第一篇：磁場--2011屆高三物理教案及練習題
2011屆高三物理一輪復習教學案及跟蹤訓練
第一單元 磁場 安培力
第1課時 磁場及其描述
要點一 磁場、磁感
即學即用
1.如圖所示,放在通電螺線管內部中間處的小磁針,靜止時N極指向右,試判斷電源的正負極. 答案 c端為正極,d端為負極
要點二 描述磁場的物理量
即學即用
2.關于磁感應強度B,下列說法中正確的是
（）
A.磁場中某點B的大小,跟放在該點的試探電流元的情況有關
B.磁場中某點B的方向,跟放在該點的試探電流元所受磁場力方向一致 C.在磁場中某點的試探電流元不受磁場力作用時,該點B值大小為零 D.在磁場中磁感線越密集的地方,磁感應強度越大 答案 D
題型1 用安培定則確定磁場方向或小磁針的轉動方向
【例1】如圖所示,直導線AB、螺線管C、電磁鐵D三者相距較遠,它們的磁場互不影響, 當開關S閉合穩定后,則圖中小磁針的北極N（黑色的一端）指示出磁場方向正確的是
（）
A.a
B.b
C.c
D.d
答案 BD 題型2 磁感應強度的矢量性
【例2】如圖所示,同一平面內有兩根互相平行的長直導線1和2,通有大小相等、方向相反的電流, a、b兩點與兩導線共面,a點在兩導線的中間與兩導線的距離均為r,b點在導線2右側,與導線2 的距離也為r.現測得a點磁感應強度的大小為B,則去掉導線1后,b點的磁感應強度大小為 , 方向.答案 B 垂直紙面向外 2題型3 類比遷移思想
【例3】磁鐵有N、S兩極,跟正負電荷有很大的相似性,人們假定在一根磁棒的兩極上有一種叫做“磁荷”的東西, N極上的叫做正磁荷,S極上的叫做負磁荷,同號磁荷相斥,異號磁荷相吸.當磁極本身的幾何線度遠比它們之間的距離小得多時,將其上的磁荷叫做點磁荷.磁的庫侖定律是:兩個點磁荷之間的相互作用力F沿著它們之間的連線,與它們之間的距離r的平方成反比,與它們磁荷的數量（或稱磁極強度）qm1、qm2成正比,用公式表示為:F=
kqm1qm2.r2-7（1）上式中的比例系數k=10Wb/（A·m）,則磁極強度qm的國際單位（用基本單位表示）是.（2）同一根磁鐵上的兩個點磁荷的磁極強度可視為相等,磁荷的位置可等效地放在圖（a）中的c、d兩點,其原因
是.（3）用兩根相同的質量為M的圓柱形永久磁鐵可以測出磁極強度qm,如圖（b）,將一根磁棒固定在光滑的斜面上,另一根與之平行放置的磁棒可以自由上下移動.調節斜面的角度為θ時,活動磁鐵剛好靜止不動.由此可知磁極強度qm為多大?
答案（1）A·m
（2）通過實驗可以描繪出外部磁感線,所有磁感線延長后會交于這兩點.磁棒的外部磁 感線相當于由c點發出后又聚集到d點.（3）mgsin? 1cos?2k(2?2)dL?d2
1.（2009·承德質檢）取兩個完全相同的長導線,用其中一根繞成如圖（a）所示的螺線管,當在該螺線管中通以電流強度為I的電流時,測得螺線管內中部的磁感應強度大小為B,若將另一根長導線對折后繞成如圖（b）所示的螺線管,并通以電流強度也為I的電流時,則在螺線管內中部的磁感應強度大小為
A.0
B.0.5B
C.B
D.2B
答案 A
2.如圖所示,磁帶錄音機可用作錄音,也可用作放音,其主要部件為可勻速行進的磁帶a和繞 有線圈的磁頭b.下面對于它們在錄音、放音過程中主要工作原理的描述,正確的是（）A.放音的主要原理是電磁感應,錄音的主要原理是電流的磁效應 B.錄音的主要原理是電磁感應,放音的主要原理是電流的磁效應 C.放音和錄音的主要原理都是磁場對電流的作用 D.放音和錄音的主要原理都是電磁感應 答案 A
3.實驗室里可以用圖甲所示的小羅盤估測條形磁鐵磁場的磁感應強度。方法如圖乙所示,調整羅盤,使小磁針靜止時N極指向羅盤上的零刻度（即正北方向）,將條形磁鐵放在羅盤附近,使羅盤所在處條形磁鐵的方向處于東西方向上,此時羅盤上的小磁針將轉過一定角度.若已知地磁場的水平分量Bx,為計算羅盤所在處條形磁鐵磁場的磁感應強度B,則只需知道
,磁感應強度的表達式為B=.答案 羅盤上指針的偏轉角 Bxtanθ（）
4.如圖所示,在a、b、c三處垂直紙面放置三根長直通電導線,a、b、c是等邊三角形的三個 頂點,電流大小相等,a處電流在三角形中心O點的磁感應強度大小為B,求O處磁感應強度.答案 2B 方向平行ab連線向右
第2課時 安培力 磁電式電表
要點一 安培力
即學即用
1.如圖所示,通電細桿ab質量為m,置于傾角為θ的導軌上,導軌和桿間不光滑.通有電流時, 桿靜止在導軌上.下圖是四個側視圖,標出了四種勻強磁場的方向,其中摩擦力可能為零的 是
答案 AB
（）
要點二 磁電式電表
即學即用
2.如圖所示,abcd是一豎直的矩形導線框,線框面積為S,放在磁感強度為B的均勻水平磁 場中,ab邊在水平面內且與磁場方向成60°角,若導線框中的電流為I,則導線框所受的 安培力對某豎直的固定軸的力矩等于（）A.BIS B.1BIS
2C.3BIS 2D.由于導線框的邊長及固定軸的位置未給出,無法確定 答案 B
題型1 通電導體在安培力作用下運動方向的判斷
【例1】如圖所示,把一重力不計的通電直導線水平放在蹄形磁鐵磁極的正上方,導線可 以自由轉動,當導線通入圖示方向電流I時,導線的運動情況是（從上往下看）A.順時針方向轉動,同時下降 C.逆時針方向轉動,同時下降 答案 A
（）
B.順時針方向轉動,同時上升 D.逆時針方向轉動,同時上升
題型2 安培力作用下的導體平衡問題
【例2】如圖所示,電源電動勢3 V,內阻不計,導體棒質量60 g,長1 m,電阻1.5Ω.勻 強磁場豎直向上,B=0.4 T.當開關閉合后,棒從固定光滑絕緣環的底端上滑至某一位 置靜止.試求在此位置上棒對每一只環的壓力為多大?若已知絕緣環半徑0.5 m,此位 置與環底高度差是多少? 答案 0.5 N 0.2 m
題型3 情景建模
【例3】如圖所示是一個可以用來測量磁感應強度的裝置,一長方體絕緣容器內部高為L,厚 為d,左右兩管等高處裝有兩根完全相同的開口向上的管子a、b,上、下兩側裝有電極C（正極）和D（負極）,并經開關S與電源連接.容器中注滿能導電的液體,液體的密度
為ρ.將容器置于一勻強磁場中,磁場方向垂直紙面向里.當開關斷開時,豎直管子a、b中的液面高度相同;開關S閉合后,a、b管中液面將出現高度差.若閉合開關S后,a、b管中液面將出現高度差為h,電路中電流表的讀數為I,求磁感應強度B的大小.答案 ?ghdI
1.如圖所示,用細橡皮筋懸吊一輕質線圈,置于一固定直導線上方,線圈可以自由運動.當給兩者通以圖示電流時,線圈將
（）
A.靠近直導線,兩者仍在同一豎直平面內 B.遠離直導線,兩者仍在同一豎直平面內 C.靠近直導線,同時旋轉90° D.遠離直導線,同時旋轉90° 答案 A
2.如圖所示,兩根平行放置的長直導線a和b載有大小相同、方向相反的電流,a受到的磁場力大 小為F1.當加入一與導線所在平面垂直的勻強磁場后,a受到的磁場力大小變為F2,則此時b受到 的磁場力大小變為
A.F2
（）D.2F1-F2
B.F1-F2 C.F1+F2 答案 A
3.在傾角θ=30°的斜面上,固定一金屬框,寬L=0.25 m,接入電動勢E=12 V,內阻不計的電 池,垂直框面放有一根質量m=0.2 kg的金屬棒ab,它與框架的動摩擦因數μ=
3,整個裝 62置放在磁感應強度B=0.8 T,垂直框面向上的勻強磁場中,如圖所示.當調節滑動變阻器R 的阻值在什么范圍內時,可使金屬棒靜止在框架上?框架與棒的電阻不計,g取10 m/s.答案 1.6Ω≤R≤4.8Ω
4.（2009·焦作模擬）如圖所示為磁電式電流表的內部示意圖.已知輻射狀磁場的磁感應 強度B=0.9 T,矩形線圈邊長L1=2 cm,L2=2.5 cm,匝數N=2 000,電流表的滿偏角為θ= 90°,與線圈相連的兩個螺旋彈簧總的扭轉特征是:每扭轉1°,產生的力矩為1×10N · m,求該電流表的滿偏 電流.答案 100μA
1.（2009·鄭州質檢）在地磁場作用下處于靜止的小磁針上方,平行于小磁針水平放置一直導線,當 該導線中通有電流時,小磁針會發生偏轉;當通過該導線電流為I時,小磁針左偏30°（如圖所示）, 則當小磁針左偏60°時,通過導線的電流為（已知直導線在某點產生的磁場與通過直導線的電流成正比）（）
A.2I
B.3I
C.3I
D.無法確定
答案 B
2.如圖所示,將一個光滑斜面置于勻強磁場中,通電直導體棒水平置于斜面上.電流方向垂直紙 面向里.以下四個圖中,有可能使導體棒在斜面上保持靜止的是
答案 ACD
3.如圖所示,豎直向上的勻強磁場中,水平放置一根長通電直導線,電流的方向垂直紙面向外,a、b、C、d是以直導線為圓心的同一圓周上的四點,在這四點中 A.b、d兩點的磁感應強度大小相等 C.a點的磁感應強度最小 答案 ACD
4.如圖所示,在傾角為α的光滑斜面上,垂直紙面放置一根長為L,質量為m的直導體棒,在導體棒中的電流I垂直紙面向里時,欲使導體棒靜止在斜面上,下列外加勻強磁場的磁感應強度B的大小和方向正確的是（）A.B=mgB.B=mgC.B=mgD.B=mgsin?,方向垂直斜面向上
ILsin?,方向垂直斜面向下 ILcos?,方向垂直斜面向下
ILcos?,方向垂直斜面向上 IL
（）
（）
B.a、b兩點的磁感應強度大小相等
D.c點的磁感應強度最大
答案 A
5.如圖所示,接通電鍵的瞬間,用絲線懸掛于一點可自由轉動的通電直導線AB的變化情況 是
（）
A.A端向上移動,B端向下移動,懸線張力不變 B.A端向下移動,B端向上移動,懸線張力不變 C.A端向紙外移動,B端向紙內移動,懸線張力變小 D.A端向紙內移動,B端向紙外移動,懸線張力變大 答案 D
6.磁性減退的磁鐵,需要充磁,充磁的方式有多種.如圖所示,甲是將條形磁鐵穿在通電螺線管中,乙是條形磁鐵夾在電磁鐵中間,a、b和c、d接直流電源.正確的接線方式是
A.a接電源的正極,b接負極;c接電源的正極,d接負極 B.a接電源的正極,b接負極;c接電源的負極,d接正極 C.a接電源的負極,b接正極;c接電源的正極,d接負極 D.a接電源的負極,b接正極;c接電源的負極,d接正極 答案 C
7.如圖所示為一種自動跳閘的閘刀開關,O是轉動軸,A是絕緣手柄,C是閘刀卡口,M、N接電 源線,閘刀處于垂直紙面向里、B=1 T的勻強磁場中,CO間距離為10 cm,當磁場力為0.2 N（）
時,閘刀開關會自動跳開.則要使閘刀開關能跳開,CO中通過的電流的大小和方向為（）A.電流方向C→O C.電流大小為1 A 答案 B
8.如圖所示,用三條細線懸掛的水平圓形線圈共有n匝,線圈由粗細均勻、單位長度的質量為 2.5 g的導線繞制而成,三條細線呈對稱分布,穩定時線圈平面水平.在線圈正下方放有一個 圓柱形條形磁鐵,磁鐵的中軸線OO′垂直于線圈平面且通過其圓心O,測得線圈的導線所
在處磁感應強度大小為0.5 T,方向與豎直線成30°角,要使三條細線上的張力為零,線圈中通過的電流至少 為
（）A.0.1 A 答案 A
9.如圖所示,有兩根長為L、質量為m的細導體棒a、b,a被水平放置在傾角為45°的光滑斜面上, b被水平固定在與a在同一水平面的另一位置,且a、b平行,它們之間的距離為x.當兩細棒中均 通以電流強度為I的同向電流時,a恰能在斜面上保持靜止,則b的電流在a處產生的磁場的磁感應強度的說法錯誤 的是
（）A.方向向上 B.大小為
B.0.2 A
C.0.05 A
D.0.01 A
B.電流方向O→C D.電流大小為0.5 A
2mg 2ILC.要使a仍能保持靜止,而減小b在a處的磁感應強度,可使b上移 D.若使b下移,a將不能保持靜止 答案 B
10.（2009·項城模擬）如圖所示,臺秤上放一光滑平板,其左邊固定一擋板,一輕質彈簧將擋 板和一條形磁鐵連接起來,此時臺秤讀數為N1,現在磁鐵上方中心偏左位置固定一通電導線, 電流方向如圖,當加上電流后,臺秤讀數為N2,則以下說法正確的是
A.N1＞N2,彈簧長度將變長 C.N1＜N2,彈簧長度將變長 答案 B
11.水平面上有電阻不計的U形導軌NMPQ,它們之間的寬度為L.M和P之間接入電動 勢為E的電源（不計內阻）.現垂直于導軌放置一根質量為m,電阻為R的金屬棒ab, 并加一個范圍較大的勻強磁場,磁感應強度大小為B,方向與水平面夾角為θ且指向右斜上方,如圖所示,問:（1）當ab棒靜止時,受到的支持力和摩擦力各為多少?（2）若B的大小和方向均能改變,則要使ab棒所受支持力為零,B的大小至少為多少?此時B的方向如何? 答案（1）mg-BELcos?RBLEsin? R
（）
B.N1＞N2,彈簧長度將變短 D.N1＜N2,彈簧長度將變短
（2）
mgR 方向水平向右 EL12.如圖所示,質量為m的金屬棒,擱在光滑導軌的右端,導軌間距為L,距離地面高度為h,處于 大小為B,方向豎直向上的勻強磁場中,并接有電動勢為E的電池和電容為C的電容器,當將 開關S從位置1撥至位置2時,金屬棒被拋出的水平距離為s.求安培力對金屬棒所做的功.答案 mgs2 4h
13.如圖所示為利用電磁作用輸送非導電流體裝置的示意圖.一邊長為L、截面為正方形的塑料管道水平放置,其右端
面上有一截面積為A的小噴口,噴口離地的高度為h.管道中有一絕緣活塞,在活塞的中部和上部分別嵌有兩根金屬棒a、b,其中棒b的兩端與一電壓表相連,整個裝置放在豎直向上的勻強磁場中,當棒a中通有垂直紙面向里的恒定電流I時,活塞向右勻速推動液體從噴口水平射出,液體落地點離噴口的水平距離為s.若液體的密度為ρ,不計所有阻力,求:
（1）活塞移動的速度.（2）該裝置的功率.（3）磁感應強度B的大小.（4）若在實際使用中發現電壓表的讀數變小,試分析其可能的原因.答案（1）AsL2g
2h3
A?(L4?A2)s3g2（2）()
2h2L4（3）?(L4?A2)s2g4IhL3
（4）∵U=BLv
∴噴口液體的流量減少,活塞移動速度減小,或磁場變小等會引起電壓表讀數變小.第二單元 洛倫茲力及其應用
第3課時 洛倫茲力
要點一 洛倫茲力
即學即用
1.如圖所示,兩個相同的半圓形光滑絕緣軌道分別豎直放置在勻強電場E和勻強磁場B中,軌道兩端在同一高度上, 兩個相同的帶正電小球a、b同時從軌道左端最高點由靜止釋放,在運動中都能通過各自軌道的最低點M、N,則（）
A.兩小球每次到達軌道最低點時的速度都有vN>vM B.兩小球每次經過軌道最低點時對軌道的壓力都有FN>FM
C.小球b第一次到達N點的時刻與小球a第一次到達M點的時刻相同 D.小球b能到達軌道的最右端,小球a不能到達軌道的最右端 答案 AD
要點二 帶電粒子在磁場中運動
即學即用
