，a 、b 、c 、d 为圆环上的四个点，a 点为最高点，c 点为最低点，b 、O 、d 三点在同一 水平线上．已知小球所受电场力与重力大小相等．现将小球从环的顶端a 点由静止 释放，下列判断正确的是 ( )A ．小球能越过d 点并继续沿环向上运动B ．当小球运动到c 点时，所受洛伦兹力最大C ．小球从a 点运动到b 点的过程中，重力势能减小，电势能增大D ．小球从b 点运动到c 点的过程中，电势能增大，动能先增大后减小图7图8图9图107. 医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度．电磁血流计由一对电极a 和b 以及一对磁极N 和S 构成，磁极间的磁场是均匀的．使用时，两电极a 、b 均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如 图7所示．由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a 、b 之间会有微小电势差．在达到平衡时，血管内部的电场可看做是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零．在某次监测中，两触点间的距离为3.0 mm ，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160 μV ，磁感应强度的大小为0.040 T ．则血流速度的近似值和电极a 、b 的正负为 ( )A ．1.3 m/s ，a 正、b 负B ．2.7 m/s ，a 正、b 负C ．1.3 m/s ，a 负、b 正D ．2.7 m/s ，a 负、b 正8.如图8所示，粗糙的足够长的竖直木杆上套有一个带电的小球，整个装置处在由水平匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场组成的足够大的复合场中，小球由静止开始下滑，在整个运动过程中小球的v －t 图象如图所示， 其中错误的是 ()9．如图9所示，已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压U 加速后，水平进入互相垂直的匀强电场E 和匀强磁场B 的复合场中(E 和B 已知)，小球在此空间的竖直面内做匀速圆周运动，则 ( )A ．小球可能带正电B.小球做匀速圆周运动的半径为r ＝1B 2UE g C ．小球做匀速圆周运动的周期为T ＝2πE BgD ．若电压U 增大，则小球做匀速圆周运动的周期增加10. 目前有一种磁强计，用于测定地磁场的磁感应强度．磁强计的原理如图10所示，电路有一段金属导体，它的横截面是宽为a 、高为b 的长方形，放在沿y 轴正方向的匀强磁场中，导体中通有沿x 轴正方向、大小为I 的电流．已知金属导体单位体积中的 自由电子数为n ，电子电荷量为e ，金属导电过程中，自由电子所做的定向移动可视为匀速运动．两电极M 、N 均与金属导体的前后两侧接触，用电压表测出金属图11图12图13 导体前后两个侧面间的电势差为U .则磁感应强度的大小和电极M 、N 的正负为( ) A.nebU I ，M 正、N 负 B.neaU I，M 正、N 负 C.nebU I ，M 负、N 正 D.neaU I，M 负、N 正 二、非选择题11．如图11所示，在xOy 平面内，第Ⅱ象限内的直线OM 是电场与磁场的分界线，OM 与x 轴的负方向成45°角，在x ＜0且OM 的左侧空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场B ，磁感应强度大小为0.1 T ；在y ＞0且OM 的右侧空间存在着沿y 轴正方向的匀强电场E ，场强大小为0.32 N/C.一不计重力的带负电微粒，从坐标原点O 沿 x 轴负方向以v 0＝2×103 m/s 的初速度进入磁场，最终离开电、磁场区域．已知微粒的电荷量q ＝5×10－18 C ，质量m ＝1×10－24 kg.求：(1)带电微粒在磁场中做圆周运动的半径；(2)带电微粒第一次进入电场前运动的时间；(3)带电微粒第二次进入电场后在电场中运动的水平位移．12．如图12所示，平行金属板倾斜放置，AB 长度为L ，金属板与水平方向的夹角为θ.一电荷量为－q 、质量为m的带电小球以水平速度v 0进入电场，且做直线运动，到达B 点，离开电场后，进入如图所示的电磁场(图中电场未画出)区域做匀速圆周运动，并竖直向下穿出电磁场，磁感应强度为B .求：(1)带电小球进入电磁场区域时的速度v ；(2)带电小球进入电磁场区域运动的时间；(3)重力在电磁场区域对小球所做的功．13．如图13所示，在光滑绝缘的水平桌面上建立一xOy 坐标系，平面处在周期性变化的电场和磁场中，电场和磁场的变化规律如图14所示(规定沿＋y 方向为电场强度的正方向，竖直向下为磁感应强度的正方向)．在t ＝0时刻，一质量为10 g 、电荷量为0.1 C 且不计重力的带电金属小球自坐标原点O 处，以v 0＝2m/s 的速度沿x 轴正方向射出．已知E 0＝0.2 N/C 、B 0＝0.2π T ．求：(1)t ＝1 s 末时，小球速度的大小和方向；(2)1 s ～2 s 内，金属小球在磁场中做圆周运动的半径和周期；(3)(2n －1) s ～2n s(n ＝1,2,3，…)内金属小球运动至离x 轴最远点的位置坐标．图14答案基础再现一、知识梳理 1.(1)磁场 (2)交替 2.mg 竖直向下 路径 重力势能 qE a ．相同 b ．相反 路径 qU 电势能 q v B 左手 动能思考：1.(1)静止或匀速直线运动当带电粒子在叠加场中所受合外力为零时，将处于静止状态或做匀速直线运动．(2)匀速圆周运动当带电粒子所受的重力与电场力大小相等，方向相反时，带电粒子在洛伦兹力的作用下，在垂直于匀强磁场的平面内将做匀速圆周运动．2．不能．只要v 发生改变，洛伦兹力就要发生变化，使粒子所受合力发生变化，故而不能做匀变速直线运动．二、1．磁偏转 磁场 阴极 扫描 2.(1)垂直 速度 (2)E B3.(1)内能 (2)正极 (3)Bl v4.非磁性材料 qE q U d U Bd5.磁场方向 电势差 思考：qE ＝q v B 或q U d＝q v B ，这是解决这类题目的突破口之一． 课堂探究例1 (1) 3kgBL 24 32gL 2k 2B 2(2) ⎝⎛⎭⎫kgBL 2423＋2μgL跟踪训练1 (1)mg /q 方向竖直向上 (2)5m v 2qB(3) v 2＋5mg v 2qB 例2 (1)m v 202eE (2)2m v 20eE (或22m v 0eB) (3)2m v 0eE ＋3πm 2eB跟踪训练2 (1)U B 0d (2)q m ＝2U B 0Bad (3)π2例3 (1)I ＝P πBR 2f (2)Δr 减小 跟踪训练3 D [粒子经电场加速的过程，由动能定理有：qU ＝12m v 20；粒子在磁场中运动，由牛顿第二定律知Bq v 0＝m v 20R ，所以R ＝1B 2mU q ，由图知R a <R b ，故q a m a >q b m b，A 、B 错，D 对；因周期为T ＝2πm Bq ，a 、b 粒子运行时间均为T 2，所以a 运动的时间小于b 运动的时间，C 错．]分组训练1．A [根据磁流体发电机的原理可推知：A 、B 板间产生的电动势为E ＝Bd v ，A 、B 板间的等效电阻r ＝ρd S ，根据闭合电路的欧姆定律得：I ＝E R ＋r，联立可得ρ＝S d (Bd v I －R )，A 正确．]2．C3．C [液滴偏转是由于受洛伦兹力作用，据左手定则可判断液滴一定带负电．液滴所受电场力必向上，而液滴能够从静止向下运动，是因为重力大于电场力．由A →C 合力做正功，故在C 处液滴的动能最大．而由于A →C 克服电场力做功最多，电势能增加最多，又机械能与电势能的和不变，因此，由A →C 机械能减小最多，故液滴在C 点机械能最小．故选C.]4．A [因为微粒做匀速直线运动，所以微粒所受合力为零，受力分析如图所示，微粒在重力、电场力和洛伦兹力作用下处于平衡状态，可知，qE ＝mg ，q v B ＝ 2mg ，得电场强度E ＝mg q，磁感应强度B ＝2mg q v.] 5．(1)4.0×107 m/s (2)3.8×10－8 s (3)0.85 m答案1．BCD2．CD [由于重力方向竖直向下，空间存在磁场，且直线运动方向斜向下，与磁场方向相同，故不受磁场力作用，电场力必水平向右，但电场具体方向未知，故不能判断带电小球的电性，选项A 错误；重力和电场力的合力不为零，故不是匀速直线运动，所以选项B 错误；因为重力与电场力的合力方向与运动方向相同，故小球一定做匀加速运动，选项C 正确；运动过程中由于电场力做正功，故机械能增大，选项D 正确．]3．BCD [因为三束正离子在两极板间都是沿直线运动，电场力等于洛伦兹力，可以判断三束正离子的速度一定相同，且电场方向一定由a 指向b ，选项A 错误，C 正确；在右侧磁场中三束正离子做圆周运动的半径不同，可知这三束正离子的比荷一定不相同，选项B 正确；若将这三束离子改为带负电，而其他条件不变的情况下受力分析可知，三束离子在两板间仍做匀速直线运动，仍能从d 孔射出，选项D 正确．]4．CD [不计重力，粒子仅受电场力和磁场力做匀速直线运动，合力为零．电场力与磁场力等大反向．该粒子可以是正电荷，也可以是负电荷，A 错．仅将板间距离变为原来的2倍，由于带电荷量不变，板间电场强度不变，带电粒子仍做匀速直线运动，B 错．若将磁感应强度和电场强度均变为原来的2倍，粒子所受电场力和磁场力均变为原来的2倍，仍将做匀速直线运动，C 对．若撤去电场，粒子将偏向某一极板，甚至从左侧射出，粒子在板间运动的最长时间可能是在磁场中运动周期的一半，D 对．]5．AC [粒子被加速后的最大速度受到D 形盒半径R 的制约，因v ＝2πR T＝2πRf ，A 正确；。
【名师一号】2013届高三物理一轮复习 1-2 匀变速直线运动的研究课时检测 新人教版.doc
第二讲匀变速直线运动的研究一、单项选择题1．一小物体以一定的初速度自光滑斜面的底端a点上滑，最远可达b点，e为ab的中点，已知物体由a到e的时间为t0，则它从e经b再返回e所需时间为( ) A．t0B．(2－1)t0C．2(2＋1)t0D．(22＋1)t0解析由逆向思维可知物体从b到e和从e到a的时间比为1:(2－1)，即t:t0＝1:(2－1)，得t＝(2＋1)t0，由运动的对称性可得从e到b和从b到e的时间相等，所以从e 经b再返回e所需时间为2t，即2(2＋1)t0，答案为C.答案 C2．取一根长2m左右的细线，5个铁垫圈和一个金属盘．在线端系上第一个垫圈1，隔12cm再系一个垫圈2，以后垫圈之间的距离分别为36cm、60cm、84cm，如图所示．站在椅子上，向上提起线的上端，让线自由垂下，且第一个垫圈紧靠放在地上的金属盘．松手后开始计时，若不计空气阻力，则第2、3、4、5个垫圈( )A．落到盘上的时间间隔越来越大B．落到盘上的时间间隔相等C．依次落到盘上的时间关系为1: 2 : 3 :2D．依次落到盘上的时间关系为1: (2－1) : (3－2): (2－3)解析根据其运动规律h＝12gt2判断落到盘上的时间间隔相等，B项正确；垫圈依次落到盘上的速度关系为1:2:3:4，垫圈依次落到盘上的时间关系为1:2:3:4，C、D项错误．答案 B3．一物体做竖直上抛运动，1s 后运动位移的大小为上升最大高度的49，则关于物体上抛的初速度，下列说法正确的是( )A ．初速度只能为39.27m/sB ．初速度应为两个值C ．初速度可能有三个值D ．初速度不可能有三个值解析 1s 后运动位移可以在抛出点的上方，分别是上升和下落等高的两点，还可以在抛出点下方，所以正确的选项为C.答案 C4．如图所示，A 、B 两物体相距s ＝7m ，物体A 以v A ＝4m/s 的速度向右匀速运动．而物体B 此时的速度v B ＝10m/s ，在摩擦力的作用下向右做匀减速运动，加速度a ＝－2m/s 2，那么物体A 追上物体B 所用的时间为( )A ．7sB ．8sC ．9sD ．10s解析 物体B 从开始到停下来所用的时间t ＝－v Ba＝5s ，在此时间内B 前进的距离s B＝v －B t ＝25m ，A 前进的距离s A ＝v A t ＝20m ．故此时刻A 、B 相距5＋7＝12m ，所以再经过3s A 才能追上B ，故物体A 追上物体B 所用的时间为8s ．故B 选项正确．答案 B5．酒后驾驶会导致许多安全隐患，其中之一是驾驶员的反应时间变长，反应时间是指驾驶员从发现情况到开始采取制动的时间．下表中“思考距离”是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间内汽车行驶的距离，“制动距离”是指驾驶员从发现情况到汽车停止行驶的距离(假设汽车制动时的加速度大小都相同).速度(m/s)思考距离/m 制动距离/m 正常 酒后 正常 酒后 15 7.5 15.0 22.5 30.0 20 10.0 20.0 36.7 46.72512.525.054.2xA ．驾驶员酒后反应时间比正常情况下多0.5sB ．若汽车以20m/s 的速度行驶时，发现前方40m 处有险情，酒后驾驶不能安全停车C ．汽车制动时，加速度大小为10m/s 2D ．表中x 为66.7解析 从表格数据可知A 、B 项都正确；根据匀变速直线运动规律，可求得汽车制动时，加速度大小为a ＝v 22x 2－x 1＝7.5m/s 2，x 1表示思考距离、x 2表示制动距离，C 项错；D 项有x 2＝v 22a＝41.7m ，加上思考距离得表中x 为66.7，D 项也是正确的．答案 C6．第30届夏季奥运会将于2012年在伦敦举行，跳水比赛是我国的传统优势项目．某运动员正在进行10m 跳台跳水训练，若只研究运动员的下落过程，下列说法正确的是( )A ．为了研究运动员的技术动作，可将正在比赛的运动员视为质点B ．运动员在下落过程中，感觉水面在匀速上升C ．前一半时间内位移大，后一半时间内位移小D ．前一半位移用的时间长，后一半位移用的时间短解析 为了研究运动员的技术动作，不能将正在比赛的运动员视为质点，A 项错误；运动员在下落过程中做自由落体运动，所以感觉到水面是变速上升的，B 项错误；根据自由落体运动的规律，前一半时间内通过的位移是后一半时间内通过的位移的13，C 项错误；前一半位移和后一半位移所用的时间之比为1:(2－1)，所以D 项正确．答案 D 二、多项选择题7．某人从楼顶由静止释放一颗石子，如果忽略空气对石子的阻力，利用下面的哪些已知量可以测量这栋楼房的高度H (重力加速度g 已知)( )A ．石子落地时的速度B ．石子下落的时间C ．石子下落最初1s 内的平均速度D ．石子下落最后1s 内的位移 答案 ABD8．做初速度不为零的匀加速直线运动的物体，在时间T 内通过位移x 1到达A 点，接着在时间T 内又通过位移x 2到达B 点，则以下判断正确的是( )A ．物体在A 点的速度大小为x 1＋x 22TB ．物体运动的加速度为2x 1T2C ．物体运动的加速度为x 2－x 1T 2D ．物体在B 点的速度大小为2x 2－x 1T解析 根据匀变速直线运动规律，中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度，故A 项正确；根据x 2－x 1＝aT 2，C 项正确，B 项错误；根据v t ＝v 0＋aT ，物体在B 点的速度大小为3x 2－x 12T，D 项错误．答案 AC9．如图所示，以8m/s 匀速行驶的汽车即将通过路口，绿灯还有2s 将熄灭，此时汽车距离停车线18m ．该车加速时最大加速度大小为2m/s 2，减速时最大加速度大小为5m/s 2.此路线允许行驶的最大速度为12.5m/s.下列说法中正确的有( )A ．如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前汽车可能通过停车线B ．如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超速C ．如果立即做匀减速运动，在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线D ．如果距停车线5m 处减速，汽车能停在停车线处解析 在加速阶段若一直加速，则2s 末的速度为12m/s ，2s 内的位移为x ＝8＋122×2m＝20m ，则在绿灯熄灭前汽车可能通过停车线，A 项正确；汽车一直减速在绿灯熄灭前通过的距离小于16m ，则不能通过停车线，如距离停车线5m 处减速，汽车运动的最小距离为6.4m ，不能停在停车线处，C 项正确．答案 AC10．处于平直轨道上的甲、乙两物体相距x ，乙在甲前且两物体同时、同向开始运动，甲以初速度v 、加速度a 1做匀加速直线运动，乙做初速度为零、加速度为a 2的匀加速直线运动，假设甲能从乙旁边通过，下述情况可能发生的是( )A ．a 1＝a 2时，能相遇两次B ．a 1>a 2时，能相遇两次C ．a 1<a 2时，能相遇两次D ．a 1<a 2时，能相遇一次解析 利用图像进行分析，如图所示，分别表示a 1＝a 2时、a 1>a 2时、a 1<a 2时的速度图像．对于A 选项，甲的速度总是大于乙的速度，它们只能相遇一次，即甲追上乙车并超过乙；对于B 选项，甲追上乙后，并超过乙，只能相遇一次；对于C 选项，当甲、乙速度相等时，甲刚好追上乙，那么它们只能相遇一次，若是甲在速度相等之前追上乙，以后乙的加速度比甲大，故其速度总会超过甲，乙会追上甲，有可能相遇两次，若甲在速度与乙相等时还没有追上乙，则永远追不上乙，一次相遇的机会都没有．故正确答案为C 、D.答案 CD 三、非选择题11．航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m ＝2kg ，动力系统提供的恒定升力F ＝28 N ．试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升．设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g 取10m/s 2.(1)第一次试飞，飞行器飞行t 1＝8s 时到达高度H ＝64m ．求飞行器所受阻力f 的大小； (2)第二次试飞，飞行器飞行t 2＝6s 时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力．求飞行器能达到的最大高度h ；(3)为了使飞行器不致坠落到地面，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t 3.解析 (1)第一次飞行中，设加速度为a 1 匀加速运动 H ＝12a 1t 21.由牛顿第二定律 F －mg －f ＝ma 1 解得f ＝4N.(2)第二次飞行中，设失去升力时的速度为v 1，上升的高度为s 1，匀加速运动s 1＝12a 1t 22设失去升力后加速度为a 2，上升的高度为s 2 由牛顿第二定律 mg ＋f ＝ma 2v 1＝a 1t 2 s 2＝v 212a 2解得 h ＝s 1＋s 2＝42m.(3)设失去升力下降阶段加速度为a 3；恢复升力后加速度为a 4，恢复升力时速度为v 3 由牛顿第三定律 mg －f ＝ma 3F ＋f －mg ＝ma 4 且v 232a 3＋v 232a 4＝hv3＝a3t3解得t3＝322s(或2.1s)．答案(1)4N (2)42m(3)322s(或2.1s)12．短跑名将博尔特在北京奥运会上创造了100m和200m短跑项目的新世界纪录，他的成绩分别是9.69s和19.30s．假定他在100m比赛时从发令到起跑的反应时间是0.15s，起跑后做匀加速运动，达到最大速率后做匀速运动.200m比赛时，反应时间及起跑后加速阶段的加速度和加速时间与100m比赛时相同，但由于弯道和体力等因素的影响，以后的平均速率只有跑100m时最大速度率的96%.求：(1)加速所用时间和达到的最大速率；(2)起跑后做匀加速运动的加速度．(结果保留两位小数)解析(1)设加速所用时间为t(以s为单位)，匀速运动的速度为v(以m/s为单位)，则有12vt＋(9.69－0.15－t)v＝100 ①12vt＋(19.30－0.15－t)×0.96v＝200 ②由①②式得t＝1.29sv＝11.24m/s.(2)设加速度大小为a，则a＝vt＝8.71m/s2.答案(1)1.29s 11.24m/s (2)8.71m/s2。
赢在高考2013届高三物理一轮配套练习4.3圆周运动
第三节圆周运动随堂演练提升1.如图所示为一种”滚轮——平盘无极变速器”的示意图,它由固定于主动轴上的平盘和可随从动轴移动的圆柱形滚轮组成.由于摩擦的作用,当平盘转动时,滚轮就会跟随转动,如果认为滚轮不会打滑,那么主动轴转速、从动轴转速、滚轮半径r以及滚轮距离主动轴中心的距离x之间的关系是( )A. B.C. D.【解析】由于主动轮和从动轮接触处线速度大小相等,所以2即所以选项A正确.【答案】A2.小球m用长为L的悬线固定在O点,在O点正下方有一光滑圆钉C(如图所示).今把小球拉到悬线呈水平后无初速地释放,当悬线呈竖直状态且与钉相碰时( )A.小球的角速度突然增大B.小球的向心加速度突然增大C.钉子的位置越靠近小球,线就越容易断D.钉子的位置越远离小球,线就越容易断【解析】当绳竖直碰到钉子的瞬间,小球的速度不变,但转动半径减小,由知增大,选项A正确;由知,向心加速度变大,选项B正确;根据/r知,r越小,则悬线的拉力越大,悬线越容易断,选项C对D错【答案】ABC3.(2011宁夏银川二中月考,7)铁路转弯处常竖立一速度标示牌,即火车以此速度大小行驶时,车轮边缘和内、外侧铁轨均无挤压作用.如果火车转弯时的速度小于标示速度,那么( )A.外侧铁轨与轮缘间产生挤压作用B.内侧铁轨与轮缘间产生挤压作用C.内、外侧铁轨与轮缘均有挤压作用D.内、外侧铁轨与轮缘均无挤压作用【解析】当火车转弯时若对轮缘无挤压,则火车只受重力和铁轨的支持力如图,由牛顿第二定律得:mgtan,此时有v=当火车转弯速度小于时,所需的向心力减小,所以导致内轨对火车内侧车轮轮缘有水平向左的压力,B选项正确.【答案】B4.当汽车通过拱桥顶点的速度为5 m/s时,车对桥顶的压力为车重的3/4,如果要使汽车在粗糙的桥面行驶至桥顶时,不受摩擦力作用,则汽车通过桥顶的速度应为多少?【解析】设拱桥的半径为r,速度为5 m/s时,根据牛顿第二定律和向心力公式,对车有/r,N=3mg/4.车不受摩擦力,即车对桥的压力为零,有/r.解以上各式得m/s.【答案】10 m/s5.( ☆选做题)(2011浙江台州一模,7)在稳定轨道上的空间站中,物体处于完全失重状态.有如图所示的装置,半径分别为r和R(R>r)的甲、乙两个光滑的圆形轨道安置在同一竖直平面上,轨道之间有一条水平轨道CD相通,宇航员让一小球以一定的速度先滑上甲轨道,通过粗糙的CD段,又滑上乙轨道,最后离开两圆轨道,那么下列说法正确的是…()A.小球在CD间由于摩擦力而做减速运动B.小球经过甲轨道最高点时比经过乙轨道最高点时速度大C.如果减小小球的初速度,小球有可能不能到达乙轨道的最高点D.小球经过甲轨道最高点时对轨道的压力大于经过乙轨道最高点时对轨道的压力【解析】物体处于完全失重状态,等效于重力为零,则其对CD没有压力,其不受摩擦力,选项A错误;小球经过圆轨道时,由于重力势能始终为零,则小球的速度大小不变,根据弹力/r可知,半径小,则N大,选项B错D对;小球的初速度只要不等于零,就能通过最高点,选项C错误【答案】D课后作业夯基1.如图所示为某一皮带传动装置.主动轮的半径为从动轮的半径为.已知主动轮做顺时针转动,转速为n,转动过程中皮带不打滑.