42.質子（11H）和α粒子（2He）從靜止開始經相同的電勢差加速后垂直進入同一勻強磁場做圓周運動,則這
兩粒子的動能之比Ek1∶Ek2= ,軌道半徑之比r1∶r2= ,周期之比T1∶T2=.答案 1∶2 1∶2
1∶2
題型1 帶電體在洛倫茲力作用下的運動問題
【例1】一個帶正電荷的小球沿光滑水平絕緣的桌面向右運動,速度的方向垂直于一個水平方向的勻強磁場,如圖所示,飛離桌子邊緣落到地板上.設其飛行時間為t1,水平射程 為s1,著地速度大小為v1;若撤去磁場,其余條件不變時,小球飛行時間為t2,水平射程 為s2,著地速度大小為v2,則
（）A.s1>s2
B.t1>t2
C.v1>v2
D.v1=v2
答案 ABD
題型2 帶電粒子在勻強磁場中的圓周運動
【例2】在以坐標原點O為圓心、半徑為r的圓形區域內,存在磁感應強度大小為B、方向垂直于 紙面向里的勻強磁場,如圖所示.一個不計重力的帶電粒子從磁場邊界與x軸的交點A處以速度 v沿-x方向射入磁場,恰好從磁場邊界與y軸的交點C處沿+y方向飛出.（1）請判斷該粒子帶何種電荷,并求出其荷質比.（2）若磁場的方向和所在空間范圍不變,而磁感應強度的大小變為B′,該粒子仍從A處以相同的速度射入磁場,但飛出磁場時的速度方向相對于入射方向改變了60°角,求磁感應強度B′多大?此次粒子在磁場中運動所用時間t是多少? 答案（1）負電 v3（2）BBr33πr 3v題型3 情景建模
【例3】圖是某裝置的垂直截面圖,虛線A1A2是垂直截面與磁場區域邊界面的交線,勻強磁場分布在A1A2的右側區域,磁感應強度B=0.4 T,方向垂直紙面向外,A1A2與垂直截面上的水平線夾角為45°.在A1A2左側,固定的薄板和等大的擋板均水平放置,它們與豎直截面交線分別為S1、S2,相距L=0.2 m.在薄板上P處開一小孔,P與A1A2線上點D的水平距離為L.在小孔處裝一個電子快門.起初快門開啟,一旦有帶正電微粒剛通過小孔,快門立即關閉,此后每隔T=3.0×10s開啟一次并瞬間關閉.從S1S2之間的某一位置水平發射一速度為v0的帶正電微粒,它經過磁場區域后入射到P處小孔.通過小孔的微粒與擋板發生碰撞而反彈,反彈速度大小是碰前的0.5倍.（1）經過一次反彈直接從小孔射出的微粒,其初速度v0應為多少?（2）求上述微粒從最初水平射入磁場到第二次離開磁場的時間.（忽略微粒所受重力影響,碰撞過程無電荷轉移,已知微粒的荷質比答案（1）100 m/s
1.在如圖所示的三維空間中,存在方向未知的勻強磁場.一電子從坐標原點出發,沿x軸正方 向運動時方向不變;沿y軸正方向運動時,受到沿z軸負方向的洛倫茲力作用.則當電子從
q
3=1.0×10 C/kg,只考慮紙面上帶電微粒的運動）.m（2）2.8×10
s
O點沿z軸正方向出發時（）
A.磁場方向沿x軸正方向
B.電子在O點所受洛倫茲力沿y軸正方向
C.出發后在xOz平面內,沿逆時針方向做勻速圓周運動 D.出發后在yOz平面內,沿順時針方向做勻速圓周運動 答案 BD
2.（2009·豐城模擬）如圖所示,一個帶負電的物體從粗糙斜面頂端滑到斜面底端時的速度 為v,若加上一個垂直紙面向外的磁場,則滑到底端時 A.v變大 答案 B
3.如圖所示,下端封閉、上端開口,高h=5 m、內壁光滑的細玻璃管豎直放置,管底有一質量 m=10 g、電荷量q=0.2 C的小球.整個裝置以v=5 m/s的速度沿垂直于磁場方向進入B= 0.2 T、方向垂直紙面向里的勻強磁場,由于外力的作用,玻璃管在磁場中的速度保持不變, 最終小球從上端管口飛出.取g=10 m/s.求:（1）小球的帶電性.（2）小球在管中運動的時間.（3）小球在管內運動過程中增加的機械能.答案（1）帶正電（2）1 s 感應強度
B=0.10 T,磁場區域半徑r=為C.今有質量m=3.2×10m,左側區圓心為O1,磁場向里,右側區圓心為O2,磁場向外,兩區域切點
32（）
D.不能確定
B.v變小
C.v不變
（3）1 J
4.如圖所示,在某空間實驗室中,有兩個靠在一起的等大的圓柱形區域,分別存在著等大反向的勻強磁場,磁-26
kg、帶電荷量q=1.6×10
C的某種離子,從左側區邊緣的A點以速度v=10m/s正對O1的方向垂直射入磁場,它將穿越C點后再從右側區穿出.求:
（1）該離子通過兩磁場區域所用的時間.（2）離子離開右側區域的出射點偏離最初入射方向的側移距離多大?（側移距離指垂直初速度方向上移動的距離）.答案（1）4.19×10-6 s
（2）2 m
第4課時 專題:帶電粒子在磁場中運動問題特例
要點一 帶電粒子在有界勻強磁場中運動的極值問題
即學即用
1.如圖所示,勻強磁場的磁感應強度為B,寬度為d,邊界為CD和EF.一電子從CD邊界外側以 速率v0垂直勻強磁場射入,入射方向與CD邊界間夾角為θ.已知電子的質量為m,電荷量為e, 為使電子能從磁場的另一側EF射出,求電子的速率v0至少多大? 答案 Bed
m(1?cos?)要點二 洛倫茲力多解問題
即學即用
2.如圖所示,在x<0與x>0的區域中,存在磁感應強度大小分別為B1與B2的勻強磁場,磁場方 向均垂直于紙面向里,且B1>B2.一個帶負電荷的粒子從坐標原點O以速度v沿x軸負方向 射出,要使該粒子經過一段時間后又經過O點,B1與B2的比值應滿足什么條件？ 答案 B2n?(n?1,2,3,???)B1n?1
題型1 磁場最小面積問題
【例1】在xOy平面內有許多電子（質量為m,電荷量為e）,從坐標原點O不斷以相同大 小的速度v0沿不同的方向射入第一象限,如圖所示.現加上一個垂直于xOy平面的磁感應
強度為B的勻強磁場,要求這些電子穿過該磁場后都能沿平行于x軸正方向運動,試求出符合條件的磁場最小面積.答案 π?2mv02()2eB題型2 帶電粒子在有界磁場中的運動
【例2】核聚變反應需要幾百萬度以上的高溫,為把高溫條件下高速運動的離子約束在小范圍內（否則不可能發生核反應）,通常采用磁約束的方法（托卡馬克裝置）.如圖所示,環狀勻強磁場圍成的中空區域中的帶電粒子只要速度不是很大,都不會穿出磁場的外邊緣而被約束在該區域內.設環狀磁場的內半徑R1=0.5 m,外
半徑R2=1.0 m,磁場的磁感應強度B=1.0 T,若被束縛的帶電粒子的荷質比q/m=4×10 C/kg, 中空區域內帶電粒子具有各個方向的速度.試計算:（1）粒子沿環狀的半徑方向射入磁場,不能穿越磁場的最大速度.（2）所有粒子不能穿越磁場的最大速度.答案（1）1.5×10 m/s 7
7（2）1.0×10 m/s
7題型3 程序法的應用
【例3】兩平面熒光屏互相垂直放置,在兩屏內分別取垂直于兩屏交線的直線為x軸 和y軸,交點O為原點,如圖所示.在y>0,0
為B.在O點處有一小孔,一束質量為m、帶電荷量為q（q>0）的粒子沿x軸經小孔射入磁場,最后打在豎直和水平熒光屏上,使熒光屏發亮.入射粒子的速度可取從零到某一最大值之間的各種數值.已知速度最大的粒子在0 1.如圖所示,直線邊界MN上方有垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應強度為B,磁場區域足夠大.今有質量為m,電荷量為q的正、負帶電粒子,從邊界MN上某點垂直磁場方向射入,射入時 的速度大小為v,方向與邊界MN的夾角的弧度為θ,求正、負帶電粒子在磁場中的運動時間.答案 帶正電粒子:2m（π-θ）/qB 帶負電粒子: 2m? qB2.如圖中虛線MN是一垂直紙面的平面與紙面的交線,在平面右側的半空間存在一磁感應強度為 B、方向垂直紙面向外的勻強磁場.O是MN上的一點,從O點可以向磁場區域發射電荷量為+q、質量為m、速率為v的粒子,粒子射入磁場時的速度可在紙面內各個方向,已知先后射入的兩個 粒子恰好在磁場中給定的P點相遇,P到O點的距離為L,不計重力和粒子間的相互作用.（1）求所考察的粒子在磁場中的軌道半徑.（2）求這兩個粒子從O點射入磁場的時間間隔.答案（1）mvqB(2)4mqBL arccosqB2mv3.（2009·麗江質檢）如圖所示,在真空中坐標xOy平面的x>0區域內,有磁感強度B= 1.0×10T的勻強磁場,方向與xOy平面垂直.在x軸上的P（10,0）點,有一放射源, 在xOy平面內向各個方向發射速率v=1.0×10 m/s的帶正電的粒子,粒子的質量為m= 1.6×10-25 4-2 kg,電荷量為q=1.6×10 C,求帶電粒子能打到y軸上的范圍.-18答案-10 cm≤y≤103 cm 4.在邊長為2a的△ABC內存在垂直紙面向里的磁感強度為B的勻強磁場,有一帶正電荷量 q,質量為m的粒子從距A點3a的D點垂直AB方向進入磁場,如圖所示,若粒子能從 AC間離開磁場,求粒子速率應滿足什么條件及粒子從AC間什么范圍內射出.答案 3(2?3)aqB3aqB ?v≤mmAC間距A點（23-3）a～3a的范圍 1.如圖所示,MN為兩個勻強磁場的分界面,兩磁場的磁感應強度大小的關系為B1=2B2.一帶電 荷量為+q、質量為m的粒子從O點垂直MN進入磁感應強度為B1的磁場,則經過多長時間 它將向下再一次通過O點（）A.2πm qB 1B.2πm qB 2C.2πm q(B1?B2)D.πm q(B1?B2)答案 B 2.如圖所示,長為L的水平極板間有垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應強度為B,板間距離也為L, 板不帶電.現有質量為m、電荷量為q的帶正電粒子（不計重力）,從左邊極板間中點處垂直 磁感線以速度v水平射入磁場,欲使粒子不打在極板上,可采用的辦法是 （）A.使粒子的速度v 3.如圖所示,水平導線中有電流I通過,導線正下方的電子初速度的方向與電流I的方向相同,則 電子將 （） A.沿路徑a運動,軌跡是圓 答案 B B.沿路徑a運動,軌跡半徑越來越大 D.沿路徑b運動,軌跡半徑越來越小 qBL 4mqBL m B.使粒子的速度v>D.使粒子的速度 5qBL 4m5qBLqBL 4m4mC.沿路徑a運動,軌跡半徑越來越小 4.如圖是電視機中顯像管的偏轉線圈示意圖,它由繞在磁環上的兩個相同的線圈串聯而成, 線圈中通有如圖所示方向的電流.當電子束從紙里經磁環中心向紙外射來時（圖中用符 號“· ”表示電子束）,它將 A.向上偏轉 答案 A 5.三個速度大小不同的同種帶電粒子,沿同一方向從如圖所示的長方形區域的勻強磁場 上邊緣射入強磁場,當它們從下邊緣飛出時對入射方向的偏角分別為90°、60°、30°,則它們在磁場中的運動時間之比 A.1∶1∶1 C.3∶2∶1 答案 C 6.如圖所示,在屏MN的上方有磁感應強度為B的勻強磁場,磁場方向垂直紙面向里.P為屏 上的一小孔,PC與MN垂直.一群質量為m、帶電荷量為-q的粒子（不計重力）,以相同 的速率v,從P處沿垂直于磁場的方向射入磁場區域.粒子入射方向在與磁場B垂直的平面內,且散開在與PC夾角為θ的范圍內.則在屏MN上被粒子打中的區域的長度為（）A.C.（） B.1∶2∶3 D.1∶2∶3 （） D.向左偏轉 B.向下偏轉 C.向右偏轉 2mv qB D.B.2mvcos? qB 2mv(1?sin?) qB2mv(1?cos?) qB答案 D 7.一個帶電粒子,沿垂直于磁場的方向射入一勻強磁場,粒子的一段徑跡如圖所示,徑跡上的每 一段都可近似看做圓弧.由于帶電粒子使沿途的空氣電離,粒子的能量逐漸減小（帶電荷量不 變）,從圖中情況可以確定 A.粒子從a到b,帶正電 負電 答案 B 8.如圖所示,在x軸上方存在著垂直于紙面向里、磁感應強度為B的勻強磁場,一個不計 重力的帶電粒子從坐標原點O處以速度v進入磁場,粒子進入磁場時的速度方向垂直 于磁場且與x軸正方向成120°角,若粒子穿過y軸正半軸后在磁場中到x軸的最大距 離為a,則該粒子的荷質比和所帶電荷的正負是 A.（）C.（） B.粒子從b到a,帶正電 C.粒子從a到b,帶負電 D.粒子從b到a,帶3v,正電荷 2aB B.v,正電荷 2aB3v,負電荷 2aBD.v,負電荷 2aB答案 C 9.（2009·鶴崗質檢）我國第21次南極科考隊在南極觀看到了美麗的極光.極 光是由來自太陽的高能量帶電粒子流高速沖進高空稀薄大氣層時,被地球磁 場俘獲,從而改變原有運動方向,向兩極做螺旋運動,如圖所示.這些高能粒子 在運動過程中與大氣分子或原子劇烈碰撞或摩擦從而激發大氣分子或原子,使 其發出有一定特征的各種顏色的光.地磁場的存在,使多數宇宙粒子不能達到地面而向人煙稀少的兩極偏移,為地球生命的誕生和維持提供了天然的屏障.科學家發現并證實,向兩極做螺旋運動的這些高能粒子的旋轉半徑是不斷減小的,這主要與下列哪些因素有關 （） B.空氣阻力做負功,使其動能減小 D.太陽對粒子的引力做負功 A.洛倫茲力對粒子做負功,使其動能減小 C.靠近南北兩極的磁感應強度增強 答案 BC 10.如圖所示,在x＞0、y＞0的空間中有恒定的勻強磁場,磁感強度的方向垂直于xOy平面 向里,大小為B.現有一質量為m電荷量為q的帶電粒子,在x軸上到原點的距離為x0的 P點,以平行于y軸的初速度射入此磁場,在磁場作用下沿垂直于y軸的方向射出此磁場.不 計重力的影響.由這些條件可知（） A.不能確定粒子通過y軸時的位置 答案 D 11.如圖所示,一個質量為m、電荷量為q的正離子,從A點正對著圓心O以速度v射入半徑 為R的絕緣圓筒中.圓筒內存在垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應強度的大小為B.要使離子 與圓筒內壁碰撞多次后轉一圈仍從A點射出,求正離子在磁場中運動的時間t.（設離子與圓 筒內壁碰撞時無能量和電荷量損失,不計離子的重力）答案(n?1)πRπtan（n≥2）vn? 1B.不能確定粒子速度的大小 D.以上三個判斷都不對 C.不能確定粒子在磁場中運動所經歷的時間 12.如圖所示,空間分布著有理想邊界的勻強電場和勻強磁場.左側勻強電場的場強大小為E、方向水平向右,電場寬度為L;中間區域勻強磁場的磁感應強度大小為B,方向垂直紙面向 外;右側區域為垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應強度也為B.一個質量為m、電荷量為q、不計重力的帶正電的粒子從電場的左邊緣的O點由靜止開始運動,穿過中間磁場區域進入右側磁場區域后,又回到O點,然后重復上述運動過程.求:（1）中間磁場區域的寬度d.（2）帶電粒子從O點開始運動到第一次回到O點所用時間t.答案（1）16mEL2Bq(2)2mL7πm ?qE3qB13.