下列说法正确的是( )A.从动轮做顺时针转动B.从动轮做逆时针转动C.从动轮的转速为D.从动轮的转速为【解析】因为主动轮顺时针转动,从动轮通过皮带的摩擦力带动转动,所以从动轮逆时针转动,选项A错误,B 正确;由于通过皮带传动,皮带与轮边缘接触处的速度相等,所以由得从动轮的转速为选项C正确错误【答案】BC2.(2011山东济南月考,4)上海磁悬浮线路需要转弯的地方有三处,其中设计的最大转弯处半径达到8 000 m,用肉眼看几乎是一条直线,而转弯处最小半径也达到1 300 m.一个质量50 kg的乘客坐在以360 km/h不变速率驶过半径2 500 m弯道的车厢内,下列说法正确的是( )A.乘客受到来自车厢的力大小约为200 NB.乘客受到来自车厢的力大小约为539 NC.弯道半径设计特别长可以使乘客在转弯时舒适一些D.弯道半径设计特别长可以减小转弯时列车的倾斜程度【解析】乘客做匀速圆周运动的向心力由车厢弹力提供,即N=200 N,选项A正确;半径越大,则弹力F越小,乘客舒适一些,选项C正确;列车倾斜时,其重力和悬浮力的合力提供列车的向心力,若列车的倾角为则有tan半径越大,倾角越小,选项正确【答案】ACD3.如图所示,一个小球沿竖直放置的光滑圆环形轨道做圆周运动,圆环的半径为R,关于小球的运动情况,下列说法中正确的是)A.小球的线速度方向时刻在变化,但总在圆周切线方向上B.小球的加速度方向时刻在变化,但总是指向圆心的C.小球的线速度的大小总大于或等于D.小球对轨道最低点的压力大小一定大于重力【解析】小球做变速圆周运动,选项A正确;小球既有切向加速度,又有法向加速度,加速度方向时刻在变化,但只有在最高点及最低点指向圆心,其他位置不指向圆心,选项B错误;小球能完成整个圆周运动,其在轨道最高点的速度在轨道其他位置的速度都大于这个数值,选项C正确;在轨道最低点,小球受支持力N和重力mg有压力N′=N>mg,选项D正确.【答案】ACD4.在高速公路的拐弯处,路面造得外高内低,即当车向右拐弯时,司机左侧的路面比右侧的要高一些,路面与水平面间的夹角为.设拐弯路段是半径为R的圆弧,要使车速为v时车轮与路面之间的横向(即垂直于前进方向)摩擦力等于零应等于( )A.arcsinB.arctanC. arcsinD.arccot【解析】如图所示,要使摩擦力为零,必使车受的重力与支持力的合力提供向心力,则: tan所以arctan.【答案】B5.如图所示,一轻杆一端固定在O点,另一端固定一小球,在竖直平面内做圆周运动,通过最高点时,由于球对杆有作用,使杆发生了微小形变,关于杆的形变量与球在最高点时的速度大小关系,正确的是( )A.形变量越大,速度一定越大B.形变量越大,速度一定越小C.形变量为零,速度一定不为零D.速度为零,可能无形变【解析】杆的形变量可能是伸长量,也可能是压缩量.如果伸长量越大,即杆对球向下的拉力越大,则小球的速度越大;如果压缩量越大,即杆对球向上的支持力越大,则小球的速度越小,选项A、B错误;如果杆的形变量为零,即杆对球没有力作用,则小球的重力提供向心力,速度不为零,选项D错误.【答案】C6.如图所示,从光滑的1/4圆弧槽的最高点滑下的小滑块,滑出槽口时速度方向为水平方向,槽口与一个半球顶点相切,半球底面为水平,若要使小物块滑出槽口后不沿半球面下滑,已知圆弧轨道的半径为半球的半径为则和应满足的关系是( )A. B.C. D.【解析】小物块滑到槽口时,若对球面没有压力即重力不大于向心力时,则其滑出槽口后不沿半球面下滑.根据机械能守恒可得小物块滑到槽口时的速度为v,有/2.在槽口有/解得.【答案】D7.(2011江西吉安一中第三次检测,9)早在19世纪,匈牙利物理学家厄缶就明确指出:”沿水平地面向东运动的物体,其质量(即:列车的视重或列车对水平轨道的压力)一定要减轻.”后来,人们常把这类物理现象称之为”厄缶效应”.如图所示,我们设想,在地球赤道附近的地平线上,有一列质量是M的列车,正在以速率v沿水平轨道匀速向东行驶.已知:(1)地球的半径R;(2)地球的自转周期T.今天我们像厄缶一样,如果仅仅考虑地球的自转影响(火车随地球做线速度为的圆周运动)时,火车对轨道的压力为N;在此基础上,又考虑到这列火车相对地面又附加了一个线速度v,做更快的匀速圆周运动,并设此时火车对轨道的压力为N′.那么,单纯地由于该火车向东行驶而引起火车对轨道的压力减轻的数量(N-N′)为( )A. B.C. D.【解析】仅仅考虑地球的自转影响时;火车相对地面又附加了一个线速度v时,Mg-N′其中解得N-N′.【答案】B8.(2011浙江第一次五校联考,8)如图所示,一根细线下端拴一个金属小球P,细线的上端固定在金属块Q上,Q放在带小孔的水平桌面上.小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆).现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动(图上未画出),两次金属块Q都保持在桌面上静止.则后一种情况与原来相比较,下面的判断中正确的是…()A.Q受到桌面的支持力变大B.Q受到桌面的静摩擦力变大C.小球P运动的角速度变大D.小球P运动的周期变大【解析】小球受力分析如图,竖直方向有水平方向有Tsinsintan.当小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动时,即变大,则角速度变大,选项C对D错;竖直方向上仍有T′cos而Q受到桌面的支持力′cos选项A错误;Q受到桌面的静摩擦力f=T′sinsin随变大而增大,选项B正确.【答案】BC二、论述计算题(本题共2小题,共36分)9.(18分)有一辆质量为800 kg的小汽车驶上圆弧半径为50 m的拱桥,重力加速度g取(1)汽车到达拱桥顶时的速度为5 m/s,汽车对桥的压力是多大(2)汽车以多大的速度经过桥顶时便恰好对桥没有压力而腾空(3)汽车对地面的压力过小是不安全的.因此从这个角度讲,汽车过桥时的速度不能过大.对于同样的车速,拱桥圆弧的半径大些比较安全,还是小些安全?(4)如果拱桥的半径增大到与地球的半径R一样,汽车要在地面上腾空,速度要多大?【解析】(1)汽车受拱桥的支持力和重力,其合力提供向心力.有(3分)得=8 400 N. (3分)(2)根据(1)可知,当汽车对桥没有压力时,有mg=,得.4 m/s. (4分)(3)根据(1)可知,对于同样的车速,拱桥圆弧的半径大些比较安全. (4分)(4)根据(2)可知000 m/s. (4分)【答案】(1)8 400 N (2)22.4 m/s (3)大(4)8 000 m/s10.(18分)如图所示,长为L的细绳上端系一质量不计的环,环套在光滑水平杆上,在细线的下端吊一个质量为m的铁球(可视作质点),球离地的高度h=L,当绳受到大小为3mg的拉力时就会断裂.现让环与球一起以v=的速度向右运动,在A处环被挡住而立即停止,A离右墙的水平距离也为L.不计空气阻力,已知当地的重力加速度为g.试求(1)在环被挡住而立即停止时绳对小球的拉力大小;(2)在以后的运动过程中,球的第一次碰撞点离墙角B点的距离是多少?【解析】(1)在环被挡住而立即停止后小球立即以速率v绕A点做圆周运动,根据牛顿第二定律和圆周运动的向心力公式有(6分)解得绳对小球的拉力大小为F=3mg. (2分)(2)根据上面的计算可知,在环被A挡住的瞬间绳恰好断裂,此后小球做平抛运动.假设小球直接落到地面上,则(2分)球的水平位移x=vt=2L>L (2分)所以小球先与右边的墙壁碰撞后再落到地面上.设球平抛运动到右墙的时间为t′,则t′(2分)小球下落的高度h′′(2分)所以球的第一次碰撞点距B的距离为. (2分)【答案】(1)3mg三、选做题(10分)11.(2011 ~2012学年黑龙江高三第一次模拟,13)在一根细线上套有一个质量为m的光滑小环,将细线的两端固定在如图所示的竖直杆上的A 、B两点，A、间距为L，当竖直杆以一定得角速度绕AB轴匀速转动时细线被张紧，小环在水平面内做匀速圆周运动，此时细线的BC 段恰好沿水平方向且长度为.求:(1)细线中的拉力大小为多少?(2)小环做匀速圆周运动的角速度是多少?【解析】设细线中拉力的大小为T,对小球进行受力分析,设在竖直方向上有Tcos (2分)在水平方向上有T+Tsin (2分)由几何关系知tan (2分)联立①②③解出(2分). (2分)【答案】。
江西省重点中学盟校2013届高三第二次联考 理综 Word版 含答案
江西省重点中学盟校2013届高三第二次联考理综试题命题组成员：生物：九江同文中学：聂珑云，赣州三中：张洋林，鹰潭一中：汪赛先化学：吉安白鹭洲中学：曾艳，景德镇一中：洪晓华，鹰潭一中：刘亚强物理：新余四中：吴余平，贵溪一中：沈建豪，临川二中：廖福娥注意事项：1．本试卷分为第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。
答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，并填涂相应的考号信息点。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；解答题必须使用黑色墨水的签字笔书写，不得用铅笔或圆珠笔作解答题：字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答题无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 Na 23 Cl 35.5 Fe 56 Rb 85.5 I 127 Pb 207第I卷一、选择题：本题共18小题，每小题6分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．下列说法中正确的是()A．基因中碱基对的改变必定引起基因结构发生改变B．细胞中酶的活性降低必定引起细胞的衰老C．细胞中原癌基因发生突变必定引发细胞癌变D．细胞中自由水的大量减少必定引起细胞的凋亡2．H7N9型禽流感是全球首次发现的新亚型流感病毒,对于人感染H7N9禽流感，主要是对症治疗以及抗病毒治疗，目前尚未研制出疫苗。
专家支招防范禽流感措施之一是，禽肉蛋煮熟煮透后再食用。
下列相关说法不正确的是()A．H7N9型禽流病感毒可以用活的鸡胚来培养B．由题干可知该病毒持续高温下会失活，不再有侵染能力C．患者痊愈后若再次感染该病毒，相应的记忆细胞会迅速产生免疫反应D．治疗时不能使用抗生素，但可以给患者服用干扰素3．下列对有关实验的变量的叙述，正确的是()A．在探究温度对酶活性影响的实验中，温度和pH是自变量B．在模拟探究细胞大小与物质运输关系的实验中，正方体琼脂块的体积是无关变量C．在探究植物生长调节剂对扦插枝条生根作用的实验中，插条生根数是因变量D．在探究酵母菌呼吸方式的实验中，酒精是无关变量4．某男性基因型为TtRr，他有两个精原细胞，一个精原细胞进行有丝分裂得到两个子细胞为A1和A2；另一个精原细胞进行减数第一次分裂得到两个子细胞为B1和B2，其中一个次级精母细胞再经过减数第二次分裂产生两个子细胞为C1和C2。
【一轮精品】2013届高中物理复习专题精练共点力的合成与分解
2013届高三物理一轮复习专题精练2.4 共点力的合成与分解一、选择题1．（山东省临朐第六中学2012届高三月考）以下是力学中的四个实验装置，由图可知哪个实验所体现的物理思想方法与其他几个不同1.D2．关于共点力，下列说法中正确的是：[ ]A．作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，这两力是共点力B．作用在一个物体上的两个力，如果是一对平衡力，则这两力是共点力C．作用在一个物体的几个力，如果它们的作用点在同一点上，则这几个力是共点力D．作用在一个物体的几个力，如果它们力的作用线汇交于同一点，则这几个力是共点力2．BCD3．两个共点力，大小都是50N，如果要使这两个力的合力也是50N，这两个力之间的夹角应为（）A．30°B．45°C．90°D．120°3．D4．两个共点力的大小都是F，其合力的大小（）A．一定大于F B．一定小于F C．由F及两个力间的夹角决定D．一定满足4．CD5．物体受三个共点力作用，F1=3N，F2=5N，F3=8N，则下列说法错误的是（）A．F1大小可能等于F2和F3的合力大小B．F2大小可能等于F1和F3的合力大小C．这三个力的合力最小值是1ND．这三个力的合力最大值是16N5．C6.（湖南省十二校2012届高三第一次联考）如图所示，清洗楼房玻璃的工人常用根绳索将自己悬在空中，工人及其装备的总重量为G，悬绳与竖直墙壁的夹角为a,悬绳对工人的拉力大小为F T，墙壁对工人的弹力大小为F n，则（）A.BC.若缓慢减小悬绳的长度，F t与F N的合力变大D.若缓慢减小悬绳的长度，F T减小，F n增大6.B7．平面内作用于同一点的四个力若以力的作用点为坐标原点，有F1=5N，方向沿x轴的正向；F2=6N，沿y轴正向；F3=4N，沿ｘ轴负向；F4=8N，沿y轴负向，以上四个力的合力方向指向（）A．第一象限 B．第二象限C．第三象限 D．第四象限7．D8.（安徽省芜湖一中2012届高三第二次模拟考试）如图所示，三根长度均为的轻绳分别连接于C、D两点，A、B两端被悬挂在水平天花板上，相距．现在C点上悬挂一个质量为的重物，为使CD绳保持水平，在D点上可施加力的最小值为（）A．B．C．D．8.C9.（上海市普陀区2012届高三第一学期期末质量抽测）如图所示，两光滑平板MO、NO构成一具有固定夹角θ0＝75°的V形槽，一球置于槽内，用θ表示NO板与水平面之间的夹角。
2013届高三物理一轮复习专题精练专题5万有引力定律
2013届高三物理一轮复习专题精练专题5 万有引力定律一、选择题1．（安徽省马鞍山市2012届高三第一次教学质检试题理综卷）嫦娥一号卫星环月工作轨道为圆轨道，轨道高度200 km ，运行周期：127min 。
若还知道引力常量G 和月球平均半径r ，仅利用以上条件不能求出的是（ ）A ．月球对卫星的吸引力B ．月球表面的重力加速度C ．卫星绕月球运行的速度D ．卫星绕月运行的加速度1．A2．（山东省沂水县2012届高三上学期期末考试物理试题）宇宙飞船运动中需要多次“轨道维持”。
所谓“轨道维持”就是通过控制飞船上发动机的点火时间和推力的大小、方向，使飞船能保持在预定轨道上稳定运行。
如果不进行“轨道维持”，由于飞船受轨道上稀薄空气的影响，轨道高度会逐渐降低，在这种情况下飞船的动能、重力势能和机械能的变化情况将会是A ．动能、重力势能和机械能逐渐减小B ．重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能不变C ．重力势能逐渐增大，动能逐渐减小，机械能不变D ．重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能逐渐减小2.D3．（江西省重点中学协作体2012届高三第二次联考理综卷）设地球的半径为R 0，质量为m 的卫星在距地面2R 0高处做匀速圆周运动，地面的重力加速度为g ，则（ ）A ．卫星的线速度为20gR B ．卫星的角速度为 08R g C ．卫星的加速度为2g D ．卫星的周期为2πg R 027 3.D4．（浙江省五校2012届高三上学期第一次联考）科学研究表明地球的自转在变慢，四亿年前，地球每年是四百多天，那么，地球每自转一周的时间约为21.5 h ，比现在要快2.5 h ，据科学家分析，地球自转变慢的原因主要有两个：一个是潮汐时海水与海岸碰撞、与海底摩擦而使能量变成内能；另一个是由于潮汐的作用，地球把部分自转能量传给了月球，使月球的机械能增加了（不考虑对月球自转的影响）。
由此可以判断，与四亿年前相比，现在月球绕地球公转的（ ）A ．半径减小B ．速度增大C ．周期增大D ．角速度增大4.C5．（河北省唐山一中2012届高三下学期2月五校联考理综卷）2011年11月1日“神舟八号”飞船发射升空后，先后经历了5次变轨，调整到处于“天宫一号”目标飞行器后方约52公里处，并与“天宫一号”处于同一离地面高343公里的圆形轨道上，与“天宫一号”实施首次交会对接，完成浪漫的“太空之吻”。
2013届高三物理一轮复习配套练习(人教版)：8.3 带电粒子在复合场中的运动
第三节 带电粒子在复合场中的运动随堂演练巩固1.(2012浙江温州高三八校联考,8)如图所示,有一金属块放在垂直于表面C 的匀强磁场中,磁感应强度为B,金属块的厚度为d,高为h.当有稳恒电流I 平行平面C 的方向通过时,由于磁场力的作用,金属块中单位体积内参与导电的自由电子数目为(上下两面M 、N 上的电压分别为M U 、)N UA.ed IB |M N U U -|B.2BIed |1MNUU -|C.BI ed |1M NUU -|D.2ed IB |M N U U -|【解析】 设电子的定向运动速度为v,单位体积内的自由电子数目为n,稳恒电流通过时,自由电子所受洛伦兹力与电场力平衡,有Bev=|M NU U d-|,根据电流的微观表达式有I=neSv,解以上两式得BI edn =|1M NUU -|.【答案】 C2.目前,世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机,如图表示它的原理:将一束等离子体喷射入磁场(速度方向垂直纸面进去),在磁场中有两块金属板A 、B,这时金属板上就会聚集电荷,产生电压.以下正确的是( )A.B 板带正电B.A 板带正电C.其他条件不变,只增大射入速度AB U ,增大D.其他条件不变,只增大磁感应强度AB U ,增大【解析】 由左手定则知正电荷向B 板,B 板带正电,A 对B 错;平衡稳定时,有AB U dqvB q =,可看出增大射入速度或增大磁感应强度AB U ,均增大,C 、D 正确。
【答案】 ACD3.(2012浙江温州高三八校联考,6)如图所示,真空中存在竖直向上的匀强电场和水平方向的匀强磁场,一质量为带电荷量为q 的物体以速度v 在竖直平面内做半径为R 的匀速圆周运动,假设t=0的时刻物体在轨迹最低点且重力势能为零,电势能也为零,则下列说法不正确的是( )A.物体带负电且做逆时针转动B.物体运动的过程中,机械能与电势能之和保持不变且大小为212mv C.物体运动的过程中,重力势能随时间的变化关系是}rm E p=mgR(1-cos )vt R D.物体运动的过程中,电势能随时间的变化关系是}rm E p′=mgR(cos 1)vt R -【解析】 物体做匀速圆周运动,应有电场力与重力平衡,则物体所受电场力应竖直向上,带正电;洛伦兹力提供向心力,根据左手定则可知,物体应顺时针转动,选项A 错误;物体受重力、电场力和洛伦兹力作用,只涉及机械能和电势能,因而二者之和不变,选项B 正确;如图所示,设经过时间t,物体位置如图所示,则此时重力势能p E =mgR(1-cos )θ,而vt θ=/R,得p E =mgR(1-cos )vtR ,选项C 正确;因动能不变,所以电势能的变化与重力势能的变化大小相等,变化情况相反,选项D 正确.【答案】 D4.(2010海南高考,15)图中左边有一对平行金属板,两板相距为d.电压为U;两板之间有匀强磁场,磁感应强度大小为0B ,方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里.图中右边有一半径为R 、圆心为O 的圆形区域内也存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面朝里.一电荷量为q 的正离子沿平行于金属板面、垂直于磁场的方向射入平行金属板之间,沿同一方向射出平行金属板之间的区域,并沿直径EF 方向射入磁场区域,最后从圆形区域边界上的G 点射出.已知弧FG 所对应的圆心角为θ,不计重力.求:(1)离子速度的大小; (2)离子的质量.【解析】 (1)由题设知,离子在平行金属板之间做匀速直线运动,洛伦兹力与电场力平衡00qvB qE = ①式中,v 是离子运动速度的大小0E ,是平行金属板之间的匀强电场的强度,有0U d E = ②由①②式得0UB dv =③(2)在圆形磁场区域,离子做匀速圆周运动,由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有2v r qvB m = ④式中,m 和r 分别是离子的质量和它做圆周运动的半径.由题设,离子从磁场边界上的点G 穿出,离子运动的圆周的圆心O′必在过E 点垂直于EF 的直线上,且在EG 的垂直平分线上(见下图).由几何关系有r=Rtan α ⑤式中α,是OO′与直径EF 的夹角,由几何关系得2αθ+=π ⑥联立③④⑤⑥式得,离子的质量为0qBB Rd Um =cot 2θ.【答案】 0(1)UB d0(2)q B B R d Ucot 2θ5.(2011全国理综,25)如图,与水平面成45︒角的平面MN 将空间分成Ⅰ和Ⅱ两个区域.一质量为m、电荷量为q （q ＞0）的粒子以速度v 0从平面MN 上的0P 点水平向右射入Ⅰ区.粒子在Ⅰ区运动时,只受到大小不变、方向竖直向下的电场作用,电场强度大小为E;在Ⅱ区运动时,只受到匀强磁场的作用,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里.求粒子首次从Ⅱ区离开时到出发点0P 的距离(粒子的重力可以忽略).【解析】 带电粒子进入电场后,在电场力的作用下沿抛物线运动,其加速度方向竖直向下,设其大小为a,由牛顿定律得qE=ma ①设经过时间0t ,粒子从平面MN 上的点1P 进入磁场,由运动学公式和几何关系得210002v t at = ②粒子速度大小1v 为1v =③设速度方向与竖直方向的夹角为α,则 tan 0v at α=④此时粒子到出发点0P 的距离为000s t = ⑤此后粒子进入磁场,在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,圆周半径为11mv qBr = ⑥ 设粒子首次离开磁场的点为2P ,弧12P P 所张的圆心角为2β,则点1P 到点2P 的距离为112s r =sin β ⑦由几何关系得45αβ+=︒ ⑧ 联立①②③④⑥⑦⑧式得1s =⑨点2P 与点0P 相距01l s s =+ ⑩ 联立①②⑤⑨⑩解得021()v E B l =+. ⑾【答案】021()v E B +6.( ☆ 选做题)(2011山东理综,25)扭摆器是同步辐射装置中的插入件,能使粒子的运动轨迹发生扭摆.其简化模型如图:Ⅰ、Ⅱ两处的条形匀强磁场区边界竖直,相距为L,磁场方向相反且垂直于纸面.一质量为m 、电荷量为-q 、重力不计的粒子,从靠近平行板电容器MN 板处由静止释放,极板间电压为U,粒子经电场加速后平行于纸面射入Ⅰ 区,射入时速度与水平方向夹角30θ=︒.(1)当Ⅰ区宽度1L L =、磁感应强度大小10B B =时,粒子从Ⅰ区右边界射出时速度与水平方向夹角也为30︒,求0B 及粒子在Ⅰ区运动的时间t;(2)若Ⅱ区宽度21L L L ==、磁感应强度大小210B B B ==,求粒子在Ⅰ区的最高点与Ⅱ区的最低点之间的高度差h;(3)若21L L L ==、10B B =,为使粒子能返回Ⅰ区,求2B 应满足的条件;(4)若12B B ≠、12L L ≠,且已保证了粒子能从Ⅱ区右边界射出.