（2009·商丘質檢）如圖所示,L1和L2為距離d=5.0 cm的兩平行虛線,L1上方和L2下 方都是垂直紙面向里的磁感應強度均為B=0.20 T的勻強磁場,A、B兩點都在L2上.質 量m=1.67×10-27 kg、電荷量q=1.60×10 C的質子,從A點以v0=5.0×10 m/s的速 5度與L2成30°角斜向上射出,經過上方和下方的磁場偏轉后正好經過B點,且經過B點時的速度方向也斜向上.求:（結果保留兩位有效數字）（1）質子在磁場中運動的半徑.（2）A、B兩點間的最短距離.（3）質子由A運動到B的最短時間.答案（1）2.6 cm（2）17.3 cm （3）3.3×10 s 第三單元 復合場問題 第5課時 專題:帶電粒子在復合場中的運動 要點一 復合場（疊加場） 即學即用 1.一帶電粒子以初速度v0先后通過勻強電場E和勻強磁場B,如圖甲所示,電場和磁場對粒子做功為W1;若把 電場和磁場正交疊加后,如圖乙所示,粒子仍以v0 A.W1=W2 C.W1>W2 答案 C （） B.W1 D.無法比較 要點二 帶電粒子在復合場中的運動分析 即學即用 2.如圖所示,與電源斷開的帶電平行金屬板相互正對水平放置,兩板間存在著水平方向的 勻強磁場.某帶電小球從光滑絕緣軌道上的a點由靜止開始滑下,經過軌道端點P（軌 道上P點的切線沿水平方向）進入板間后恰好沿水平方向做直線運動.若保持磁感應強度不變,使兩板間距離稍減小一些,讓小球從比a點稍低一些的b點由靜止開始滑下,在經P點進入板間的運動過程中 （） A.洛倫茲力對小球做負功 B.小球所受電場力變大 C.小球一定做曲線運動 D.小球仍可能做直線運動 答案 C 題型1 帶電粒子在復合場中的平衡問題 【例1】設在地面上方的真空室內存在勻強電場和勻強磁場.已知電場強度和磁感應強度的方向是相同的,電場強度的大小E=4.0 V/m,磁感應強度的大小B=0.15 T.今有一個帶負電的質點以v=20 m/s的速度在此區域內沿垂直場強方向做勻速直線運動,求此帶電質點的電荷量與質量之比q/m以及磁場的所有可能方向.（角度可用反三角函數表示）答案 1.96 C/kg,與重力夾角arctan 3斜向下的一切可能方向 4題型2 帶電粒子在復合場中的曲線運動問題 【例2】ab、cd為平行金屬板,板間勻強電場場強E=100 V/m,板間同時存在如圖所示的勻強磁 場,磁感應強度B=4 T,一帶電荷量q=1×10C,質量m=1×10kg的微粒,以速度v0=30 m/s 垂直極板進入板間場區,粒子做曲線運動至M點時速度方向與極板平行,這一帶電粒子恰與另 一質量和它相等的不帶電的微粒吸附在一起做勻速直線運動,不計重力.求:（1）微粒帶何種電荷.（2）微粒在M點與另一微粒吸附前的速度大小.（3）M點距ab極板的距離.答案（1）負電（2）50 m/s （3）0.08 m -10題型3 情景建模 【例3】如圖甲所示,場強水平向左、大小E=3 V/m的勻強電場中,有一傾角θ=37°的光滑絕緣斜面（足夠大）垂直斜面方向有一磁場,磁感強度隨時間的變化規律如圖乙所示.在t=0時刻,質量m=4×10電荷量q=10-2 kg、C的帶負電的小球在O點獲得一沿斜面向上的瞬時速度v=1 m/s,求小球在t=0.32 πs時 2間內運動的路程.（g=10 m/s，sin 37°=0.6,cos37°=0.8） 答案 0.32 πm 1.（2009·承德模擬）如圖所示,空間的某個復合場區域內存在著方向相互垂直的勻強電 場和勻強磁場.質子由靜止開始經一加速電場加速后,垂直于復合場的界面進入并沿直 線穿過場區,質子從復合場區穿出時的動能為Ek.那么氘核同樣由靜止開始經同一加速 電場加速后穿過同一復合場后的動能Ek′的大小是 A.Ek′=Ek 定 答案 B 2.（2009·濟寧統考）如圖所示,在互相垂直的勻強電場和勻強磁場中,電荷量為q的液滴在豎 直面內做半徑為R的勻速圓周運動,已知電場強度為E,磁感應強度為B,則油滴的質量和環繞 速度分別為 C.B D.（） B.Ek′>Ek （） C.Ek′ B2qREB.，EBqR ,qgR gqEBgR ,gE3.如圖所示,在互相垂直的水平方向的勻強電場（E已知）和勻強磁場（B已知）中,有一固定的 豎直絕緣桿,桿上套一個質量為m、電荷量為+q的小球,它們之間的摩擦因數為μ,現由靜止釋 放小球,試求小球沿棒運動的最大加速度和最大速度.（mg>μqE,小球的帶電荷量不變）答案 g-?qEmmg??qE ?qB4.如圖所示,一質量為m,帶電荷量為+q的小物體,在水平方向的勻強磁場B中,從傾角為 θ的絕緣光滑足夠長的斜面上由靜止開始下滑,求:（1）此物體在斜面Q上運動的最大速度.（2）此物體在斜面上運動的距離.（3）此物體在斜面上運動的時間.答案（1）mgcos? qB（2）m2gcos2?2q2B2sin?(3)mcot? qB第6課時 專題:電場與磁場在實際中的應用 要點一 速度選擇器 即學即用 1.如圖所示,一束質量、速度和電荷量不同的正離子垂直地射入勻強磁場和勻強電場正 交的區域里,結果發現有些離子保持原來的運動方向,有些未發生任何偏轉.如果讓這 些不偏轉的離子進入另一勻強磁場中,發現這些離子又分裂成幾束,對這些進入另一磁 場的離子,可得出結論 （） A.它們的動能一定各不相同 C.它們的質量一定各不相同 答案 D B.它們的電荷量一定各不相同 D.它們的電荷量與質量之比一定各不相同 要點二 質譜儀 即學即用 2.質譜儀是一種測定帶電粒子質量和分析同位素的重要儀器,它的構造如圖所示.設從離子 源S產生出來的正離子初速度為零,經過加速電場加速后,進入一平行板電容器C中,電 場強度為E的電場和磁感應強度為B1的磁場相互垂直,具有某一速度的離子將沿圖中所 示的直線穿過兩板間的空間而不發生偏轉,再進入磁感應強度為B2的勻強磁場,最后打在記錄它的照相底片上的P點.若測得P點到入口處S1的距離為s,證明離子的質量為m= qB1B2s.2E答案 離子被加速后進入平行板電容器,受到的水平的電場力和洛倫茲力平衡才能夠豎直向上進入上面的勻強磁 場,由qvB1=qE得v=E/B1,在勻強磁場中 qBBssmv,將v代入,可得m=12.?2E2qB2要點三 回旋加速器 即學即用 3.回旋加速器是用來加速一群帶電粒子使它們獲得很大動能的儀器,其核心部分是兩個D 形金屬盒,兩盒分別和一高頻交流電源兩極相接,以便在盒間的窄縫中形成勻強電場,使 粒子每次穿過狹縫都得到加速,兩盒放在勻強磁場中,磁場方向垂直于盒底面,離子源置 于盒的圓心附近.若離子源射出的離子電荷量為q,質量為m,粒子最大回轉半徑Rm,其運動軌跡如圖所示.求:（1）兩個D形盒內有無電場?（2）離子在D形盒內做何種運動?（3）所加交流電頻率是多大?（4）離子離開加速器的速度為多大?最大動能為多少? 答案（1）無電場 （2）做勻速圓周運動,每次加速之后半徑變大（3）qBRmqBq2B2Rm2（4） 2πmm2m要點四 霍爾效應 即學即用 4.如圖所示,厚度為h、寬度為d的導體板放在垂直于它的磁感應強度為B的勻強磁場中, 當電流通過導體板時,在導體板的上側面A和下側面A′之間會產生電勢差,這種現象 稱為霍爾效應.實驗表明,當磁場不太強時,電勢差U、電流I和B的關系為U=k IB.式中的比例系數k稱d為霍爾系數.霍爾效應可解釋如下:外部磁場的洛倫茲力使運動的電子聚集在導體板的一側,在導體板的另一側會出現多余的正電荷,從而形成橫向電場.橫向電場對電子施加與洛倫茲力方向相反的靜電力.當靜電力與洛倫茲力達到平衡時,導體板上下兩側之間就會形成穩定的電勢差.設電流I是由電子的定向流動形成的,電子的平均定向速度為v,電荷量為e,回答下列問題:（1）達到穩定狀態時,導體板上側面A的電勢 下側面A′的電勢（填“高于”“低于”或“等于”）; （2）電子所受的洛倫茲力的大小為;（3）當導體板上下兩側之間的電勢差為U時,電子所受靜電力的大小為;（4）由靜電力和洛倫茲力平衡的條件,證明霍爾系數為k=答案（1）低于（4）由F=F電得evB=e（2）evB （3）e 1,其中n代表導體板單位體積中電子的個數.neU hU U=hvB h導體中通過的電流I=nev·d·h 由U=k得k= nevdhBIBIB得hvB=k=k ddd1 ne題型1 帶電粒子在組合場中運動 【例1】如圖所示,在y>0的空間中存在勻強電場,場強沿y軸負方向;在y<0的空間中,存在 勻強磁場,磁場方向垂直xy平面（紙面）向外.一電荷量為q、質量為m的帶正電的運動 粒子,經過y軸上y=h處的點P1時速率為v0,方向沿x軸正方向,經過x軸上x=2h處的P2點 進入磁場,并經過y軸上y=-2h處的P3點.不計重力.求:（1）電場強度的大小.（2）粒子到達P2時速度的大小和方向.（3）磁感應強度的大小.mv02答案（1） 2qh（2）2v0,與x軸成45°角（3） mv0 qh題型2 帶電粒子在重疊場中運動 【例2】如圖所示,在足夠大的空間范圍內,同時存在著豎直向上的勻強電場和垂直紙面向里的勻 強磁場,磁感應強度B=1.57 T.小球1帶正電,其電荷量與質量之比 q1=4 C/kg,所受重力與電 m1場力的大小相等;小球2不帶電,靜止放置于固定的水平懸空支架上.小球1向右以v0=23.59 m/s 的水平速度與小球2正碰,碰后經過0.75 s再次相碰.設碰撞前后兩小球帶電情況不發生改變,且始終保持在同一豎直平面內.（取g=10 m/s）（1）電場強度E的大小是多少?（2）兩小球的質量之比答案（1）2.5 N/C 2m2是多少? m1（2）11 題型3 科技物理 【例3】飛行時間質譜儀可以對氣體分子進行分析.如圖所示,在真空狀態下,脈沖閥P 噴出微量氣體,經激光照射產生不同價位的正離子,自a板小孔進入a、b間的加速 電場,從b板小孔射出,沿中線方向進入M、N板間的偏轉控制區,到達探測器.已知 元電荷電荷量為e,a、b板間距為d,極板M、N的長度和間距均為L.不計離子重力及進入a板時的初速度.（1）當a、b間的電壓為U1時,在M、N間加上適當的電壓U2,使離子到達探測器.請導出離子的全部飛行 時間與荷質比k（k=ne）的關系式.m（2）去掉偏轉電壓U2,在M、N間區域加上垂直于紙面的勻強磁場,磁感應強度為B,若進入a、b間的所有離子質 量均為m,要使所有的離子均能通過控制區從右側飛出,a、b間的加速電壓U1至少為多少？ 答案（1）t?2d?L2kU1(2)25eL2B2 32m 1.電磁流量計廣泛應用于測量可導電流體（如污水）在管中的流量（在單位時間內通過 管內橫截面的流體的體積）.為了簡化,假設流量計是如圖所示的橫截面為長方形的一 段管道,其中空部分的長、寬、高分別為圖中的a、b、c.流量計的兩端與輸送流體的管道相連接（圖中虛線）.圖 中流量計的上下兩面是金屬材料,前后兩面是絕緣材料.現于流量計所在處加磁感應強度為B的勻強磁場,磁場方向垂直于前后兩面.當導電流體穩定地流經流量計時,在管外將流量計上、下兩表面分別與一串接了電阻R的電流表的兩端連接,I表示測得電流值.已知流體的電阻率為ρ,不計電流表的內阻,則可求得流量為 A.（） B.Ib(aR??)BcIc(bR??) Ba C.Ia(cR??)Bb D.Ic(R??)Ba答案 A 2.目前世界上正在研究一種新型發電機叫磁流體發電機,它可以把氣體的內能直接轉化為電能.如圖所示為它的發電原理圖.將一束等離子體（即高溫下電離的氣體,含有大量帶正電和負電 的微粒,從整體上來說呈電中性）噴射入磁感應強度為B的勻強磁場,磁場中有兩塊面積為S, 相距為d的平行金屬板與外電阻R相連構成一電路.設氣流的速度為v,氣體的電導率（電阻率的倒數）為g,則流 過外電阻R的電流強度I及電流方向為 （）A.I=C.I=Bdv,A→R→B RBdv,B→R→A R B.I=D.I= BdvS,B→R→A SR?gdBdvSg,A→R→B gSR?d答案 D 3.如圖所示,回旋加速器D形盒的半徑為R,用來加速質量為m、電荷量為q的質子,使質子由靜止加速到能量為E后, 由A孔射出,求:（1）加速器中勻強磁場B的方向和大小.（2）設兩D形盒間距為d,其間電壓為U,電場視為勻強電場,質子每次經電場加速后能量增加,加速到上述能量所需 回旋周數.（3）加速到上述能量所需時間.答案（1）（2）E2qU2mE 方向垂直紙面向里 qR(3)πRmE2qU 4.（2009·平朔質檢）如圖所示是用來測量帶電粒子質量的儀器的工作原理示意圖,設法使某有機化合物的氣態分子導入圖示容器A中,使它受到電子束轟擊,失去一個電子變成正一價的離子.離子從狹縫S1以很小的速度進入電壓為U的加速電場中（初速度不計）,加速后再經過狹縫S2、S3射入磁感應強度為B的勻強磁場,方向垂直于磁場區的界面PQ.最后,離子打到感光片上,形成垂直于紙面且平行于狹縫S3的細線,若測得細線到狹縫S3的距離為d.導出離子質量m的表達式.qB2d2答案 m= 8U 1.在真空中,勻強電場方向豎直向下,勻強磁場方向垂直紙面向里.三個油滴帶有等量同種電荷,其中a靜止,b向右勻速運動,c向左勻速運動,則它們的重力Ga、Gb、Gc的關系為 （） B.Gb最大 C.Gc最大 D.不能確定 A.Ga最大 答案 C 2.如圖所示,真空中一光滑水平面上,有兩個直徑相同的金屬小球A、C,質量mA=0.01 kg,mC= 0.005 kg.靜止在磁感應強度B=0.5 T的勻強磁場中的C球帶正電,電荷量qC=1.0×10零,則碰后A球的速度為 （） B.10 m/s C.5 m/s D.15 m/s A.20 m/s 答案 B 3.（2009·涿州模擬）如圖所示,一粒子先后通過豎直方向的勻強電場區和豎直方向的勻 強磁場區,最后粒子打在右側屏上第二象限上的某點.則下列說法中正確的是（）A.若粒子帶正電,則E向上,B向上 C.若粒子帶負電,則E向下,B向下 答案 AC 4.如圖所示,質量為m、電荷量為q的微粒,在豎直向下的勻強電場、水平指向紙內的勻強磁 場以及重力的共同作用下做勻速圓周運動,下列說法中正確的是 A.該微粒帶負電,電荷量q= mg E-2 C，在磁場外的不帶電的A球以v0=20 m/s的速度進入磁場中與C球發生正碰后,C球對水平面的壓力恰好為 B.若粒子帶正電,則E向上,B向下 D.若粒子帶負電,則E向下,B向上 （） B.若該微粒在運動中突然分成荷質比相同的兩個粒子,分裂后只要速度不為零且速度方向仍與磁場方向垂直,它們 均做勻速圓周運動 C.如果分裂后,它們的荷質比相同,而速率不同,那么它們運動的軌道半徑一定不同 D.只要一分裂,不論它們的荷質比如何,它們都不可能再做勻速圓周運動 答案 ABC 5.目前,世界上正在研究一種新型發電機叫磁流體發電機.如圖表示了它的原理:將一束等離子體噴射入磁場,在場中有兩塊金屬板A、B,這時金屬板上就會聚集電荷,產生電壓.如果射入的等離子體速度均為v,兩金屬板的板長為L,板間距離為d,板平面的面積為S,勻強磁場的磁感應強度為B,方向垂直于速度方向,負載電阻為R,電離氣體充滿兩板間的空間.當發電機穩定發電時,電流表示數為I.那么板間電離氣體的電阻率為 A.（）SBdv(?R)dI B.SBLv(?R)dI C.SBdv(?R)LI D.SBLv(?R)LI答案 A 6.一個帶正電的滑環套在水平且足夠長的粗糙的絕緣桿上,整個裝置處于方向如圖所示的勻強 磁場中,現給滑環一個水平向右的瞬時作用力,使其由靜止開始運動,則滑環在桿上運動情況 不可能的是（）．．．A.始終做勻速運動 答案 C 7.設空間存在豎直向下的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場,如圖所示,已知一離子在靜電力 和洛倫茲力的作用下,從靜止開始自A點沿曲線ACB運動,到達B點時速度為零,C點是運動 的最低點,忽略重力,下述說法中錯誤的是 （）．．A.該離子必帶正電荷 答案 D 8.如圖所示,空間存在相互垂直的勻強電場和勻強磁場,電場的方向豎直向下,磁場的方向垂直紙面向里, 一帶電油滴P恰好處于靜止狀態,則下列說法正確的是 A.若撤去電場,P可能做勻加速直線運動 B.若撤去磁場,P可能做勻加速直線運動 C.若給P一初速度,P可能做勻速直線運動 D.若給P一初速度,P可能做順時針方向的勻速圓周運動 答案 CD 9.如圖所示,水平放置的平行金屬板a、b帶有等量正負電荷,a板帶正電,兩板間有垂直 于紙面向里的勻強磁場,一個帶正電的液滴在兩板間做直線運動.關于液滴在兩板間運 動的情況,可能是 （） A.沿豎直方向向下運動 C.沿水平方向向右運動 答案 C 10.帶電粒子以初速度v0從a點進入勻強磁場,如圖所示運動中經過b點,Oa=Ob,若撤去磁場 加一個與y軸平行的勻強電場,仍以v0從a點進入電場,粒子仍能通過b點,那么電場強度E 與磁感應強度B之比（）A.v0 B.始終做減速運動,最后靜止于桿上 D.先做減速運動,最后做勻速運動 C.先做加速運動,最后做勻速運動 B.A點和B點位于同一高度 D.離子到達B點后,將沿原曲線返回A點 C.離子在C點時速度最大 （） B.沿豎直方向向上運動 D.沿水平方向向左運動 E為 B B.1 v0 C.2v0 D.v0 2答案 C 11.一個質量m=0.001 kg、電荷量q=1×10 C的帶正電小球和一個質量也為m不帶電的小球 2相距L=0.2 m,放在絕緣光滑水平面上.當加上如圖所示的勻強電場和勻強磁場后,帶電小球 開始運動,與不帶電小球相碰,并粘在一起,合為一體.已知E=1×10N/C,B=0.5 T.問:（取g=10 m/s）（1）兩球碰后速度多大?（2）兩球碰后到兩球離開水平面,還要前進多遠? 答案（1）10 m/s（2）1.5 m 12.如圖所示,兩塊平行金屬板M、N豎直放置,兩板間的電勢差U=1.5×10 V.豎直邊界MP 的左邊存在著正交的勻強電場和勻強磁場,其中電場強度E=2 500 N/C,方向豎直向上;磁感 應強度B=10 T,方向垂直紙面向外;A點與M板上端點C在同一水平線上,現將一質量m= 1×10kg、電荷量q=+4×10C的帶電小球自A點斜向上拋出,拋出的初速度v0=4 m/s,方向與水平方向成45°角,之后小球恰好從C處進入兩板間,且沿直線運動到N板上的Q點,不計空氣阻力,g取10 m/s.求:（1）A點到C點的距離sAC.（2）Q點到N板上端的距離L.（3）小球到達Q點時的動能Ek.答案（1）2m（2）0.6 m（3）0.20 J 13.如圖所示的坐標系,x軸沿水平方向,y軸沿豎直方向.在x軸上方空間的第一、第二象限內,既 無電場也無磁場,在第三象限,存在沿y軸正方向的勻強電場和垂直xy平面（紙面）向里的勻強 磁場,在第四象限,存在沿y軸負方向、場強大小與第三象限電場場強相等的勻強電場.一質量為m、電荷量為q的帶 電質點,從y軸上y=h處的P1點以一定的水平初速度沿x軸負方向進入第二象限.然后經過x軸上x=-2h處的P2點進入第三象限,帶電質點恰好能做勻速圓周運動,之后經過y軸上y=-2h處的P3點進入第四象限.已知重力加速度為g.求:（1）粒子到達P2點時速度的大小和方向.（2）第三象限空間中電場強度和磁感應強度的大小.（3）帶電質點在第四象限空間運動過程中最小速度的大小與方向.答案（1）2gh 方向與x軸負方向成45°角斜向下（2） 2-2 33mgqm2gqh(3)2gh 方向沿x軸正方向 知識整合 演練高考 題型1 安培力的應用 【例1】（2007·海南·15）據報道,最近已研制出一種可投入使用的電磁軌道炮,其原理如圖所示.炮彈（可視為長方 形導體）置于兩固定的平行導軌之間,并與軌道壁密接.開始時炮彈在導軌的一端,通以電流后炮彈會被磁力加速,最 后從位于導軌另一端的出口高速射出.設兩導軌之間的距離d=0.10 m,導軌長L=5.0 m,炮彈質量m=0.30 kg.導軌上 的電流I的方向如圖中箭頭所示.可以認為,炮彈在軌道內運動時,它所在處磁場的磁感應強度始終為B=2.0 T,方向 垂直于紙面向里.若炮彈出口速度為v=2.0×10 m/s,求通過導軌的電流I.（忽略摩擦力與重力的影響） 答案 6.0×10 A 53題型2 帶電粒子在磁場中運動 【例2】（2008·重慶·25）如圖為一種質譜儀工作原理示意圖.在以O為圓心, OH為對稱軸,夾角為2α的扇形區域內分布著方向垂直于紙面的勻強磁場.對 稱于OH軸的C和D分別是離子發射點和收集點.CM垂直磁場左邊界于M, 且OM=d,現有一正離子束以小發射角（紙面內）從C射出,這些離子在CM方向上的分速度均為v0,若該離子束中荷 質比為q的離子都能匯聚到D,試求: m（1）磁感應強度的大小和方向（提示:可考慮沿CM方向運動的離子為研究對象）.（2）離子沿與CM成θ角的直線CN進入磁場,求其軌道半徑和在磁場中的運動時間.（3）線段CM的長度.答案（1）（2）mv0 磁場方向垂直紙面向外 qddcos??2(???)d v0 （3）dcotα 題型3 帶電粒子在復合場中運動 【例3】（2008·寧夏·24）如圖所示,在xOy平面的第一象限有一勻強電場,電場的方向平行 于y軸向下;在x軸和第四象限的射線OC之間有一勻強磁場,磁感應強度的大小為B,方向 垂直于紙面向外.有一質量為m,帶有電荷量+q的質點由電場左側平行于x軸射入電場.質點 到達x軸上A點時,速度方向與x軸的夾角為?,A點與原點O的距離為d.接著,質點進入磁場,并垂直于OC飛離磁 場,不計重力影響.若OC與x軸的夾角也為?,求:（1）粒子在磁場中運動速度的大小.（2）勻強電場的場強大小.答案（1） 1.（2008·寧夏·14）在等邊三角形的三個項點a、b、c處,各有一條長直導線垂直穿過紙面,導線中通有大小相等的 恒定電流,方向如圖所示.過c點的導線所受安培力的方向 A.與ab邊平行,豎直向上 C.與ab邊垂直,指向左邊 答案 C 2.（2008·廣東·9）帶電粒子進入云室會使云室中的氣體電離,從而顯示其運動軌跡,圖是在有勻強 磁場的云室中觀察到的粒子的軌跡,a和b是軌跡上的兩點,勻強磁場B垂直紙面向里.該粒子在運 動時,其質量和電量不變,而動能逐漸減少.下列說法正確的是（） A.粒子先經過a點,再經過b點 C.粒子帶負電 答案 AC 3.（2008·廣東·4）1930年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器,其原理如圖所示.B.粒子先經過b點,再經過a點 D.粒子帶正電 B.與ab邊平行,豎直向下 D.與ab邊垂直,指向右邊（） qBdsin?m(2)qB2dsin3?cos? m 這臺加速器由兩個銅質D形盒D1、D2構成,其間留有空隙,下列說法正確的是（）A.離子由加速器的中心附近進入加速器 C.離子從磁場中獲得能量 答案 AD 4.（2008·天津·23）在平面直角坐標xOy中,第Ⅰ象限存在沿y軸負方向的勻強電場,第 Ⅳ象限存在垂直于坐標平面向外的勻強磁場,磁感應強度為B.一質量為m、電荷量為q 的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點以速度v0垂直于y軸射入電場,經x軸上的N點 與x軸正方向成θ=60°角射入磁場,最后從y軸負半軸上的P點垂直于y軸射出磁場,如圖所示.不計粒子重力,求 （1）M、N兩點間的電勢差UMN.（2）粒子在磁場中運動的軌道半徑r.（3）粒子從M點運動到P點的總時間t.2 B.離子由加速器的邊緣進入加速器 D.離子從電場中獲得能量 3mv0答案(1)2q變化的電場(2)2mv0qB(3)(33?2π)m 3qB5.（2008·山東·25）兩塊足夠大的平行金屬極板水平放置,極板間加有空間分布均勻、大小隨時間周期性和磁場,變化規律分別如圖（1）、（2）所示（規定垂直紙面向里為磁感應強度的正方向）.在t=0時刻由負極板釋放 一個初速度為零的帶負電的粒子（不計重力）.若電場強度E0、磁感應強度B0、粒子的荷質比10π2mE02πm且t0=,兩板間距h=.qB0qB02q均已知,m （1）求粒子在0～t0時間內的位移大小與極板間距h的比值.（2）求粒子在極板間做圓周運動的最大半徑（用h表示）.（3）若板間電場強度E隨時間的變化仍如圖（1）所示,磁場的變化改為如圖（3）所示,試畫出粒子在板間運動的軌 跡圖（不必寫計算過程）.答案（1）（2）2h 5π1 5 （3）見右圖 6.（2008·全國Ⅰ·25）如圖所示,在坐標系xOy中,過原點的直線OC與x軸正向的夾角?= 120°,在OC右側有一勻強電場,在第二、三象限內有一勻強磁場,其上邊界與電場邊界重疊、右邊界為y軸、左邊界為圖中平行于y軸的虛線,磁場的磁感應強度大小為B,方向垂直紙面 向里.一帶正電荷q、質量為m的粒子以某一速度自磁場左邊界上的A點射入磁場區域,并從O點射出,粒子射出磁 場的速度方向與x軸的夾角θ＝30°,大小為v,粒子在磁場中的運動軌跡為紙面內的一段圓弧,且弧的半徑為磁場左 右邊界間距的兩倍.粒子進入電場后,在電場力的作用下又由O點返回磁場區域,經過一段時間后再次離開磁場.已知 粒子從A點射入到第二次離開磁場所用的時間恰好等于粒子在磁場中做圓周運動的周期,忽略重力的影響.求:（1）粒子經過A點時速度的方向和A點到x軸的距離.（2）勻強電場的大小和方向.（3）粒子從第二次離開磁場到再次進入電場時所用的時間.答案（1）垂直于磁場左邊界（2） 7.（2008·四川·24）如圖所示,一半徑為R的光滑絕緣半球面開口向下,固定在水平面上, 整個空間存在勻強磁場,磁感應強度方向豎直向下.一電荷量為q（q>0）,質量為m的小球 P在球面上做水平的勻速圓周運動,圓心為O′.球心O到該圓周上任一點的連線與豎直方向的夾角為θ（0<θ<π/2）.為了使小球能夠在該圓周上運動,求磁感應強度大小的最小值及小球P相應的速率.（重力加速度為g）答案 Bmin= mv3(1?)qB2 （3）12Bv 方向與x軸正向夾角為150° 7π3m qB2mgqRcos?v?gR·sin? cos?8.（2008·海南·16）如圖所示,空間存在勻強電場和勻強磁場,電場方向為y軸正方向,磁場 方向垂直于xy平面（紙面）向外,電場和磁場都可以隨意加上或撤除,重新加上的電場或磁 場與撤除前的一樣.一帶正電荷的粒子從P（x=0,y=h）點以一定的速度平行于x軸正向入射.這時若只有磁場,粒子將做半徑為R0的圓周運動;若同時存在電場和磁場,粒子恰好做直線運動.現在,只加電場,當粒 子從P點運動到x=R0平面（圖中虛線所示）時,立即撤除電場同時加上磁場,粒子繼續運動,其軌跡與x軸交于M點.不計重力.求:（1）粒子到達x=R0平面時速度方向與x軸的夾角以及粒子到x軸的距離.（2）M點的橫坐標xM.答案(1)π4h?R02(2)2R0?72R0?R0h?h2 4章末檢測 一、選擇題（共8小題,每小題6分,共48分） 1.如圖所示,條形磁鐵放在光滑斜面上,用平行于斜面的輕彈簧拉住而平衡,A為水平放置的直導線的截面.導線中無電流時磁鐵對斜面的壓力為N1;當導線中有電流通過時,磁鐵對斜面的壓力為N2,此時彈簧的伸長量減小了,則（）A.N1 2.一個足夠長的絕緣斜面,傾角為θ,置于勻強磁場中,磁感應強度為B,方向垂直于紙面向里,與水平面平行.如圖所示,現有一帶電荷量為q、質量為m的小球在斜面頂端由靜止開始釋放,小球與斜面間的動摩擦因數為μ,則（） A.如果小球帶正電,小球在斜面上的最大速度為B.如果小球帶正電,小球在斜面上的最大速度為C.如果小球帶負電,小球在斜面上的最大速度為D.如果小球帶負電,小球在斜面上的最大速度為答案 BC 3.如圖所示,在光滑的絕緣水平面上,一輕繩連著一個帶電小球繞豎直方向的軸O在勻強磁場中做 逆時針方向的勻速圓周運動,磁場方向豎直向下（本圖為俯視圖）.若小球運動到圓周上的A點時, 從繩子的連接處脫離,脫離后仍在磁場中運動,則關于以后小球運動情況以下說法中正確的是 （） A.小球可能做逆時針的勻速圓周運動,半徑不變 B.小球可能做逆時針的勻速圓周運動,半徑減小 C.小球可能做順時針的勻速圓周運動,半徑不變 D.小球可能做順時針的勻速圓周運動,半徑增大 答案 ACD 4.金屬棒MN兩端用細軟導線連接后,懸掛于a、b兩點,且使其水平,棒的中部處于水平方 向的勻強磁場中,磁場方向垂直于金屬棒,如圖所示.當棒中通有M流向N的恒定電流時, 懸線對棒有拉力.為了減小懸線中的拉力,可采用的辦法有（） A.適當增大磁場的磁感應強度 答案 A 5.（2009·邢臺質檢）如圖所示的天平可用于測定磁感應強度,天平的右臂下面掛有一個不 計重力的矩形線圈,寬度為L,共N匝,線圈下端懸在勻強磁場中,磁場方向垂直紙面.當線圈 中通有方向如圖所示的電流I時,在天平左右兩邊加上質量各為m1、m2的砝碼,天平平衡,當電流反向（大小不變） 時,右邊再加上質量為m的砝碼后,天平重新平衡,由此可知 （） A.磁感應強度的方向垂直于紙面向里,大小為B.磁感應強度的方向垂直于紙面向里,大小為C.磁感應強度的方向垂直于紙面向外,大小為D.磁感應強度的方向垂直于紙面向外,大小為答案 B 6.在某地上空同時存在著勻強的電場與磁場,一質量為m的帶正電小球,在該區域內沿水平方向向 (m1?m2)g NILmg 2NIL(m1?m2)g NILmg 2NILmgcos? qBmg(sin???cos?) ?qBmgcos? qBmg(sin???cos?) ?qB B.