为使粒子从Ⅱ区右边界射出的方向与从Ⅰ区左边界射出的方向总相同,求1B 、2B 、1L 、2L 之间应满足的关系式图1【解析】 (1)如图1所示,设粒子射入磁场Ⅰ区的速度为v,在磁场Ⅰ区中做圆周运动的半径为1R ,由动能定理和牛顿第二定律得212qU mv = ①211v R qvB m = ② 由几何知识得12L R =sin θ ③联立①②③式,代入数据得0B = ④设粒子在磁场Ⅰ区中做圆周运动的周期为T,运动的时间为t12R v T π= ⑤22t T θπ=⑥联立②④⑤⑥式,代入数据得t = ⑦图2(2)设粒子在磁场Ⅱ区做圆周运动的半径为2R ,由牛顿第二定律得222vR qvB m = ⑧ 由几何知识可得12()(1h R R =+-cos )L θ+tan θ ⑨联立②③⑧⑨式,代入数据得(2h L=. ⑩ (3)如图2所示,为使粒子能再次回到Ⅰ区,应满足2(1R +sin )[L θ<或2(1R +sin )]L θ≤⑾联立①⑧式,代入数据得2B >或2B ≥⑿(4)如图3(或图4)所示,设粒子射出磁场Ⅰ区时速度与水平方向的夹角为α,由几何知识可得图3图411(L R =sin θ+sin )α⒀〔或11(L R =sin θ-sin )α〕22(L R =sin θ+sin )α⒁〔或22(L R =sin θ-sin )α〕 联立②⑧式得1122B R B R =⒂联立⒀、⒁、⒂式得1122B L B L =.⒃【答案】 0(1)B = t =(2)(2h L=2(3)B >或2B ≥1122(4)B L B L =课后作业夯基(A 卷)(时间:45分钟 必做题满分:100分 选做题:10分)一、不定项选择题(本题共8小题,每小题8分,共64分.选对但不全的得5分) 1.如图所示,质量为m 、电荷量为-e 的电子的初速为零,经电压为U 的加速电场加速后进入磁感应强度为B 的偏转磁场(磁场方向垂直纸面),其运动轨迹如图所示.以下说法中正确的是 )A.加速电场的场强方向向上B.偏转磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里C.电子在电场中运动和在磁场中运动时,加速度都不变,都是匀变速运动D.电子在磁场中所受的洛伦兹力的大小为f =【解析】 电子带负电,向上加速运动,因此加速电场的方向应为竖直向下,选项A 错误;电子刚进入时受水平向左的洛伦兹力,根据左手定则知偏转磁场的方向垂直纸面向里,选项B 错误;电子在电场中运动时加速度可能变化,在磁场中运动时,加速度变化,选项C 错误;根据动能定理可知,电子进入磁场时的速度为212v Ue mv ,=,洛伦兹力的大小为f=Bev,得f =选项D 正确. 【答案】 D2.在图中虚线所围的区域内,存在电场强度为E 的匀强电场和磁感应强度为B 的匀强磁场.已知从左方P 点处以速度v 水平射入的电子,穿过此区域未发生偏转,设重力可忽略不计,则在这区域中的E 和B 的方向可能是( )A.E 和B 都沿水平方向,并与v 方向垂直B.E 和B 都沿水平方向,并与v 方向相同C.E 竖直向上,B 垂直纸面向外D.E 竖直向上,B 垂直纸面向里【解析】 选项A 中洛伦兹力方向在竖直方向,电场力方向垂直纸面,所以二者相互垂直,其合力与初速度方向成一角度,电子要发生偏转,A 错;选项B 中洛伦兹力为零,电子仅在电场力作用下做匀减速直线运动,B 对;选项C 中电场力竖直向下,洛伦兹力竖直向上,二力平衡时也可做直线运动,C 对,D 错,所以应选BC. 【答案】 BC3.环型对撞机是研究高能粒子的重要装置.正、负离子由静止经过电压为U 的直线加速器加速后,沿圆环切线方向注入对撞机的真空环状空腔内,空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场,磁感应强度大小为B.两种带电粒子将被局限在环状空腔内,沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动,从而在碰撞区迎面相撞.为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动,下列说法正确的是( )A.对于给定的加速电压,带电粒子的比荷qm 越大,磁感应强度B 越大 B.对于给定的加速电压,带电粒子的比荷q m 越大,磁感应强度B 越小 C.对于给定的带电粒子,加速电压U 越大,粒子运动的周期越大D.对于给定的带电粒子,不管加速电压U 多大,粒子运动的周期都不变【解析】 带电粒子经过加速电场后速度为v =带电粒子以该速度进入对撞机的环形空腔内,且在圆环内做半径确定的圆周运动,因此mvBq R ==对于给定的加速电压,即U 一定,则带电粒子的比荷q/m 越大,磁感应强度B 越小,A 错,B 对;带电粒子运动周期2m BqT π=,与带电粒子的速度无关,当然就与加速电压U 无关,因此,对于给定的带电粒子和磁感应强度B,不管加速电压U 多大,粒子运动的周期不变,C 错,D 对. 【答案】 BD4.如图是质谱仪的工作原理示意图.带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器.速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B 和E.平板S 上有可让粒子通过的狭缝P 和记录粒子位置的胶片12A A .平板S下方有强度为B的匀强磁场.下列表述正确的是( )A.质谱仪是分析同位素的重要工具B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/BD.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷越小【解析】由加速电场可见粒子所受电场力向下,即粒子带正电.在速度选择器中,电场力水平向右,洛伦兹力水平向左,因此速度选择器中磁场方向垂直纸面向外,B正确;经过速度选择器时满足qE=qvB,可知能通过狭缝P的带电粒子的速率v=E/B,带电粒子进入磁场做匀速圆周运动半径mvqB ,可见当v相同时1()qmR,∝,所以可以用来区分同位素,且R越小,比荷就越大,D错误.【答案】ABC5.如图所示,一个质量为m、电荷量为q的带电小球从M点自由下落,M点距场区边界PQ高为h,边界PQ下方有方向竖直向下、电场强度为E的匀强电场,同时还有垂直于纸面的匀强磁场,小球从边界上的点进入复合场后,恰能做匀速圆周运动,并从边界上的b点穿出,重力加速度为g,不计空气阻力,则以下说法正确的是( )A.小球带负电荷,匀强磁场方向垂直于纸面向外B.小球的电荷量与质量的比值q/m=g/EC.小球从a 运动到b 的过程中,小球和地球系统机械能守恒D.小球在a,b 两点的速度相同 【解析】 带电小球在磁场中做匀速圆周运动,则qE=mg,选项B 正确;电场方向竖直向下,则可知小球带负电,由于小球从b 点射出,根据左手定则可知磁场垂直纸面向里,选项A 错误,只是a,b 两点机械能相等,选项C 错误;小球在a,b 两点速度方向相反,故选项D 错误. 【答案】 B6.如图所示,在匀强电场和匀强磁场共存的区域内,场强E 的方向竖直向下,磁感应强度B 的方向垂直纸面向里.有三个带有等量同种电荷的油滴M 、N 、P 在该区域中运动,其中M 向右做匀速直线运动,N 在竖直平面内做匀速圆周运动,P 向左做匀速直线运动,不计空气阻力,则三个油滴的质量关系是( )A.M N P m m m >>B.P N M m m m >>C.N P M m m m >>D.P M N m m m >>【解析】 N 在竖直平面内做匀速圆周运动,其重力与电场力平衡,因而带负电,且N m g Eq =;M 向右做匀速直线运动,有M m g F Eq +=;P 向左做匀速直线运动,有P m g Eq F =+′,比较上述三式,有P N M m m m >>成立,选项B正确.【答案】B7.(2012浙江台州中学高三摸底,13)如图所示,某空间存在正交的匀强电磁场,电场方向水平向右,磁场方向垂直纸面向里,一带负电微粒由a点以一定初速度进入电磁场,刚好能沿直线ab斜向上运动,则下列说法正确的是( )A.微粒的动能一定增加B.微粒的动能一定减少C.微粒的电势能一定减少D.微粒的机械能一定增加【解析】微粒受力如图所示,其做直线运动,应有电场力F沿垂直直线方向上的分力与洛伦兹力f平衡,则合力与速度反向,动能一定减小,选项A错B对;电场力做负功,电势能增加,机械能增加,选项C错D对.【答案】BD8.如图所示,光滑半圆形轨道与光滑斜面轨道在B处与圆弧相连,将整个装置置于水平向外的匀强磁场中,有一带正电小球从A静止释放,且能沿轨道前进,并恰能通过圆弧最高点,现若撤去磁场,使球仍能恰好通过圆环最高点C,释放高度H′与原释放高度H的关系是( )A.H′=HB.H′<HC.H′>HD.不能确定【解析】 无磁场时,小球在C 点由重力提供向心力,临界速度为v′.加磁场后,小球在C 点受向上的洛伦兹力,向心力减小,临界速度v 减小.所以不加磁场时在C 点的机械能较大,由于洛伦兹力不做功,有没有磁场机械能都守恒,所以,不加磁场时机械能较大,选C. 【答案】 C二、论述⋅计算题(本题共2小题,共36分) 9.(2011广东理综,35)如图(a)所示,在以O 为圆心,内外半径分别为1R 和2R 的圆环区域内,存在辐射状电场和垂直纸面的匀强磁场,内外圆间的电势差U 为常量10R R ,=,2R =03R .一电荷量为+q,质量为m 的粒子从内圆上的A 点进入该区域,不计重力.(1)已知粒子从外圆上以速度1v 射出,求粒子在A 点的初速度0v 的大小.(2)若撤去电场,如图(b),已知粒子从OA 延长线与外圆的交点C 以速度2v 射出,方向与OA 延长线成45︒角,求磁感应强度的大小及粒子在磁场中运动的时间.(3)在图(b)中,若粒子从A 点进入磁场,速度大小为3v ,方向不确定,要使粒子一定能够从外圆射出,磁感应强度应小于多少?【解析】 (1)对带电粒子从A 点到外圆周过程中,由动能定理有:22111022qU mv mv =-,所以粒子在A 点的初速度为:0v =(2)先确定带电粒子做圆周运动的圆心,如图所示:设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R,由几何知识可知22221()R R R R +=-,解得0R .又因为222v Rqv B m=,所以磁感应强度为B ==.因为22t Tθπ=,π2222v RR v T qv B m =,=所以带电粒子在磁场中的运动时间:22m 2m424mv T Bq t ππ====(3)带电粒子能从外圆射出的两种临界情况,如图所示.对于临界状态1(即小圆)有:31qv B ′230v R m =,解得1B ′30mv qR =对于临界状态2(即大圆)有:32qv B ′232v R m =, 解得:2B ′302mv qR =,所以磁感应强度应满足:B′3mv qR <.【答案】 0(1)v =(2)B =2t =(3)B′302mv qR <10.(18分)如图所示,在宽度分别为1l 和2l 的两个毗邻的条形区域分别有匀强磁场和匀强电场,磁场方向垂直于纸面向里,电场方向与电、磁场分界线平行.一带正电荷的粒子以速率v 从磁场区域上边界的P 点斜射入磁场,然后以垂直于电、磁场分界线的方向进入电场,最后从电场边界上的Q 点射出,已知PQ 垂直于电场方向,粒子轨迹与电、磁场分界线的交点到PQ 的距离为d.不计重力,求电场强度与磁感应强度大小之比及粒子在磁场与电场中运动时间之比【解析】 粒子在磁场中做匀速圆周运动,如图所示.由于粒子在分界线处的速度与分界线垂直.圆心O 应在分界线上,OP 长度即为粒子运动的圆弧的半径R.由几何关系得2221()R l R d =+- ①(3分)设粒子的质量和所带正电荷分别为m 和q,由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得2v R qvB m = ②(1分)设P′为虚线与分界线的交点POP ,∠′α=,则粒子在磁场中的运动时间为1R vt α= ③(2分)式中有sin 1l Rα=④(3分)粒子进入电场后做类平抛运动,其初速度为v,方向垂直于电场.