使磁場反向 D.使電流反向 C.適當減小金屬棒中的電流強度 右做直線運動,如圖所示,關于場的分布情況可能的是（） A.該處電場方向和磁場方向重合答案 ABC 7.環形對撞機是研究高能粒子的重要裝置,其核心部件是一個高度真空的圓環狀的空腔.若帶電粒子初速度可視為零, 經電壓為U的電場加速后,沿圓環切線方向注入對撞機的環狀空腔內,空腔內存在著與圓環平面垂直的勻強磁場,磁 感應強度大小為B.帶電粒子將被限制在圓環狀空腔內運動.要維持帶電粒子在圓環內做半徑確定的圓周運動,下列 說法中正確的是 （） A.對于給定的加速電壓,帶電粒子的荷質比q/m越大,磁感應強度B越大 B.對于給定的加速電壓,帶電粒子的荷質比q/m越大,磁感應強度B越小 C.對于給定的帶電粒子和磁感應強度B,加速電壓U越大,粒子運動的周期越小 D.對于給定的帶電粒子和磁感應強度B,不管加速電壓U多大,粒子運動的周期都不變 答案 BD 8.如圖所示,長方形abcd長ad=0.6 m,寬ab=0.3 m,O、e分別是ad、bc的中點,以ad為直徑 的半圓內有垂直紙面向里的勻強磁場（邊界上無磁場）,磁感應強度B=0.25 T.一群不計重力、質量m=3×10-7 B.電場豎直向上,磁場垂直紙面向里 D.電場水平向右,磁場垂直紙面向里 C.電場斜向里側上方,磁場斜向外側上方,均與v垂直 kg、電荷量q=+2×10 C的帶電粒子以速度v=5×10 m/s沿垂直于ad方向且垂直于 2磁場射入磁場區域 （） A.從Od邊射入的粒子,出射點全部分布在Oa邊 B.從aO邊射入的粒子,出射點全部分布在ab邊 C.從Od邊射入的粒子,出射點分布在Oa邊和ab邊 D.從aO邊射入的粒子,出射點分布在ab邊和be邊 答案 D 二、計算論述題（共4小題,共52分,其中9、10小題各12分,11、12小題各14分）9.質量為m、長度為L的導體棒MN靜止于水平導軌上,通過MN的電流為I,勻強磁場的磁感 應強度為B,方向與導軌平面成θ角斜向下,如圖所示,求棒MN所受的支持力大小和摩擦力 大小.答案 BILcosθ+mg BILsinθ 10.（2009·昌平質檢）帶電粒子的質量m=1.7×10沿著垂直于 磁場方向同時又垂直于磁邊界的方向射入勻強磁場中,勻強磁場的磁感應強度B=0.17 T,磁場的寬度l=10 cm.求:（1）帶電粒子離開磁場時的速度多大?速度方向與入射方向之間的偏折角多大?（2）帶電粒子在磁場中運動的時間多長?離開磁場時偏離入射方向的距離多大? 答案（1）3.2×10 m/s 場加速后 垂直進入勻強的偏轉電場,之后又進入被測的勻強磁場（電子速度方向與磁場方向垂直）.電子從剛進入磁場P1到剛 6 kg,電荷量q=1.6×10 C,以速度v=3.2×10 m/s,630° （2）3.3×10 s 2.7 cm 11.如圖所示為置于真空中的實驗裝置.質量為m、電荷量為e、初速度為0的電子在加速電壓為U的加速電 離開磁場P2兩點間的距離為d.試求磁場的磁感應強度.答案 2m2eU edm12.如圖所示,在坐標系Oxy的第一象限中存在沿y軸正方向的勻強電場,場強大小為E.在其他象限中存在勻強磁場,磁場方向垂直于紙面向里.A是y軸上的一點,它到坐標原點O的距離為h;C是x軸上的一點,到O的距離為l.一質量為m、電荷量為q的帶負電的粒子以某一初速度沿x軸方向從A點進入電場區域,繼而通過C點進入磁場區域,并再次通過A點,此時速度方向與y軸正方向成銳角.不計重力作用.試求： （1）粒子經過C點時速度的大小和方向.（2）磁感應強度的大小B.答案（1）（2）qE(4h2?l2)2h,與x軸的夾角為arctan 2mhllh2?l22mhE q 2011屆高三物理一輪復習教學案及跟蹤訓練 第一單元 牛頓運動定律 第1課時 牛頓第一定律 牛頓第三定律 要點一 牛頓第一定律 1.關于物體的慣性,下列說法中正確的是 （）A.運動速度大的物體,不能很快停下來,是因為速度大時,慣性也大 B.靜止的火車啟動時,速度變化慢,是因為靜止的火車慣性大 C.乒乓球可以快速抽殺,是因為乒乓球慣性小的緣故 D.物體受到的外力大,則慣性小;受到的外力小,則慣性大 答案 C 要點二 牛頓第三定律 2.一物體受繩的拉力作用由靜止開始前進,先做加速運動,然后改為勻速運動;再改做減速運動,則下列說法中正確 的是 ()A.加速前進時,繩拉物體的力大于物體拉繩的力 B.減速前進時,繩拉物體的力小于物體拉繩的力 C.只有勻速前進時,繩拉物體的力與物體拉繩的力大小才相等 D.不管物體如何前進,繩拉物體的力與物體拉繩的力大小總相等 答案 D 題型1 慣性的理解與應用 【例1】如圖所示在瓶內裝滿水,將乒乓球用細線拴住并按入水中,線的另一端固定在瓶蓋上.蓋上瓶蓋并將瓶子翻轉,乒乓球將浮在水中.用手托著瓶子在水平向右做加速直線運動,乒 乓球在瓶中的位置會如何變化?解釋你所觀察到的現象.(1)若瓶中只有水,當瓶加速向右運動時,會發生什么現象?只有乒乓球呢? 答 只有水時,由于慣性,水相對瓶向左側移動.只有乒乓球時,乒乓球也會相對瓶向左移動.(2)和乒乓球體積相同體積的水與乒乓球相比,誰的慣性大? 答 因為水的質量大于乒乓球的質量,所以水的慣性大于乒乓球的慣性.(3)若瓶中既有水又有球,當瓶向右加速會發生什么現象? 答 由于水慣性大,當水相對瓶向左移動時,將擠壓球,使球相對瓶向右移動.題型2 牛頓第三定律的理解與應用 【例2】在天花板上用懸繩吊一重為G的電風扇,電風扇靜止時受幾個力作用?如圖所示,這些 力的反作用力是哪些力?這些力的平衡力是哪些力?如果電風扇在勻速轉動呢?當電風扇轉動 與靜止時相比較,對天花板的拉力是變大還是變小?為什么?(1)畫出電風扇靜止和轉動時的受力圖.說明分別是什么力.答 對靜止的電風扇受力分析如圖甲所示,電風扇受兩個力:重力G、懸繩拉力F.對勻速轉動的電風扇受力分析如圖乙所示,電風扇受三個力作用:重力G、懸繩的 拉力F1及空氣對電風扇向上的作用力F2.(2)指出圖甲中F、G的反作用力及它們的平衡力.答 根據牛頓第三定律可知,重力的施力物體是地球,那么G的反作用力就是電風扇對地球的吸引力;F的施力物體 是懸繩,F的反作用力是電風扇對懸繩的拉力.電風扇受到的重力G和懸繩的拉力F正好是一對平衡力.(3)指出圖乙中F1、F2、G的反作用力及它們的平衡力.答 根據牛頓第三定律,重力的施力物體是地球,那么重力G的反作用力就是電風扇對地球的吸引力;F1的施力物體是懸繩,所以F1的反作用力是電風扇對懸繩的拉力;F2的施力物體是空氣,所以F2的反作用力是電風扇對空氣向下的作用力.電風扇受到的重力G與繩的拉力F1和空氣對電風扇向上的作用力F2的合力是一對平衡力.(4)當電風扇靜止時懸繩的拉力為多大?當電風扇轉動呢? 答 靜止時F=G,當轉動時F1+F2=G,F1=G-F2.(5)電風扇靜止和轉動時,懸繩的拉力哪個大? 答 靜止時大.題型3 生活物理 【例3】魔盤是游樂場中的一種大型游樂設施,它轉動時,坐在上面的人可以體會到做離心運動的樂趣.在半徑R= 5 m的魔盤上,離其中心r=3 m處坐著一兒童,兒童從身旁輕輕釋放一個光滑的小球,問:小球經多長時間可與盤邊緣 相碰?(已知魔盤轉動角速度ω=4 rad/s)答案 1.如圖所示,重球系于易斷的線DC下端,重球下再系一根同樣的線BA,下面說法中正確的是()13s A.在線的A端慢慢增加拉力,結果CD線被拉斷 B.在線的A端慢慢增加拉力,結果AB線被拉斷 C.在線的A端突然猛力一拉,結果AB線被拉斷 D.在線的A端突然猛力一拉,結果CD線被拉斷 答案 AC 2.用計算機輔助實驗系統做驗證牛頓第三定律的實驗,點擊實驗菜單中“力的相互作用”.如圖(a)所示,把兩個力探頭的掛鉤鉤在一起,向相反方向拉動,觀察顯示器屏幕上出現的結果如圖(b)所示.觀察分析兩個力傳感器的相互作 用力隨時間變化的曲線,可以得到以下實驗結論 A.作用力與反作用力時刻相等 B.作用力與反作用力作用在同一物體上 C.作用力與反作用力大小相等 D.作用力與反作用力方向相反 答案 ACD 3.有人設計了一種交通工具,在平板車上裝了一個電風扇,風扇運轉時吹出的風全部 打到豎直固定在小車中間的風帆上,靠風帆受力而向前運動,如圖所示.對于這種設 計,下列分析中正確的是 () ()A.根據牛頓第二定律,這種設計能使小車運行 B.根據牛頓第三定律,這種設計能使小車運行 C.這種設計不能使小車運行,因為它違反了牛頓第二定律 D.這種設計不能使小車運行,因為它違反了牛頓第三定律 答案 D 4.請根據圖中的情景,說明車子所處的狀態,并對這種情景作出解釋.答案 從圖(1)可以看出,乘客向前傾,說明乘客相對車箱有向前運動的速度,所以汽車在減速.從圖(2)可看出,乘客向后 傾,說明乘客有相對車箱向右運動的速度,說明列車在加速.第2課時 牛頓第二定律 單位制 要點一 牛頓第二定律 1.下列對牛頓第二定律的表達式F=ma及其變形公式的理解,正確的是 ()A.由F=ma可知,物體所受的合力與物體的質量成正比,與物體的加速度成正比 B.由m=FaFmFa可知,物體的質量與其所受合力成正比,與其運動的加速度成反比 C.由a=D.由m=答案 CD 可知,m一定時物體的加速度與其所受合力成正比,F一定時與其質量成反比 可知,物體的質量可以通過測量它的加速度和它所受的合力而求出 要點二 單位制 2.請把下列物理量與單位一一對應起來(1)力 (2)壓強 (3)功 (4)功率 A.kg·m2/s3 B.kg·m/s2 C.kg·m2/s2 D.kg/(s2·m) (3)—C (4)—A 答案(1)—B(2)—D 題型1 已知受力求動過情況 【例1】如圖所示,傳送帶與地面夾角θ=37°,從A到B長度為16 m,傳送帶以v0=10 m/s 的速率逆時針轉動.在傳送帶上端A無初速地放一個質量為m=0.5 kg的物體,它與傳 送帶間的動摩擦因數μ=0.5.求物體從A運動到B需要的時間.(sin37°=0.6, cos 37° =0.8,取g=10 m/s2)答案 2s 題型2 由運動求受力情況 【例2】如圖所示,質量M=10 kg的木楔靜止于粗糙的水平地面上,已知木楔與地面間的動摩 擦因數μ=0.02.在木楔傾角θ=30°的斜面上,有一質量m=1.0 kg的物體由靜止開始沿斜 面下滑,至滑行路程s=1.4 m時,其速度v=1.4 m/s.在這一過程中木楔始終保持靜止,求地面對木楔的摩擦力的大小 和方向(g取10 m/s2).答案 0.61 N,方向水平向左.題型3 生活物理 【例3】如圖所示,是建筑工地常用的一種“深穴打夯機”,電動機帶動兩個滾輪勻速轉動將 夯桿從深坑提上來,當夯桿底端剛到達坑口時,兩個滾輪彼此分開,將夯桿釋放,夯桿只在重力 作用下運動,落回深坑,夯實坑底,且不反彈.然后兩個滾輪再次壓緊,夯桿被提到坑口,如此周 而復始.已知兩個滾輪邊緣的線速度恒為v=4 m/s,滾輪對夯桿的正壓力N=2×104 N,滾輪與夯 桿間的動摩擦因數μ=0.3,夯桿質量m=1×103 kg,坑深h=6.4 m,假定在打夯的過程中坑的深度變化不大可以忽 略,g=10 m/s2.求:(1)夯桿被滾輪壓緊,加速上升至與滾輪速度相同時離坑底的高度.(2)打夯周期是多少? 答案(1)4 m(2)4.2 s 1.如圖所示,在光滑水平面上有兩個質量分別為m1和m2的物體A、B,m1>m2, A、B間水平連接著一輕質彈簧秤.若用大小為F的水平力向右拉B,穩定后 B的加速度大小為a1,彈簧秤示數為F1;如果改用大小為F的水平力向左拉A,穩定后A的加速度大小為a2,彈簧秤示數為F2.則以下關系式正確的是 A.a1=a2,F1>F2 答案 A 2.如圖所示,U形槽放在水平桌面上,物體M放于槽內靜止,此時彈簧對物體的壓力為3 N,物體的 質量為0.5 kg,與槽底之間無摩擦.使槽與物體M一起以6 m/s2的加速度向左水平運動時()A.彈簧對物體的壓力為零 B.物體對左側槽壁的壓力等于零 D.彈簧對物體的壓力等于6 N ()B.a1=a2,F1 C.物體對左側槽壁的壓力等于3 N 答案 B 3.(2009·資陽模擬)我國“神舟”5號飛船于2003年10月15日在酒泉航天發射場由長征—2F 運載火箭成功發射升空,若長征—2F運載火箭和飛船起飛時的總質量為1.0×105 kg,火箭起飛 時推動力為3.0×106 N,運載火箭發射塔高160 m(g取10 m/s2).求:(1)假如運載火箭起飛時推動力不變,忽略空氣阻力和火箭質量的變化,運載火箭經多長時間飛 離發射塔?(2)這段時間內飛船中質量為65 kg的宇航員對座椅的壓力多大? 答案(1)4 s(2)1.95×103 N 4.京滬高速公路3月7日清晨,因雨霧天氣導致一輛轎車和另一輛出現故障熄火停下來的卡車相撞.已知轎車剎車時產生的最大阻力為重力的0.8倍,當時的能見度(觀察者與能看見的最遠目標間的距離)約37 m,交通部門規定此種天氣狀況下轎車的最大行車速度為60 km/h.設轎車司機的反應時間為0.6 s,請你通過計算說明轎車有沒有違反規定超速行駛?(g取10 m/s2)答案 轎車車速至少72 km/h是超速行駛 1.下列對運動的認識不正確的是 ．．． ()A.亞里士多德認為物體的自然狀態是靜止的,只有當它受到力的作用才會運動 B.伽利略認為力不是維持物體速度的原因 C.牛頓認為力的真正效應總是改變物體的速度,而不僅僅是使之運動 D.伽利略根據理想實驗推論出,如果沒有摩擦,在水平面上的物體,一旦具有某一個速度,將保持這個速度繼續運動下去 答案 A 2.我國《道路交通安全法》中規定:各種小型車輛前排乘坐的人(包括司機)必須系好安全帶,這是因為()A.系好完全帶可以減小慣性 B.是否系好安全帶對人和車的慣性沒有影響 C.系好安全帶可以防止因車的慣性而造成的傷害 D.系好安全帶可以防止因人的慣性而造成的傷害 答案 D 3.物體靜止在水平桌面上,則 ()A.桌面對物體的支持力的大小等于物體的重力,這兩個力是一對平衡力 B.物體所受的重力和桌面對它的支持力是一對作用力與反作用力 C.物體對桌面的壓力就是物體的重力,這兩個力是同一種性質的力 D.物體對桌面的壓力和桌面對物體的支持力是一對相互平衡的力 答案 A 4.在平直軌道上,勻速向右行駛的封閉車廂內,懸掛著一個帶滴管的盛油容器,滴管口正對車廂地 板上的O點,如圖所示,當滴管依次滴下三滴油時,設這三滴油都落在車廂的地板上,則下列說 法中正確的是 ()A.這三滴油依然落在OA之間,而且后一滴比前一滴離O點遠些 B.這三滴油依然落在OA之間,而且后一滴比前一滴離O點近些 C.這三滴油依然落在OA之間同一位置上 D.這三滴油依然落在O點上 答案 D 5.一汽車在路面情況相同的公路上直線行駛,下面關于車速、慣性、質量和滑行路程的討論,正確的是 A.車速越大,它的慣性越大 B.質量越大,它的慣性越大 C.車速越大,剎車后滑行的路程越長 D.車速越大,剎車后滑行的路程越長,所以慣性越大 答案 BC 6.如圖甲所示,小車上固定著硬質支架,桿的端點固定著一個質量為m的小球.桿對小球的作用力的變化如圖乙所示,則關于小車的運動,下列說法中正確 的是(桿對小球的作用力由F1變化至F4)A.小車向右做勻加速運動 C.小車的加速度越來越大 答案 C 7.一個重500 N的木箱放在大磅秤上,木箱內有一個質量為50 kg的人,站在小磅秤上.如圖所 示,如果人用力推木箱頂部,則小磅秤和大磅秤上的示數F1、F2的變化情況為()A.F1增大、F2減小 C.F1減小、F2不變 答案 D 8.如圖所示,底板光滑的小車放在水平地面上,其上放有兩個完全相同且量程均為20 N的彈簧 秤,甲、乙系住一個質量為1 kg的物塊.當小車做勻速直線運動時,兩彈簧秤的示數均為10 N.則當小車做勻加速直線運動時,彈簧秤甲的示數變為8 N,這時小車運動的加速度大小是 A.2 m/s答案 B 9.如圖所示,三個完全相同物塊1、2、3放在水平桌面上,它們與桌面間的動摩擦 2 () () B.小車由靜止開始向右做變加速運動 D.小車的加速度越來越小 B.F1增大、F2增大 D.F1增大、F2不變() B.4 m/s C.6 m/s D.8 m/s 因數都相同.現用大小相同的外力F沿圖示方向分別作用在1和2上,用 12F 的外力沿水平方向作用在3上,使三者都做加速運動.令a1、a2、a3分別表示物塊1、2、3的加速度,則()A.a1=a2=a3 答案 C 10.有一儀器中電路如右圖所示,其中M是質量較大的金屬塊,將儀器固定在一輛 汽車上,汽車啟動時和急剎車時,發現其中一盞燈亮了,試分析是哪一盞燈 亮了.答案 汽車啟動時綠燈亮,急剎車時紅燈亮 11.如右圖所示,長L=75 cm的質量為m=2 kg的平底玻璃管底部置有一玻璃小球,玻璃管從靜止開始受到一豎 直向下的恒力F=12 N的作用,使玻璃管豎直向下運動,經一段時間t,小球離開管口.空氣阻力不計,取 g=10 m/s2.求:時間t和小球離開玻璃管時玻璃管的速度的大小.答案 0.5 s 8 m/s B.a1=a2,a2＞a3 C.a1＞a2,a2＜a3 D.a1＞a2,a2＞a3 12.用如右圖所示的裝置可以測量汽車在水平路面上做勻加速直線運動的加速度.該裝置是 在矩形箱子的前、后壁上各安裝一個由力敏電阻組成的壓力傳感器.用兩根相同的輕 彈簧夾著一個質量為2.0 kg的滑塊,滑塊可無摩擦滑動,兩彈簧的另一端分別壓在傳 ．．感器a、b上,其壓力大小可直接從傳感器的液晶顯示屏上讀出.現將裝置沿運動方向固定在汽車上,傳感器b在前,傳感．．器a在后.汽車靜止時,傳感器a、b的示數均為10 N.(取g=10 m/s2)(1)若傳感器a的示數為14 N、b的示數為6.0 N,求此時汽車的加速度大小和方向.(2)當汽車以怎樣的加速度運動時,傳感器a的示數為零？ 答案(1)4 m/s2(2)10 m/s2 13.(2007·上海·19B)如右圖所示,固定光滑細桿與地面成一定傾角,在桿上套有一個光滑小環, 小環在沿桿方向的推力F作用下向上運動,推力F與小環速度v隨時間變化規律如下圖所示, 取重力加速度g=10 m/s2.求:(1)小環的質量m.(2)細桿與地面間的傾角α.答案(1)1 kg(2)30° 第二單元 牛頓運動定律應用 （一）第3課時 瞬時問題與動態分析 超重與失重 要點一 瞬時問題 1.如圖所示,物體甲、乙質量均為m,彈簧和懸線的質量可忽略不計.當懸線被燒斷的瞬間,甲、乙的加 速度數值應為 ()A.甲是0,乙是g 答案 B B.甲是g,乙是g C.甲是0,乙是0 D.甲是 g2,乙是g 要點二 動態分析 2.如圖所示,一輕質彈簧一端系在墻上的O點,另一端連接小物體,彈簧自由伸長到B點,讓小 物體m把彈簧壓縮到A點,然后釋放,小物體能運動到C點靜止,物體與水平地面間的動摩擦 因數恒定,試判斷下列說法正確的是 ()A.物體從A到B速度越來越大,從B到C速度越來越小 B.物體從A到B速度越來越小,從B到C加速度不變 C.物體從A到B先加速后減速,從B到C一直減速運動 D.物體在B點受合外力為零 答案 C 要點三 超重與失重 3.下列關于超重和失重現象的描述中正確的是 ()A.電梯正在減速上升,在電梯中的乘客處于超重狀態 B.磁懸浮列車在水平軌道上加速行駛時,列車上的乘客處于超重狀態 C.蕩秋千時秋千擺到最低位置時,人處于失重狀態 D.“神舟”六號飛船在繞地球做圓軌道運行時,飛船內的宇宙員處于完全失重狀態 答案 D 題型1 瞬時問題 【例1】如圖如圖(a)所示,一質量為m的物體系于長度分別為L1、L2的兩根細線上,L1的一端懸掛在天花板上,與豎直方向夾角為θ,L2水平拉直,物體處于平衡狀態.(1)現將圖(a)中L2線剪斷,求剪斷瞬間物體的加速度.(2)若將圖(a)中的細線L1改為質量不計的輕彈簧而其余情況不變,如圖(b)所示,求剪斷L2瞬間物體的加速度.答案(1)gsinθ(2)gtanθ 題型2 程序法分板牙 動態問題 【例2】一個小球(小球的密度小于水的密度)從較高的位置落下來,落入足夠深的水池中,在小球從靜止下落,直到在水中下落到最大深度的過程中,下列小球速度隨時間變化的圖線可能正確的是 答案 A ()題型3 超重與失重觀點解題 【例3】如圖所示,在臺秤的托盤上,放著一個支架,支架上掛著一個電磁鐵A,電磁鐵的正下方 有一鐵塊B,電磁鐵不通電時,臺秤的示數為G.當接通電路,在鐵塊被電磁鐵吸起的過程中, 臺秤的示數將 A.不變 答案 B ()D.忽大忽小 B.變大 C.變小 題型4 運動建模 【例4】一科研火箭從某一無大氣層的行星的一個極豎直向上發射,由火箭傳來的無線電信息表明:從火箭發射時的一段時間t內(火箭噴氣過程),火箭上所有物體對支持物的壓力或對其懸掛裝置的拉力是火箭發射前的1.8倍,除此之外,在落回行星表面前的所有時間內,火箭里的物體處于失重狀態,問從火箭發射到落回行星表面經過多長時間?(行星引力大小隨距行星表面高度的變化可忽略不計) 答案 3t 1.如圖所示,物體P以一定的初速度v沿光滑水平面向右運動,與一個右端固定的輕質彈簧 相撞,并被彈簧反向彈回.若彈簧在被壓縮過程中始終遵守胡克定律,那么在P與彈簧發生 相互作用的整個過程中 ()A.P的加速度大小不斷變化,方向也不斷變化 B.P的加速度大小不斷變化,但方向只改變一次 C.P的加速度大小不斷改變,當加速度數值最大時,速度最小 D.有一段過程,P的加速度逐漸增大,速度也逐漸增大 答案 C 2.某同學把一體重秤放在電梯的地板上,他站在體重秤上隨電梯運動并觀察體重秤示數的變化情況.下表記錄了幾個特定時刻體重秤的示數.(表內時間不表示先后順序) 時間 體重秤示數/kg 若已知t0時刻電梯靜止,則下列說法錯誤的是 t0 45.0 t1 50.0 t2 40.0 t3 45.0 ()A.t1和t2時刻該同學的質量并沒有變化,但所受重力發生變化 B.t1和t2時刻電梯的加速度方向一定相反 C.t1和t2時刻電梯的加速度大小相等,運動方向不一定相反 D.t3時刻電梯可能向上運動 答案 A 3.(2009·貴陽模擬)細繩拴一個質量為m的小球,小球用固定在墻上的水平彈簧支撐,小球 與彈簧不粘連,平衡時細繩與豎直方向的夾角為53°,如圖所示.(已知cos 53°=0.6,sin 53° =0.8)以下說法正確的是 ()A.小球靜止時彈簧的彈力大小為B.小球靜止時細繩的拉力大小為 3535mg mg C.細線燒斷瞬間小球的加速度立即為g D.細線燒斷瞬間小球的加速度立即為答案 D 35g 4.如圖甲所示為學校操場上一質量不計的豎直滑桿,滑桿上端固定,下端 懸空.為了研究學生沿桿的下滑情況,在桿頂部裝有一拉力傳感器,可顯 示桿頂端所受拉力的大小.現有一學生(可視為質點)從上端由靜止開始 滑下,5 s末滑到桿底時速度恰好為零.以學生開始下滑時刻為計時起點, 傳感器顯示的拉力隨時間變化情況如圖乙所示,g取10 m/s2.求:(1)該學生下滑過程中的最大速率.(2)滑桿的長度.答案(1)2.4 m/s(2)6.0 m 第4課時 專題：二力合成法與正交分解法 要點一 二力合成法 1.一輛小車在水平面上行駛,懸掛的擺球相對于小車靜止,并且懸繩與豎直方向成θ角,如圖所示, 下列關于小車的運動情況正確的是 A.加速度方向向左,大小為gtanθ B.加速度方向向右,大小為gtanθ C.加速度方向向左,大小為gsinθ D.加速度方向向右,大小為gsinθ 答案 A ()要點二 正交分解法 2.如圖所示,質量為m的人站在自動扶梯上,扶梯正以加速度a向上減速運動,a與水平方向的夾 角為θ.求人受的支持力和摩擦力.請用兩種建立坐標系的方法分別求解.答案 m(g-asinθ),方向豎直向上 macosθ,方向水平向左 題型1 根據二力合成法確定物體的加速度 【例1】如圖所示,小車在斜面上沿斜面向下運動,當小車以不同的加速度運動時,系在小車頂 部的小球分別如圖中①②③所示三種狀態.①中細線呈豎直方向,②中細線垂直斜面,③中細 線水平.試分別求出上述三種狀態中小車的加速度.(斜面傾角為θ)答案 ①a=0 ②a=gsinθ,方向沿斜面向下 ③a= gsin?,方向沿斜面向下 題型2 正交分解法的應用 【例2】風洞實驗室中可產生水平方向的、大小可以調節的風力,現將一套有小球的細直桿 放入風洞實驗室中,小球孔徑略大于細桿直徑(如圖所示).(1)當桿在水平方向上固定時,調節風力的大小,使小球在桿上做勻速運動,這時小球所受 的風力為小球所受重力的0.5倍,求小球與桿之間的動摩擦因數.(2)保持小球所受風力不變,使桿與水平方向間夾角為37°并固定,則小球從靜止出發在細桿上滑下距離s所需時間 為多少?(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)答案(1)0.5(2)8s 3g題型3 傳送帶上的物理問題 【例3】如圖所示,傳送帶與水平面的夾角為θ=37°,其以4 m/s的速度向上運行,在傳送 帶的底端A處無初速度地放一個質量為0.5 kg的物體,它與傳送帶間動摩擦因數μ=0.8, AB間(B為頂端)長度為25 m.試回答下列問題:(1)說明物體的運動性質(相對地球).(2)物體從A到B的時間為多少？(g=10 m/s2)答案(1)由題設條件知tan 37°=0.75,μ=0.8,所以有tan 37°＜μ,這說明物體在斜面(傳送帶)上能處于靜止狀態,物體開始無初速度放在傳送帶上,起初階段:對物體受力分析如右圖所示.根據牛頓第二定律可知: f滑-mgsin 37°=ma f滑=μN ③ ① ② N=mgcos 37° 求解得a=g(μcos 37°-sin 37°)=0.4 m/s2 ④ 設物體在傳送帶上做勻加速直線運動時間t1及位移s1,因 v0=0 ⑤ ⑥ a=0.4 m/s2 vt=4 m/s ⑦ 根據勻變速直線運動規律得: vt=at1 s1= ⑧ ⑨ 12at 2代入數據得: t1=10 s ⑩ s1=20 m＜25 m 說明物體將繼續跟隨傳送帶一起向上勻速運動,物體在第二階段勻速運動時間t2: t2=?sv?25?204 s?1.25 所以物體運動性質為:物體起初由靜止起以a=0.4 m/s2做勻加速直線運動,達到傳送帶速度后,便以傳送帶速度做勻 速運動.(2)11.25 s 1.如圖所示,動力小車上有一豎桿,桿頂端用細繩拴一質量為m的小球.當小車沿傾角為30° 的斜面勻加速向上運動時,繩與桿的夾角為60°,小車的加速度為 () A.32g B.g C.D.g2 答案 B 2.如圖所示,傾斜索道與水平面夾角為37°,當載人車廂沿鋼索勻加速向上運動時,車廂里的 人對廂底的壓力為其重量的1.25倍,那么車廂對人的摩擦力為其體重的()A.14倍 B.13倍 C.54倍 D.43倍 答案 B 3.如圖所示,質量為m的物體放在傾角為α的斜面上,物體和斜面間的動摩擦因數為μ,如沿水平方向 加一個力F,使物體沿斜面向上以加速度a做勻加速直線運動,則F為多少? 答案 m(a?gsin???gcos?)cos???sin? 4.如圖所示,傳送帶以恒定的速度v=10 m/s運動,傳送帶與水平面的夾角θ為37°,PQ=16 m, 將一小物塊無初速地放在傳送帶上P點,物塊與此傳送帶間的動摩擦因數μ=0.5,g=10 m/s2.求當傳送帶順時針轉動時,小物塊運動到Q點的時間為多少?(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)答案 4 s 1.如圖所示,在光滑的水平面上,質量分別為m1和m2的木塊A和B之間用輕彈簧相連,在拉 力F作用下,以加速度a做勻加速直線運動,某時刻突然撤去拉力F,此瞬時A和B的加速度為a1和a2,則()A.a1=a2=0 B.a1=a,a2=0 C.a1=m1m1?m2a,a2?m2m1?m2a D.a1=a,a2－m1a m2答案 D 2.如圖所示,小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上,從接觸彈簧開始到將彈簧壓縮到最短的過程中, 下列敘述中正確的是 ()A.小球的速度一直減小 B.小球的加速度先減小后增大 D.在該過程的位移中點上小球的速度最大 C.小球加速度的最大值一定大于重力加速度 答案 BC 3.如圖所示,水平面絕緣且光滑,彈簧左端固定,右端連一輕質絕緣擋板,空間存在著水平方 向的勻強電場,一帶正電小球在電場力和擋板壓力作用下靜止.若突然將電場反向,則小球 加速度的大小隨位移x變化的關系圖象可能是下圖中的 答案 A 4.如圖所示,在一個盛有水的容器內靜止一木塊,當容器由靜止開始以加速度g下降,則在此 過程中木塊相對于水面 A.上升 答案 C () ()B.下降 C.不變 D.無法判斷 5.(2009·日照一中月考)在水平地面上運動的小車車廂底部有一質量為m1的木塊,木塊 和車廂通過一根水平輕彈簧相連接,彈簧的勁度系數為k.在車廂的頂部用一根細線懸 掛一質量為m2的小球.某段時間內發現細線與豎直方向的夾角為θ,在這段時間內木 塊與車廂也保持相對靜止,如圖所示.不計木塊與車廂底部的摩擦力,則在這段時間內彈簧的形變量為()A.m1gktan? B.m1gktan? C.(m1?m2)gktan? D.(m1?m2)gktan? 答案 A 6.