设粒子的加速度大小为a,由牛顿第二定律得qE=ma ⑤(1分)由运动学公式有212d at = ⑥(2分)22l vt = ⑦(2分)由①②⑤⑥⑦式得22122l d E Bl v +=. ⑧(2分)由①③④⑦式得2211222t l d t dl +=arcsin 12212()dll d + (2分)【答案】2222112222l d l d EBdl l v ++=,arcsin 12212()dl l d + 三、选做题(10分)11.(2012山东东营高三模拟,24)如图所示,虚线MN 左侧是水平正交的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向右,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度为B;MN 右侧有竖直方向的匀强电场(如图中竖直线,方向未标出),电场中还有一固定的点电荷Q.一质量为m,电荷量为q 的点电荷,从MN 左侧的场区沿与电场线成θ角斜向上的直线匀速运动,穿过MN 上的A 点进入右侧的场区,恰好绕Q 在竖直面内做半径为r 的匀速圆周运动,并穿过MN 上的P 点进入左侧场区.已知点电荷Q 及MN 右侧的电场对MN 左侧无影响,当地重力加速度为g,静电力常量为(1)判断电荷q 的电性并求出MN 左侧匀强电场的场强E; (2)判断电荷Q 的电性并求出其电荷量;(3)求出电荷穿过P 点刚进入左侧场区时加速度a 的大小和方向.【解析】 (1)点电荷在MN 左侧区匀速运动,受力必须如图所示,根据左手定则可知,q 一定带正电 (1分)由根据平衡条件得 qvBcos mg θ= (1分) qvBsin 1qE θ= (1分)1mg q E =tan θ. (1分) (2)因为q 带正电,在电荷Q 的电场力的作用下做圆周运动,Q 对它的电场力一定是引力,故Q 应带负电 (1分) 由牛顿定律得22Qq v r r k m = (1分)解得32322cos m g r kq B Q θ=. (1分)(3)电荷进入左侧场区时,速度大小不变但方向变为沿左向上的方向,且与水平方向的夹角为θ,电荷受力及夹角关系如图所示.在水平方向上:1qE qvB -sin 1ma θ= (1分)10a =在竖直方向上:qvBcos 2mg ma θ-= (1分)22a g =故a 的大小为2g,方向竖直向下. (1分) 【答案】 (1)正电mg q,tan θ (2)负电32322cos m g r kq B θ,(3)2g,竖直向下(B 卷)(时间:45分钟 必做题满分:100分 选做题:10分)一、不定项选择题(本题共8小题,每小题8分,共64分.选对但不全的得5分)1.带电粒子(不计重力)所处的状态可能是( )①只在磁场中处于平衡状态 ②只在电场中做匀速圆周运动 ③只在匀强磁场中做平抛运动 ④只在匀强电场中做匀速直线运动A.①②B.②③C.③④D.①④【解析】 在磁场中当速度与磁场平行或速度为零时不受洛伦兹力,可处于平衡状态,①正确;带电粒子可围绕点电荷做匀速圆周运动,②正确;在匀强磁场中洛伦兹力与速度垂直,如做曲线运动洛伦兹力必是变力,不可能做平抛运动,③错误;在匀强电场中必然受到电场力不可能做匀速直线运动,④错误.故选A. 【答案】 A2.如图所示,MN 是纸面内的一条直线,其所在空间充满与纸面平行的匀强电场或与纸面垂直的匀强磁场(场区都足够大),现有一个重力不计的带电粒子从MN 上的O 点以水平初速度0v 射入场区,下列判断正确的是( )A.如果粒子回到MN 上时速度增大,则该空间存在的场一定是电场B.如果粒子回到MN 上时速度大小不变,则该空间存在的场可能是电场C.若只改变粒子的初速度大小,发现粒子再回到MN 上时与其所成的锐角夹角不变,则该空间存在的场一定是磁场D.若只改变粒子的初速度大小,发现粒子再回到MN 上时所用时间不变,则该空间存在的场一定是磁场【解析】 因为洛伦兹力不做功,故如果速度增大,空间存在的场肯定是电场,A 正确;如果MN 是电场的等势面,粒子回到MN 上时,电场力做功为零,根据动能定理,速度大小不变,B 项正确;如果粒子受力垂直MN 向左下方,则带电粒子做类斜抛运动,根据运动的对称性,带电粒子回到MN 上时与其所成的锐角夹角不变,故C 项错误;若改变粒子的速度大小,粒子再回到MN 上时,因为圆弧对应的圆心角不变,粒子运动的周期不变,故所用的时间不变,但如果是电场,改变粒子的初速度,粒子回到MN 上时,时间肯定变化,故D 正确. 【答案】 ABD3.如图是磁流体发电机的示意图,在间距为d 的平行金属板A,C 间,存在磁感应强度为B 、方向垂直纸面向外的匀强磁场,两金属板通过导线与滑动变阻器相连,变阻器接入电路的电阻为R.等离子体连续以速度v 平行于两金属板垂直射入磁场,理想电流表A 的读数为I,则( )A.发电机的电动势E=IRB.发电机的内电阻为Bdv Ir R =-C.发电机的效率IR Bvη=D.变阻器触头P 向上滑动时,单位时间内到达金属板A,C 的等离子体数目增多【解析】 当等离子体受到的洛伦兹力等于电场力时,电动势呈稳定状态,则场强1E Bv =,发动机的电动势1E E d Edv ==,外电路的电压为IR ,A 错误;发电机的内部电阻等效于电源的内阻,那么发电机的内阻Bdv Ir R =-,B 正确;发电机的效率U IRE Bdvη==,C 错误;触头P 向上运动,则电路中的电阻变小,电路中的电流变大,单位时间移动的电荷数变多,D 正确. 【答案】 BD4.(2010东北三校第一次联考)如图所示,ABC 为竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中AB 为倾斜直轨道,BC 为与AB 相切的圆形轨道,并且圆形轨道处在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里.质量相同的甲、乙、丙三个小球中，甲球带正电，乙球带负电，丙球不带电。
2013届高三物理一轮复习专题精练专题2力物体的平衡
2013届高三物理一轮复习专题精练专题2 力物体的平衡一、选择题1.（2012·山西大学附中高三月考）如图所示，质量为M的三角形木块A静止在水平面上。
一质量为m的物体B正沿A的斜面下滑，三角形木块A仍然保持静止。
则下列说法中正确的是( )A．A对地面的压力大小一定等于gm M) (B．水平面对A的静摩擦力可能为零C．水平面对A静摩擦力方向不可能水平向左D．若B沿A的斜面下滑时突然受到一沿斜面向上的力F的作用，如果力F的大小满足一定条件，三角形木块A可能会立刻开始滑动1.B2．（2012·山东省临朐第六中学高三月考）某班级同学要调换座位，一同学用斜向上的拉力拖动桌子沿水平地面匀速运动，则下列说法一定正确的是（）A．拉力的水平分力等于桌子所受的合力B．拉力的竖直分力等于桌子所受重力的大小C．拉力与摩擦力的合力大小等于重力大小D．只要桌子运动方向不变，无论沿水平地面怎样运动，拉力与重力的合力方向一定不变2.D3．（2012·云南省建水一中高三月考）一端装有定滑轮的粗糙斜面体放在地面上，A、B两物体通过细绳连接，并处于静止状态（不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦），如图所示。
现用水平力F作用于物体B 上，缓慢拉开一小角度，此过程中斜面体与物体A仍然静止。
则下列说法正确的是（）A．缓慢拉开的过程中水平拉力F不变B．斜面体所受地面的支持力不变C．斜面对物体A作用力的合力变大D．物体A所受斜面体的摩擦力变小3.B4．（云南省建水一中2012届高三月考卷）用一轻绳将小球P系于光滑墙壁上的O点，在墙壁和球P之间夹有一矩形物块Q ，如图所示。
P 、Q 均处于静止状态，则下列相关说法正确的是（ ）A ．P 物体受4个力B ．若绳子变短，Q 受到的静摩擦力将增大C ．Q 受到3个力D ．若绳子变长，绳子的拉力将变小 4.AD5．（2012·重庆八中高三月考）小球A 和B 的质量均为m ，长度相同的四根轻细线按如图所示的方式连接，它们均被拉直，且P 、B 间细线恰好处于竖直方向，Q 、A 间的细线处于水平方向。
2013届高三物理新课标版单元综合测试第13章光
新课标人教版2013届高三物理总复习单元综合测试十三第十三章 光本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，试卷满分为100分．考试时间为90分钟．第Ⅰ卷(选择题，共40分)一、选择题(本题共10小题，每题4分，共40分．有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1．如图1所示，在A 点有一个小球，紧靠小球的左方有一个点光源S .现将小球从A 点正对着竖直墙平抛出，打到竖直墙之前，小球在点光源照射下的影子在墙上的运动是( )图1A ．匀速直线运动B ．自由落体运动C ．变加速直线运动D ．匀减速直线运动解析：小球抛出后做平抛运动，时间t 后水平位移是v t ，竖直位移是h ＝12gt 2，根据相似形知识可以由比例求得x ＝gl2vt ∝t ，因此影子在墙上的运动是匀速运动． 答案：A图22．如图2所示，一束细光线a 射到Ⅰ、Ⅱ两种介质的界面后，反射光束只有b ，折射光束只有c .下列说法正确的是( )A ．若a 是复色光，则b 、c 都一定是复色光B ．若a 是单色光，则b 、c 都一定是单色光C ．若b 是复色光，则a 、c 都一定是复色光D ．若b 是单色光，则a 、c 都一定是单色光解析：光射到两种介质界面上，一定有反射，但不一定有折射；不同频率的光入射角相同时，折射角一定不同．若a 是复色光，b 一定是复色光，而折射光线只有c ，c 一定是单色光，而且只有这种频率的光发生了折射，其余频率的光都发生了全反射．若b 是复色光，说明a 是复色光，但c 只能是单色光．若b 是单色光，说明a 一定是单色光，因此c 也一定是单色光．答案：BD图33．如图3所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为r ，外圆半径为R ，R ＝2r .现有一束单色光垂直于水平端面A 射入透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水平端面B 射出．设透明柱体的折射率为n ，光在透明柱体内传播的时间为t ，若真空中的光速为c ，则( )A ．n 可能为 3B ．n 可能为2C ．t 可能为22rcD ．t 可能为4.8rc解析：图4只经过两次全反射射出，可知第一次入射角为45°，反射光路图如图4所示．根据全反射可知临界角C ≤45°，再根据n ＝1sin C 可知n ≥2；光在透明柱体中传播距离为L ＝4r ，传播时间为t ＝L v ＝4nr c ，则t ≥42rc选项C 、D 均错．答案：AB图54．一束红光和一束绿光以相同的角度沿半径方向射向截面为半圆形的玻璃砖，并分别沿OA 和OB 方向射出，如图5所示，下列说法正确的是( )A ．OA 是红光，穿过玻璃砖的时间较短B ．OB 是红光，穿过玻璃砖的时间较长C ．OA 是紫光，穿过玻璃砖的时间较短D ．OB 是紫光，穿过玻璃砖的时间较长解析：由图知，红光和绿光的入射角相同，根据折射定律n ＝sin isin r ，有sin ∠AOM sin ∠NOC ＝n A ，sin ∠BOMsin ∠NOC＝n B因∠AOM <∠BOM ，则sin ∠AOM <sin ∠BOM ，即n A <n B .根据同种介质对频率大的色光的折射率较大可知，OA 为红光，OB 为紫光．根据折射率n ＝cv 可知，光在玻璃砖中的传播速度v ＝cn.可见，红光在玻璃砖中的传播速度较大．由于红光和绿光在玻璃砖中传播距离均为半径长，可见波速大的红光在玻璃砖中的传播时间较短，紫光穿过玻璃砖的时间较长．答案：AD图65．如图6所示，一束光从空气垂直射到直角棱镜的AB 面上，已知棱镜材料的折射率为1.4，则这束光进入棱镜后的光路图应为下图中的( )解析：因为n ＝1.4，所以根据sin C ＝1n 知临界角等于45°.光线垂直AB 面射入，在AC 面入射角为60°>45°，发生全反射．A 错误．光线经AC 面全反射后射到BC 面时入射角为30°<45°，在该介面上既有反射现象又有折射现象，且折射角大于入射角，B 、C 错误．答案：D6．关于光在竖直的肥皂液薄膜上产生的干涉现象，下列说法正确的是( ) A ．干涉条纹的产生是由于光在薄膜前后两个表面反射，形成的两列光波叠加的结果 B ．若出现明暗相间条纹相互平行，说明肥皂膜的厚度是均匀的 C ．用绿色光照射薄膜产生的干涉条纹间距比黄光照射时的间距小 D ．薄膜上的干涉条纹基本上是竖直的解析：要想产生干涉现象，必须有两列相干光源．在皂膜干涉中，薄膜前后两个表面反射的光正好是两个相干光源，它们相互叠加形成干涉条纹，所以A 选项正确．肥皂膜在重力作用下，上面薄、下面厚，厚度是变化的，并且厚度均匀的薄膜是不会出现干涉条纹的，所以B 选项错误．波长越短的光波，对同一个装置，干涉条纹越窄．绿光的波长小于黄光的波长，所以绿色光照射薄膜产生的干涉条纹的间距比黄光照射时的间距小，C 选项正确．出现明、暗条纹的位置与薄膜厚度有关，对于某位置，若光线叠加后加强，则与此等厚度的位置反射光线叠加都加强，从而形成亮条纹．对暗条纹也是一样道理．竖直的肥皂膜，其厚度相等的位置在同一水平面上，因此干涉条纹基本上是水平的，所以D 选项错误．答案：AC7．在双缝干涉实验中，光源发射波长为6.0×10－7 m 的橙光时，在光屏上获得明暗相间的橙色干涉条纹，光屏上A 点恰好是距中心条纹的第二条亮纹．其他条件不变，现改用其他颜色的可见光做实验，光屏上A 点是暗条纹位置，可见光的频率范围是 3.9×1014～7.5×1014Hz ，则入射光的波长可能是( )A ．8.0×10－7mB ．4.8×10－7mC ．4.0×10－7mD ．3.4×10－7m解析：可见光的频率范围是 3．9×1014～7.5×1014Hz依据公式c ＝λf ，可知其波长范围是 4．0×10－7～7.69×10－7m.A ，D 选项在此范围之外，应首先排除掉．根据公式δ＝nλ2(n 为整数)可知，n 为偶数的地方出现亮条纹，n 为奇数的地方出现暗条纹．因此n ＝4时，出现距中心条纹的第二条亮纹，所以A 点到两条缝的光程差δ＝4×6×10－72m ＝12×10－7m要想出现暗条纹，n 需取奇数才行． 当入射光波长为4.8×10－7m 时，12×10－7m ＝n 4.8×10－72m ，n ＝5为奇数，所以A 点出现暗条纹，B 选项正确． 当入射光波长为4.0×10－7m 时，12×10－7m ＝n 4.0×10－72m ，n ＝6为偶数，所以A 点出现亮条纹，C 选项错误． 答案：B8．甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，设相邻两个亮条纹的中心距离为Δx ，若Δx 甲>Δx 乙，则下列说法正确的是( )A ．甲光能发生偏振现象，乙光则不能发生B ．真空中甲光的波长一定大于乙光的波长C ．甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量D ．在同一均匀介质中甲光的传播速度大于乙光解析：Δx ＝Ld λ，Δx 甲>Δx 乙，故λ甲>λ乙，故B 正确．光都具有偏振现象，故A 错误．由c ＝λf 可知f 甲<f 乙，故甲光的光子能量小于乙光的光子能量，故C 错误．在同一均匀介质中，波长大的光传播速度大，故D 项正确．答案：BD图79．如图7所示，A 、B 、C 为等腰棱镜，a 、b 两束不同频率的单色光垂直AB 边射入棱镜，两束光在AB 面上的入射点到OC 的距离相等，两束光折射后相交于图中的P 点，以下判断正确的是( )A ．在真空中，a 光光速大于b 光光速B ．在真空中，a 光波长大于b 光波长C ．a 光通过棱镜的时间大于b 光通过棱镜的时间D ．a 、b 两束光从同一介质射入真空过程中，a 光发生全反射的临界角大于b 光发生全反射的临界角解析：因为两束光折射后相交于图中的P 点，根据折射定律可知a 光的折射率n a >n b ，a 光的频率νa >νb ，光在真空中的传播速度相等，A 错误；由λ＝c ν得B 错误；由v ＝c n 和t ＝sv得C 正确；根据sin C ＝1n得D 错误．答案：C10．用激光做单缝衍射实验和双缝干涉实验，比普通光源效果更好，图象更清晰．如果将感光元件置于光屏上，则不仅能在光屏上看到彩色条纹，还能通过感光元件中的信号转换，在电脑上看到光强的分布情况．下列说法正确的是( )图8A ．当做单缝实验时，光强分布图如乙所示B ．当做单缝实验时，光强分布图如丙所示C ．当做双缝实验时，光强分布图如乙所示D ．当做双缝实验时，光强分布图如丙所示解析：当做单缝实验时，中间是亮条纹，往两侧条纹亮度逐渐降低，且亮条纹的宽度不等，所以其光强分布图如乙所示，A 项正确，B 项错误；当做双缝实验时，在屏上呈现的是宽度相等的亮条纹，所以其光强分布图如丙所示，C 项错误，D 项正确．答案：AD第Ⅱ卷(非选择题，共60分)二、填空题(本题共2小题，每题8分，共16分)图911．某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行．正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图9所示．①此玻璃的折射率计算式为n ＝________(用图中的θ1、θ2表示)；②如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度________(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量．解析：①由折射率公式可得n ＝sin (90°－θ1)sin (90°－θ2)＝cos θ1cos θ2；②玻璃砖的宽度越大，出射光线的侧移量越大，玻璃砖中折射光线的误差越小，所以应选用宽度大的玻璃砖来测量．答案：①cos θ1cos θ2(或sin (90°－θ1)sin (90°－θ2)) ②大12．某同学设计了一个测定激光的波长的实验装置如图10(a)所示，激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个一端装有双缝、另一端装有感光片的遮光筒，感光片的位置上出现一排等距的亮点，图10(b)中的黑点代表亮点的中心位置．图10(1)这个现象说明激光具有________________性．(2)通过测量相邻光点的距离可算出激光的波长，据资料介绍，如果双缝的缝间距离为a ，双缝到感光片的距离为L ，感光片上相邻两光点间的距离为b ，则激光的波长λ＝ab L.该同学测得L ＝1.0000 m 、缝间距a ＝0.220 mm ，用带十分度游标的卡尺测感光片上的点的距离时，尺与点的中心位置如图10(b)所示．图10(b)图中第1到第4个光点的距离是____________ mm.实验中激光的波长λ＝________ m ．(保留两位有效数字)(3)如果实验时将红激光换成蓝激光，屏上相邻两光点间的距离将________．解析：(1)这个现象是光的干涉现象．干涉现象是波独有的特征，所以说明激光具有波动性．(2)由游标卡尺的读数原理知第1到第4个光点的距离是8.5 mm. 由题意知b ＝8.53 mm ，a ＝0.220 mm ，L ＝1.0000 m ，所以波长λ＝ab L＝6.2×10－7 m.(3)蓝光波长小于红光波长，由λ＝abL 知：相邻两光点间距离变小．答案：(1)波动 (2)8.5 6.2×10－7 (3)变小三、计算题(本题共4小题，13、14题各10分，15、16题各12分，共44分，计算时必须有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)图1113．如图11所示，扇形AOB 为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB ＝60°.一束平行于角平分线OM 的单色光由OA 射入介质，经OA 折射的光线恰平行于OB .①求介质的折射率．②折射光线中恰好到M 点的光线________(填“能”或“不能”)发生全反射． 解析：依题意作出光路图，图12①由几何知识可知，入射角i ＝60°，折射角r ＝30° 根据折射定律得n ＝sin i sin r代入数据解得n ＝ 3 ②不能．答案：①3 ②不能图1314．如图13所示，有一圆筒形容器，高H ＝20 cm ，筒底直径为d ＝15 cm ，人眼在筒旁某点向筒内壁观察，可看到内侧深h ＝11.25 cm.如果将筒内注满水，观察者恰能看到筒壁的底部．求水的折射率．解析：设入射角r ，折射角i ，则sin i ＝d d 2＋h 2，sin r ＝d d 2＋H 2，n ＝sin isin r ＝d 2＋H 2d 2＋h 2＝152＋202152＋11.252＝1.33.答案：1.3315．半径为R 的玻璃半圆柱体，横截面如图14所示，圆心为O .两条平行单色红光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直，光线1的入射点A 为圆柱的顶点，光线2的入射点为B ，∠AOB ＝60°.已知该玻璃对红光的折射率n ＝ 3.图14(1)求两条光线经柱面和底面折射后的交点与O 点的距离d . (2)若入射的是单色蓝光，则距离d 将比上面求得的结果大还是小？ 解析：图15(1)光路如图15所示，可知i ＝60° 由折射率n ＝sin i sin r ，可得r ＝30°由几何关系及折射定律公式 n ＝sin r ′sin i ′得：i ′＝30°，r ′＝60°，∵OC sin30°＝Rsin120°所以OC ＝R 2cos30°＝3R3在△OCD 中可得 d ＝OD ＝OC tan30°＝R3(2)由于单色蓝光比单色红光波长小、折射率n 大，所以向O 点偏折更明显，d 将减小． 答案：(1)R3(2)小16．某有线制导导弹发射时，在导弹发射基地和地导弹间连一根细如蛛丝的特制光纤(像放风筝一样)，它双向传输信号，能达到有线制导作用．光纤由纤芯和包层组成，其剖面如图16所示，其中纤芯材料的折射率n 1＝2，包层折射率n 2＝3，光纤长度为33×103 m ．(已知当光从折射率为n 1的介质射入折射率为n 2的介质时，入射角θ1、折射角θ2间满足关系：n 1sin θ1＝n 2sin θ2)图16(1)试通过计算说明从光纤一端入射的光信号是否会通过包层“泄漏”出去；(2)若导弹飞行过程中，将有关参数转变为光信号，利用光纤发回发射基地经瞬间处理后转化为指令光信号返回导弹，求信号往返需要的最长时间．解析：(1)由题意在纤芯和包层分界面上全反射临界角C 满足：n 1sin C ＝n 2sin 90°得：C ＝60°，当在端面上的入射角最大(θ1m ＝90°)时，折射角θ2也最大，在纤芯与包层分界面上的入射角θ1′最小．图17在端面上：θ1m ＝90°时，n 1＝sin90°sin θ2m得：θ2m ＝30° 这时θ′1 min ＝90°－30°＝60°＝C ，所以，在所有情况中从端面入射到光纤中的信号都不会从包层中“泄漏”出去．(2)当在端面上入射角最大时所用的时间最长，这时光在纤芯中往返的总路程：s ＝2L cos θ2m ，光纤中光速：v ＝c n 1信号往返需要的最长时间t max ＝s v ＝2Ln 1c cos θ2m .代入数据t max ＝8×10－5s.答案：见解析。
【学海导航】2013届高三物理一轮复习课件(人教版)：第4章 第3节 圆周运动
6
新课标资源网
老师都说好!