彈簧秤用細線系兩個質量都為m的小球,現讓兩小球在同一水平面內做勻速圓周運動,兩球始終 在過圓心的直徑的兩端,如圖所示,此時彈簧秤讀數為 A.大于mg 答案 C 7.引體向上是同學們經常做的一項健身運動.該運動的規范動作是:兩手正握單杠,由懸垂開始,上拉時,下顎須超過單杠面,下放時,兩臂放直,不能曲臂(如圖所示).這樣上拉下放,重復 動作,達到鍛煉臂力和腹肌的目的.關于做引體向上動作時人的受力, 以下判斷正確的是 ()B.小于2mg () C.等于2mg D.無法判斷 A.上拉過程中,人受到兩個力的作用 B.上拉過程中,單杠對人的作用力大于人的重力 C.下放過程中,單杠對人的作用力小于人的重力 D.下放過程中,在某瞬間人可能只受到一個力的作用 答案 AD 8.如圖所示,天平左盤上放著盛水的杯子,杯底用細繩系著一木質小球,右盤上放著砝碼, 此時天平處于平衡狀態,若細繩斷裂小球加速上升過程中,天平平衡狀態將發生怎樣的 變化 ()A.仍然平衡 B.右盤上升,左盤下降 D.無法判斷 C.左盤上升,右盤下降 答案 C 9.如圖所示,小車沿水平面向右做加速直線運動,車上固定的硬桿和水平面的夾角為θ,桿的頂端固 定著一個質量為m的小球.當車運動的加速度逐漸增大時,桿對小球的作用力(F1至F4變化)的受 力圖形(OO′沿桿方向)可能是下圖中的() 答案 C 10.如圖所示,彈簧S1的上端固定在天花板上,下端連一小球A,球A與球B之間用線相連.球B與球C之 間用彈簧S2相連.A、B、C的質量分別為mA、mB、mC,彈簧與線的質量均不計.開始時它們都處在靜止 狀態.現將A、B間的線突然剪斷,求線剛剪斷時A、B、C的加速度.答案 mB?mCmAg,方向向上 mB?mCmAg,方向向下 0 11.如圖所示,質量為m=1 kg的小球穿在傾角為θ=30°的斜桿上,球恰好能在桿上勻速 下滑.若球受到一個大小為F=20 N的水平推力作用,可使小球沿桿向上加速滑動(g 取10 m/s2).求:(1)小球與斜桿間的動摩擦因數μ的大小.(2)小球沿桿向上加速滑動時的加速度大小.答案(1)33(2)1.55 m/s2 12.如圖所示,某同學在豎直上升的升降機內研究升降機的運 動規律.他在升降機的水平地板上安放了一臺壓力傳感器(能 及時準確顯示壓力大小),壓力傳感器上表面水平,上面放置了 一個質量為1 kg的木塊,在t=0時刻升降機從地面由靜止開始 上升,在t=10 s時上升了H,并且速度恰好減為零.他根據記錄的壓力數據繪制了壓力隨時間變化的關系圖象.請你根據題中所給條件和圖象信息回答下列問題.(g取10 m/s2)(1)題中所給的10 s內升降機上升的高度H為多少?(2)如果上升過程中某段時間內壓力傳感器顯示的示數為零,那么該段時間內升降機是如何運動的? 答案(1)28 m(2)做加速度大小為g的勻減速運動 13.(2009·西昌模擬)如圖所示,P為位于某一高度處的質量為m的物 塊,B為位于水平地面上的質量為M的特殊長平板,m/M=1/10,平板 與地面間的動摩擦因數μ=2.0×10-2.在板的上表面上方,存在一定厚 度的“相互作用區域”,如圖中畫虛線的部分,當物塊P進入相互作用區時,B便有豎直向上的恒力F作用于P,F=αmg,α=51.F對P的作用使P剛好不與B的上表面接觸;在水平方向P、B之間沒有相互作用力.已知物塊P開始自由落下的時刻,板B向右的速度為v0=10.0 m/s,P從開始下落到剛到達相互作用區所經歷的時間為T0=2.00 s.設B板足夠長,保證物塊P總能落入B板上方的相互作用區,取重力加速度g=9.80 m/s.問:當B開始停止運動那一時刻,P已經回到過初始位置幾次? 答案 11次 2第三單元 牛頓運動定律應用 （二）第5課時 專題：整體法和隔離法解決連接體問題 要點一 整體法 1.光滑水平面上,放一傾角為θ的光滑斜木塊,質量為m的光滑物體放在斜面上,如圖所示, 現對斜面施加力F.(1)若使M靜止不動,F應為多大?(2)若使M與m保持相對靜止,F應為多大? 答案(1)12mgsin 2θ(2)(M+m)gtanθ 要點二 隔離法 2.如圖所示,質量為M的木箱放在水平面上,木箱中的立桿上套著一個質量為m的小球,開始時 小球在桿的頂端,由靜止釋放后,小球沿桿下滑的加速度為重力加速度的1/2,即a=g/2,則小 球在下滑的過程中,木箱對地面的壓力為多少? 答案 2M?m2g 題型1 隔離法的應用 【例1】如圖所示,薄平板A長L=5 m,質量M=5 kg,放在水平桌面上,板右端與桌邊緣相齊.在 A上距其右端s=3 m處放一個質量m=2 kg的小物體B,已知A與B之間的動摩擦因數μ1=0.1, A、B兩物體與桌面間的動摩擦因數μ2=0.2,最初系統靜止.現在對板A向右施加一水平恒力F,將A從B下抽出(設B不會翻轉),且恰使B停在桌面邊緣,試求F的大小(取g=10 m/s2).答案 26 N 題型2 整體法與隔離法交替應用 【例2】如圖所示,質量m=1 kg的物塊放在傾斜角θ=37°的斜面上,斜面體的質量M=2 kg, 斜面與物體間的動摩擦因數μ=0.2,地面光滑.現對斜面體施加一水平推力F,要使物體m 相對斜面靜止,F應為多大?(設物體與斜面的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g取10 m/s2)答案 14.34 N≤F≤33.6 N 題型3 臨界問題 【例3】如圖所示,有一塊木板靜止在光滑足夠長的水平面上,木板的質量為M=4 kg,長度為L= 1 m;木板的右端停放著一個小滑塊,小滑塊的質量為m=1 kg,其尺寸遠遠小于木板長度,它與木 板間的動摩擦因數為μ=0.4,已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.求:(1)為使木板能從滑塊下抽出來,作用在木板右端的水平恒力F的大小應滿足的條件.(2)若其他條件不變,在F=28 N的水平恒力持續作用下,需多長時間能將木板從滑塊下抽出.答案(1)F >20 N(2)1 s 1.如圖所示,滑輪的質量不計,已知三個物體的質量關系是m1=m2+m3,這時彈簧秤的讀數為T.若把物 體m2從右邊移到左邊的物體m1上,彈簧秤的讀數T將 A.增大 答案 B 2.如圖所示,斜面體ABC置于粗糙的水平地面上,小木塊m在斜面上靜止或滑動時,斜面體均保 持靜止不動.下列哪種情況,斜面體受到地面向右的靜摩擦力 A.小木塊m靜止在BC斜面上 ()B.減小 () C.不變 D.無法確定 B.小木塊m沿BC斜面加速下滑 C.小木塊m沿BA斜面減速下滑 答案 BC D.小木塊m沿AB斜面減速上滑 3.如圖所示,在平靜的水面上,有一長l=12 m的木船,木船右端固定一直立桅桿,木船和桅桿的 總質量為m1=200 kg,質量為m2=50 kg的人立于木船左端,開始時木船與人均靜止.若人勻加 速向右奔跑至船的右端并立即抱住桅桿,經歷的時間是2 s,船運動中受到水的阻力是船(包括人)總重的0.1倍,g取10 m/s2.求此過程中船的位移大小.答案 0.4 m 4.如圖所示,在長為L的均勻桿的頂部A處,緊密套有一小環,它們一起從某高處做自由落體運動, 桿的B端著地后,桿立即停止運動并保持豎直狀態,最終小環恰能滑到桿的中間位置.若環在桿 上滑動時與桿間的摩擦力大小為環重力的1.5倍,求從桿開始下落到環滑至桿的中間位置的全 過程所用的時間.答案 3L2g 第6課時 專題:圖象 臨界與極值 要點一 動力學圖象問題 1.靜止在光滑水平面上的物體受到一個水平拉力的作用,該力隨時間變化的關系如圖所 示,則 ()A.物體將做往復運動 C.2 s末物體的速度最大 答案 A B.2 s內的位移為零 D.3 s內,拉力做的功為零 要點二 臨界與極值問題 2.（2009·重慶模擬）如圖所示,把質量m1=4 kg的木塊疊放在質量m2=5 kg 的木塊上.m2放在光滑的水平面上,恰好使m1相對m2開始滑動時作用于木塊 m1上的水平拉力F1=12 N.那么,至少應用多大的水平拉力F2拉木塊m2,才能恰好使m1相對m2開始滑動? 答案 15 N 題型1 利用牛頓定律進行圖象轉換問題 【例1】一個質量為4 kg的物體靜止在足夠大的水平地面上,物體與地面間的動摩擦因 數μ=0.1.從t=0開始,物體受到一個大小和方向呈周期性變化的水平力F作用,力F 隨時間的變化規律如圖所示.求83秒內物體的位移大小(g取10 m/s2).答案 167 m 題型2 摩擦力產生的臨界問題 【例2】如圖所示,一質量m=500 kg的木箱放在質量M=2 000 kg的平板車的后部,木箱到駕 駛室的距離L=1.6 m.已知木箱與平板間的動摩擦因數μ=0.484,平板車在運動過程中所受阻 力是車和箱總重的0.20倍.平板車以v0=22.0 m/s的恒定速度行駛,駕駛員突然剎車,使車做勻減速直線運動,為了不讓木箱撞擊駕駛室,g取10 m/s2.試求:(1)從剎車開始到平板車完全停止至少要經過多長時間?(2)駕駛員剎車時的制動力不能超過多大? 答案(1)4.4 s(2)7 420 N 題型3 程序法的應用 【例3】一小圓盤靜止在桌布上,位于一方桌的水平桌面的中央.桌布的一邊與桌的AB邊重合, 如圖所示.已知盤與桌布間的動摩擦因數為μ1,盤與桌面間的動摩擦因數為μ2.現突然以恒定 加速度a將桌布抽離桌面,加速度的方向是水平的且垂直于AB邊.若圓盤最后未從桌面掉下,則加速度a滿足的條件是什么？(以g表示重力加速度)答案 a≥?1?2?2?2?1g 1.石麗同學在由靜止開始向上運動的電梯里,將一測量加速度的小探頭固定在質量為1 kg的手提包上,到達某一樓層 停止,采集數據并分析處理后列表如下: 運動規律 時間段/s 加速度/m·s-2 勻加速直線運動 0～2.5 0.40 勻速直線運動 2.5～11.5 0 勻減速直線運動 11.5～14.0 0.40 石麗同學在計算機上繪出如下圖象,設F為手對提包的拉力.請你判斷下圖中正確的是() 答案 AC 2.如圖所示,不計滑輪和繩的質量及一切摩擦阻力,已知mB=3 kg,要使物體C有可能處于平衡 狀態,那么mC的可能值為 A.3 kg 答案 AB 3.如圖所示,小車上有一豎直桿,小車和桿的總質量為M,桿上套有一塊質量為m的木塊,桿與木塊 間的動摩擦因數為μ,小車靜止時木塊可沿桿自由滑下.問:必須對小車施加多大的水平力讓車在 光滑水平面上運動時,木塊才能勻速下滑.() D.30 kg B.9 kg C.27 kg 答案 1?(m+M)g 4.一質量為m=40 kg的小孩在電梯內的體重計上,電梯從t=0時刻由靜止開始上升, 在0到6 s內體重計示數F的變化如圖所示.問:在這段時間內電梯上升的高度是 多少?(取重力加速度g=10 m/s2)答案 9 m 1.(2009·西安模擬)如圖所示,在光滑水平面上疊放著A、B兩物體,已知mA=6 kg、mB=2 kg, A、B間動摩擦因數μ=0.2,在物體A上系一細線,細線所能承受的最大拉力是20 N,現水平向右拉細線,g取10 m/s2,則 A.當拉力F<12 N時,A靜止不動 B.當拉力F>12 N時,A相對B滑動 C.當拉力F=16 N時,B受A的摩擦力等于4 N D.無論拉力F多大,A相對B始終靜止 答案 CD 2.如圖所示,在升降機內的彈簧下端吊一物體A,其質量為m,體積為V,全部浸在水中.當升降機由靜 止開始以加速度a(a A.不變 答案 C 3.一個小孩在蹦床上做游戲,他從高處落到蹦床上后又被彈回到原高度.小孩在從高處下落到 彈回的整個過程中,他的運動速度隨時間變化的圖象如圖所示,圖中Oa段和cd段是直線.B.伸長 () () C.縮短 D.無法確定 根據此圖象可知,小孩跟蹦床相接觸的時間為 A.t1～t4 答案 C ()D.t2～t5 B.t2～t4 C.t1～t5 4.如圖所示,質量為m1和m2的兩個物體用細線相連,在大小恒定的拉力F作用下,先沿水平面, 再沿斜面(斜面與水平面成θ角),最后豎直向上運動.則在這三個階段的運動中,細線上張力 的大小情況是 A.由大變小 答案 C 5.先后用相同材料制成的橡皮條彼此平行地沿水平方向拉同一質量為m的物塊,且每次使橡 皮條的伸長量均相同,物塊m在橡皮條的拉力作用下所產生的加速度a與所拉橡皮條的數 目n的關系如圖所示.若更換物塊所在水平面的材料,再重復這個實驗,則圖中直線與水平軸間的夾角θ將()A.變大 答案 B 6.（2009·洛陽模擬）如圖所示,一輕繩通過一光滑定滑輪,兩端各系一質量分別為m1和m2的物體, m1放在地面上,當m2的質量發生變化時,m1的加速度a的大小與m2的關系圖象大體圖中的() 答案 D 7.如圖所示,質量m的球與彈簧Ⅰ和水平細線Ⅱ相連,Ⅰ、Ⅱ的另一端分別固定于P、Q.球靜止時,Ⅰ中拉力大小T1,Ⅱ中拉力大小T2,當僅剪斷Ⅰ、Ⅱ中的一根的瞬間,球的加 速度a應是 ()B.不變 C.變小 D.與水平面的材料有關 ()B.由小變大 C.始終不變 D.由大變小再變大 A.若斷Ⅰ,則a=g,方向水平向右 B.若斷Ⅱ,則a=C.若斷Ⅰ,則a=T2mT1m,方向水平向左 ,方向沿Ⅰ的延長線 D.若斷Ⅱ,則a=g,豎直向上 答案 B 8.如圖所示,在光滑水平桌面上有一鏈條,共有(P+Q)個環,每一個環的質量均為m,鏈條右端 受到一水平拉力F.則從右向左數,第P個環對第(P+1)個環的拉力是 () A.F B.(P+1)F C.QFP?Q D.PFP?Q 答案 C 9.如圖所示,當車廂向前加速前進時,物體M靜止于豎直車廂壁上,當車廂加速度增加時,則()①靜摩擦力增加 ②車廂豎直壁對物體的彈力增加 ④物體的加速度也增加 C.①②④ D.①③④ ③物體M仍保持相對于車廂的靜止狀態 A.①②③ 答案 B B.②③④ 10.在一正方形小盒內裝一小圓球,盒與球一起沿傾角為θ的光滑斜面下滑,如圖所示.若不計 摩擦,當θ角增大時,下滑過程圓球對方盒前壁壓力N及對方盒底面的壓力N′將如何變化()A.N′變小,N變小 C.N′變小,N變大 答案 B 11.(2009·文登三中月考)假設雨點下落過程受到的空氣阻力與雨點的橫截面積S成正比，與雨點下落的速度v的平方成正比，即f=kSv2（其中k為比例系數）.雨點接近地面時近似看做勻速直線運動，重力加速度為g.若把雨點看做球形，其半徑為r，設雨點的密度為ρ，求： （1）每個雨點最終的運動速度vm（用ρ、r、g、k表示）.（2）雨點的速度達到 B.N′變小,N為零 D.N′不變,N變大 12vm時，雨點的加速度a為多大？ 34答案(1)4?rg3k（2）g 12.一同學住在23層高樓的頂樓.