(1)根据表中数据，试导出h和r关系的表达式， 并求出当r=440m时，h的设计值； (2)铁路建成后，火车通过弯道时，为保证绝对 安全，要求内外轨道均不向车轮施加侧向压力，又 已知我国铁路内外轨的间距设计值为L=1425mm， 结合表中数据，算出我国火车的转弯速率v(以km/h 为单位，结果取整数)；(路轨倾角很小时，正切值 按正弦值处理)
老师都说好!
【 解 析 】 速 度 相 同 包 括 大 小 相 等 和 方 向 相 同 ， 由 质 点 P做 匀 速 圆 周 运 动 的 方 向 可 知 ， 只 有 当 P运 动 到 圆 周 上 的 C点 时 ， P、 Q 速 度 的 方 向 才 相 同 ， 即 质 点 P 转 过 n 3 / 4 周 ( n 0、、、 )， 经 历 的 时 间 t n 3 / 4 T ( n 0、、、 )， 1 2 3 1 2 3 质 点 P的 速 率 ： v 2 R T 在 相 同 时 间 内 ， 质 点 Q做 匀 加 速 直 线 运 动 ， 速 度 应 达 到 v， 由 牛 顿 第 二 定 律 及 速 度 公 式 得 ： v 由以上三式得：F 8 m R (4 n 3)T
1.2
2
r
25 36
.
14
新课标资源网
老师都说好!
点评：匀速圆周运动中的放绳问题，关键是抓住缓 慢释放与迅速释放所产生的区别．前者，线速度大 小不变；后者，由于沿绳方向速度的损耗，从而使 线速度变小了．解决这一问题可培养同学们的严谨 科学思维及深入探究精神．
15
新课标资源网
25
新课标资源网
老师都说好!
A.
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
贵溪一中2013届高三物理复习周练3（必修二，重点班）
命题：熊居峰
班级： 姓名： 学号： 得分：
一、选择题,（6分X8=48分）
1、做匀速圆周运动的物体,下列不变的物理量是( )
A．速度 B．速率 C．角速度 D．周期
2、如图1所示,地球绕OO′轴自转,则下列正确的是( )
A．A、B两点的角速度相等
B．A、B两点线速度相等
C．A、B两点的转动半径相同
D. A、B两点的转动周期相同
3、当重力对物体做正功时,物体的 ( )
A．重力势能一定增加，动能一定减小
B．重力势能一定增加，动能一定增加
C．重力势能一定减小，动能不一定增加
D. 重力势能不一定减小，动能一定增加
4、如图所示，细杆的一端与一小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动。现给
小球一初速度，使它做圆周运动，图中a、b分别表示小球轨道的最低点和最高
点。则杆对球的作用力可能是 ( )
A．a处为拉力，b处为拉力
B．a处为拉力，b处为推力
C．a处为推力，b处为拉力
D．a处为推力，b处为推力
5、设地球的质量为M，平均半径为R，自转角速度
为ω，引力常量为G，则有关同步卫星的说法正确
的是( )
A．同步卫星的轨道与地球的赤道在同一平面内
B．同步卫星的离地高度为32GMh
C．同步卫星的离地高度为RGMh32
D．同步卫星的角速度为ω，线速度大小为3GM
6、以下说法正确的是（ ）
A一个物体所受的合外力为零，它的机械能一定守恒
B一个物体做匀速运动，它的机械能一定守恒
C一个物体所受的合外力不为零，它的机械能可能守恒
D 一个物体所受合外力的功为零，它一定保持静止或匀速直线运动
7、小船在静水中速度是V，今小船要渡过一河流，渡河时船头与河岸垂直朝对
岸划行，若航行到河中心时，水流速度增大，则渡河时间将：（ ）
A增大 B减小
C不变 D不能判定
图1
8、某人用手将1Kg物体由静止向上提起1m，这时物体的速度为2m/s（g取10m/s2），
则下列说法正确的是（ ）
A．手对物体做功12J B．合外力做功2J
C．合外力做功12J D．物体克服重力做功2J
二、填空题（3分X5=15分）
9、在研究平抛物体运动的实验中，用一张印
有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长
L=1.25cm，若小球在平抛运动途中的几个位
置如3中的a、b、c、d所示，则小球平抛的
初速度的计算
式为V0=______ （用L、g表示），
其值是______（取g=10m/s2）
10、在“验证机械能守恒定律”的实验中，
质量m＝1kg的物体自由下落，得到如图所示
的纸带，相邻计数点间的时间间隔为
0.04s．那么从打点计时器打下起点O到打下B点的过程
中，物体重力势能的减少量Ep＝_______J，此过程中物体动能的增加量
Ek=______J．由此可得到的结论是 ．(g=9.8
m/s2，保留三位有效数字)
三、计算题。（（7分+10分+15分+15分=47分）,
11、（7分）从20m高处以15m/s的初速度水平抛出一个物体，不计空气阻力，
求：（1）这个物体落地点与抛出点的水平距离；（2）这个物体落地时的速度大小。
12、（10分）已知某星球的质量是地球质量的81倍，半径是地球半径的9倍。
在地球上发射一颗卫星，其第一宇宙速度为7.9km／s，则在某星球上发射一颗
人造卫星，其发射速度最小是多少
图3
13、（15分）汽车发动机的额定功率为30KW，质量为2000kg，当汽车在水平路
面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍，
（1）汽车在路面上能达到的最大速度？
（2）当汽车速度为10m／s时的加速度?
（3）若汽车从静止开始保持1m／s2的加速度作匀加速直线运动，则这一过程能
持续多长时间？
14、（15分）小物块A的质量为m，物块与坡道间的动摩擦因数为μ，水平面光
滑；坡道顶端距水平面高度为h，倾角为θ；物块从坡道进入水平滑道时，在底
端O点处无机械能损失，重力加速度为g 。将轻弹簧的一端连接在水平滑道
M
处并固定墙上，另一自由端恰位于坡道的底端O点，如图所示。物块A从坡顶由
静止滑下，求：
（1）物块滑到O点时的速度大小.
（2）弹簧为最大压缩量d时的弹性势能.
（3）物块A被弹回到坡道上升的最大高度.
θ
贵溪一中2013届高三物理复习周练3答卷纸（必修二，重点班）
命题：熊居峰
班级： 姓名： 学号： 得分：
一、选择题,（6分X8=48分）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
选项
二、填空题（3分X5=15分）
9、______ ______
10、_______， ______． ．
三、计算题。（7分+10分+15分+15分=47分）
11、
12、
13、
14、
高一物理下学期期末模拟试题的参考答案
一、选择题
1、BCD 2、AD 3、C 4、AB 5、ACD 6、CD 7、C 8、AB
二、填空题
9、2gL ；2/2ms
10、2.28; 2.26; 在实验误差允许的范围内机械能是守恒的
三、解答题。
11、解：
（1）
2
0
0
1
2
230xvthgth
xvmg
由和得
（2）
2
22
0225/yy
vghvvvms
12、解：设地球质量为1M，半径为1R；某星球的质量为2M，半径为2R
则：121211RvmRmMG，111RGMv 同理222RGMv
819MRRMvv212121
skm/7.23v3v12
13、解：（1）汽车有最大速度时，此时牵引力与阻力平衡，由此可得：.
smsmfPvfvFPmm/15/1020001.01030v 3m
牵
（2）当速度smv/10时，则NNvPF33103101030牵
∴22/5.0/200020003000smsmmfFa
（3）若汽车从静止作匀加速直线运动，则当额PP时，匀加速结束
∴tvFP牵额 又∵mafF牵 ∴mafPFPvt额牵额 ∴
ssamafPavtt5.71)120002000(1030)3
（
额
14、解：
2
2
1
2
11
1
1
cot22(1cot12cot10cot2(1cot)1cotppmghmghmvvghmvEEmghmghhmvmghmghhh（1）由动能定理得
解得
（2）在水平道上，机械能守恒定律得
则
（3）设物块A能够上升的最大高度为，物块被弹回过程中由动能定理得
解得