他想研究一下電梯上升的運動過程,某天他乘電梯上樓時攜帶了一個質量為5 kg的重物和一個量程足夠大的臺秤,他將重物放在臺秤上,電梯從第1層開始啟動,一直運動到第23層才停下.在這個過程中,他記錄了臺秤在不同時段內的讀數如下表所示.時間/s 電梯啟動前 0～3.0 3.0～13.0 13.0～19.0 19.0以后 根據表格中的數據,求: 臺秤示數/N 50.0 58.0 50.0 46.0 50.0 (1)電梯在最初加速階段和最后減速階段的加速度大小.(2)電梯在中間階段上升的速度大小.(3)該樓房平均每層樓的高度.答案(1)1.6 m/s,方向豎直向上 0.8 m/s,方向豎直向下(2)4.8 m/s(3)3.16 m 13.如圖所示,傾角為α的光滑斜面體上有一個小球m被平行于斜面的細繩系于斜面上,斜面體 放在水平面上.(1)要使小球對斜面無壓力,求斜面體運動的加速度范圍,并說明其方向.(2)要使小球對細繩無拉力,求斜面體運動的加速度范圍,并說明其方向.(3)若已知α=60°,m=2 kg,當斜面體以a=10 m/s2向右做勻加速運動時,繩對小球拉力多大?(g取10 m/s2)答案(1)a≥gcotα 方向向右(2)a=gtanα 方向向左(3)20 2N,與水平方向成45°角 知識整合 演練高考 題型1 慣性的應用 【例1】(2008·全國Ⅰ·15)如圖所示,一輛有動力驅動的小車上有一水平放置的 彈簧,其左端固定在小車上,右端與一小球相連,設在某一段時間內小球與小車相 對靜止且彈簧處于壓縮狀態,若忽略小球與小車間的摩擦力,則在此段時間內小車可能是 A.向右做加速運動 C.向左做加速運動 答案 AD B.向右做減速運動 D.向左做減速運動 () 題型2 用牛頓第二定律分析問題 【例2】(2008·寧夏·20)有一固定斜面的小車在水平面上做直線運動,小球通過細繩與車頂 相連.小球某時刻正處于如圖所示狀態.設斜面對小球的支持力為N,細繩對小球的拉力為T, 關于此時刻小球的受力情況,下列說法正確的是 A.若小車向左運動,N可能為零 () B.若小車向左運動,T可能為零 D.若小車向右運動,T不可能為零 C.若小車向右運動,N不可能為零 答案 AB 題型3 超重與失重 【例3】(2007·山東·17)下列實例屬于超重現象的是 () A.汽車駛過拱形橋頂端 B.蕩秋千的小孩通過最低點 D.火箭點火后加速升空 C.跳水運動員被跳板彈起,離開跳板向上運動 答案 BD 題型4 綜合動力學問題 【例4】(2007·江蘇·19)如圖所示,一輕繩吊著粗細均勻的棒,棒下端離地面高H,上端套著一個細環.棒和環的質量均為m,相互間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力kmg(k>1).斷開輕繩,棒和環自由下落.假 設棒足夠長,與地面發生碰撞時,觸地時間極短,無動能損失.棒在整個運動過程中始終保持豎直,空氣 阻力不計.求:(1)棒第一次與地面碰撞彈起上升過程中,環的加速度.(2)從斷開輕繩到棒與地面第二次碰撞的瞬間,棒運動的路程s.(3)從斷開輕繩到棒和環都靜止,摩擦力對環及棒做的總功W.答案(1)(k-1)g,方向豎直向上(2)k?3k?1H(3)?2kmgHk?1 高考演練 1.(2008·廣東·1)伽利略在著名的斜面實驗中,讓小球分別沿傾角不同、阻力很小的斜面從靜止開始滾下,他通過實驗觀察和邏輯推理,得到的正確結論有 ()A.傾角一定時,小球在斜面上的位移與時間成正比 B.傾角一定時,小球在斜面上的速度與時間成正比 C.斜面長度一定時,小球從頂端滾到底端時的速度與傾角無關 D.斜面長度一定時,小球從頂端滾到底端時所需的時間與傾角無關 答案 B 2.(2008·廣東理科基礎·12)質量為m的物體從高處由靜止釋放后豎直下落,在某時刻受到的空氣阻力為f ,加速度為a=則f的大小是 A.f =1313g, mg ()mg B.f =C.f =mg 答案 B D.f =mg 3.(2008·山東·19)直升機懸停在空中向地面投放裝有救災物資的箱子,如圖所示.設投放初速度為零, 箱子所受的空氣阻力與箱子下落速度的平方成正比,且運動過程中箱子始終保持圖示姿態.在箱子下 落過程中,下列說法正確的是 ()A.箱內物體對箱子底部始終沒有壓力 B.箱子剛從飛機上投下時,箱內物體受到的支持力最大 C.箱子接近地面時,箱內物體受到的支持力比剛投下時大 D.若下落距離足夠長,箱內物體有可能不受底部支持力而“飄起來” 答案 C 4.(2008·江蘇·7)如圖所示,兩光滑斜面的傾角分別為30°和45°、質量分別為2m和m的 兩個滑塊用不可伸長的輕繩通過滑輪連接(不計滑輪的質量和摩擦),分別置于兩個斜面上并 由靜止釋放;若交換兩滑塊位置,再由靜止釋放,則在上述兩種情形中正確的有 ()A.質量為2m的滑塊受到重力、繩的張力、沿斜面的下滑力和斜面的支持力的作用 B.質量為m的滑塊均沿斜面向上運動 C.繩對質量為m的滑塊的拉力均大于該滑塊對繩的拉力 D.系統在運動中機械能均守恒 答案 BD 5.(2008·天津·20)一個靜止的質點,在0～4 s時間內受到力F的作用,力的方向始終在同 一直線上,力F隨時間t的變化如圖所示,則質點在A.第2 s末速度改變方向 C.第4 s末回到原出發點 答案 D 6.(2008·北京·20)有一些問題你可能不會求解,但是你仍有可能對這些問題的解是否合理 進行分析和判斷.例如從解的物理量單位,解隨某些已知量變化的趨勢,解在一些特殊條件 下的結果等方面進行分析,并與預期結果、實驗結論等進行比較,從而判斷解的合理性或正確性.舉例如下:如圖所示,質量為M、傾角為θ的滑塊A放于水平地面上.把質量為m的滑塊B放在A的斜面上.忽略一切摩擦,有人求得B相對地面的加速度a= () B.第2 s末位移改變方向 D.第4 s末運動速度為零 M?mM?msin?gsin?,式中g為重力加速度.對于上述解,某同學首先分析了等號右側量的單位,沒發現問題.他進一步利用特殊條件對該解做了如下四項分析和判斷,所得結論都是“解可能是對的”.但是,其中有一項是錯誤的.請．．你指出該項 ()A.當θ=0°時,該解給出a=0,這符合常識,說明該解可能是對的 B.當θ=90°時,該解給出a=g,這符合實驗結論,說明該解可能是對的 C.當Mm時,該解給出a≈gsinθ,這符合預期的結果,說明該解可能是對的 D.當mM時,該解給出a≈答案 D gsin?,這符合預期的結果,說明該解可能是對的 7.(2008·上海·5)在伽利略羊皮紙手稿中發現的斜面實驗數據如下表所示,人們推測第二、三列數據可能分別表示時間和長度.伽利略的一個長度單位相當于現在的2930 mm,假設一個時間單位相當于現在的0.5 s.由此可以推算實驗時光滑斜面的長度至少為 m;斜面的傾角約為 度.(g取10 m/s2)表:伽利略手稿中的數據 4 9 16 25 36 49 64 答案 2.034 1.5 2 3 4 5 6 7 8 298 526 824 1 192 1 600 2 104 8.(2008·海南·15)科研人員乘氣球進行科學考察,氣球、座艙、壓艙物和科研人員的總質量為990 kg.氣球在空 中停留一段時間后,發現氣球漏氣而下降,及時堵住.堵住時氣球下降速度為1 m/s,且做勻加速運動,4 s內下降了12 m.為使氣球安全著陸,向艙外緩慢拋出一定的壓艙物.此后發現氣球做勻減速運動,下降速度在5分鐘內減少了 3 m/s.若空氣阻力和泄漏氣體的質量均可忽略,重力加速度g取9.89 m/s2,求拋掉的壓艙物的質量.答案 101 kg 9.(2008·上海·21)總質量為80 kg的跳傘運動員從離地500 m的直升機上跳下, 經過2 s拉開繩索開啟降落傘,如圖所示是跳傘過程中的v-t圖象,試根據圖象 求:(g取10 m/s2)(1)t=1 s時運動員的加速度和所受阻力的大小.(2)估算14 s內運動員下落的高度及克服阻力做的功.(3)估算運動員從飛機上跳下到著地的總時間.答案(1)8 m/s2 160 N (2)158 m 1.25×105J (3)71 s 10.(2007·海南·16)如圖所示,一輛汽車A拉著裝有集裝箱的拖車B,以速度v1= 30 m/s進入向下傾斜的直車道.車道每100 m下降2 m.為使汽車速度在s=200 m 的距離內減到v2=10 m/s,駕駛員必須剎車.假定剎車時地面的摩擦阻力是恒力,且該力的70%作用于拖車B,30%作用于汽車A.已知A的質量m1=2 000 kg,B的質量m2=6 000 kg.求汽車與拖車的連接處沿運動方向的相互作用力.重 力加速度g取10 m/s2.答案 880 N 章末檢測 1.用絕緣細線將一個質量為m、帶電荷量為q的小球懸掛在天花板下面,設空間中存在有沿水平方向的勻強電場.當小球靜止時把細線燒斷,小球將做 A.自由落體運動 () B.曲線運動 D.變加速直線運動 C.沿懸線的延長線做勻加速直線運動 答案 C 2.如圖所示,質量分別為mA、mB的A、B兩物塊用輕線連接放在傾角為θ的斜面上,用始終平行于斜面向上的拉力F拉A,使它們沿斜面勻加速上升,A、B與斜面的動摩擦因數均為 μ,為了增加輕線上的張力,可行的辦法是 ()A.減小A物塊的質量 C.增大傾角θ 答案 AB B.增大B物塊的質量 D.增大動摩擦因數μ 3.如圖所示,在一無限長的小車上,有質量分別為m1和m2的兩個滑塊(m1>m2)隨車一起向右 勻加速運動.設兩滑塊與小車間的動摩擦因數均為μ,其他阻力不計,當車突然停止時,以 下說法正確的是 ()A.若μ=0,兩滑塊一定相碰 C.若μ≠0,兩滑塊一定相碰 答案 BD B.若μ=0,兩滑塊一定不相碰 D.若μ≠0,兩滑塊一定不相碰 4.物塊A1、A2、B1、B2的質量均為m,A1、A2用一輕桿連接,B1、B2用輕質彈簧連接.兩個 裝置都放在水平的支托物M上,處于平衡狀態,如圖所示.今突然迅速地撤去支托物M, 在除去支托物的瞬間,A1、A2所受到的合力分別為f1和f2,B1、B2所受到的合力分別為F1 和F2,則 ()A.f1=0,f2=2mg;F1=0,F2=2mg C.f1=0,f2=2mg;F1=mg,F2=mg 答案 B B.f1=mg,f2=mg;F1=0,F2=2mg D.f1=mg,f2=mg;F1=mg,F2=mg 5.如圖所示,甲運動員在球場上得到籃球之后,甲、乙以相同的速度并排向同一方向奔跑,甲運 動員要將球傳給乙運動員,不計空氣阻力,問他應將球向什么方向拋出 A.拋出方向與奔跑方向相同,如圖中箭頭1所指的方向 () B.拋出方向指向乙的前方,如圖中箭頭2所指的方向 C.拋出方向指向乙,如圖中箭頭3所指的方向 D.拋出方向指向乙的后方,如圖中箭頭4所指的方向 答案 C 6.在離坡底10 m的山坡上豎直地固定一長10 m的直桿AO(即BO=AO=10 m).A端與坡底B間 連有一鋼繩,一穿于鋼繩上的小球從A點由靜止開始沿鋼繩無摩擦地滑下,取g=10 m/s2,如圖 所示,則小球在鋼繩上滑行的時間為 A.2 答案 B 7.如圖所示,自由下落的小球下落一段時間后,與彈簧接觸,從它接觸彈簧開始,到彈簧壓縮到最短 的過程中,即彈簧上端位置由A→O→B,且彈簧被壓縮到O位置時小球所受彈力等于重力,則小 球速度最大時彈簧上端位于 A.A位置 答案 C 8.如圖所示,完全相同的容器E、F、G,小孔a與大氣相通,容器口封閉, T為閥門,水面的高度相同.在E靜止、F、G同時豎直向上和向下以 加速度a運動的同時打開三個容器的閥門,則以下說法中正確的是()A.從三個容器閥門流出的水速大小關系是vE D.從三個容器閥門流出的水速大小關系可能是vF>vG>vE 答案 C 9.小車上固定有一個豎直方向的細桿,桿上套有質量為M的小環,環通過細繩與質量為m的小球 連接,當車向右勻加速運動時,環和球與車相對靜止,繩與桿之間的夾角為α,如圖所示.求桿對 環作用力的大小和方向.答案(M+m)g1?tan() D.3s B.2 s C.4 s () D.OB之間某一位置 B.B位置 C.O位置 ? 方向沿右上方與桿間的夾角為α 10.如圖所示,勁度系數為k的輕質彈簧一端與墻固定,另一端與傾角為θ的斜面體小車 連接,小車置于光滑水平面上,在小車上疊放一個物體,已知小車質量為M,物體質量為 m,小車位于O點時,整個系統處于平衡狀態.現將小車從O點拉到B點,令OB=b,無初速度釋放后,小車在水平面B、C間來 回運動,物體和小車之間始終沒有相對運動.求:(1)小車運動到B點時物體m所受到的摩擦力大小和方向.(2)b的大小必須滿足什么條件,才能使小車和物體在一起運動過程中,在某一位置時,物體和小車之間的摩擦力為零.答案(1)mgsinθ+kbmcos?M?m 沿斜面向上 (2)b=(M?m)gtan? k11.如圖甲所示,質量分別為m1=1 kg和m2=2 kg的A、B兩物塊并排放在光滑水平面上,對A、B分別施加大小隨時間變化的水平外力F1和F2,F1=(9-2t)N,F2=(3+2t)N,則: (1)經多長時間t0兩物塊開始分離?此時兩物塊的加速度大小為多大?(2)通過計算,在同一坐標系(如圖乙所示)中作出兩物塊分離后2 s內加速度a1和a2隨時間變化的圖象.(3)由題意和圖象可知“a—t”圖象下的“面積”在數值上應等于什么?(4)由加速度a1和a2隨時間變化的圖象可求得A、B兩物塊分離后2 s其相對速度為多大? 答案(1)2.5 s 4 m/s2 (2)依題意a1′=?F1m1?9?2?(t0?2)m1=0 a2′=F2??3?2?(t0?2)m2m2?6 m/s2 兩物塊分離后2 s內的加速度a1、a2隨時間的變化圖象如右圖所示.(3)等于速度的變化量Δv.(4)6 m/s 12.有一小銅塊靜止放置在傾角為α的方桌的桌布上,且位于方桌的中心.方桌布的 一邊與方桌的AB邊重合,如圖所示.已知小銅塊與方桌布間的動摩擦因數為μ1, 小銅塊與方桌面間的動摩擦因數為μ2(μ1>μ2>tanα).現突然以恒定的加速度a將桌布沿桌面向上抽離,加速度的方向是沿桌面的且垂直于AB邊向上.若小銅塊最后恰好未從方桌面掉下,則加速度a滿足的條件是什么?(以g表示重力加速度)答案 a≥(?1cos??sin?)(?1cos??2?2cos??sin?)g ?2cos??sin? 磁感應強度、磁通量 一、教學目標 1．理解磁感應強度和磁通量概念． 2．掌握用磁感線描述磁場的方法． 3．了解勻強磁場的特點，知道磁通密度即磁感應強度． 4．采用類比法，從電場強度概念引入分析，據比值法定義，建立磁感應強度概念．培養學生分析問題的能力和研究問題的方法． 二、重點、難點分析 磁感應強度是描述磁場性質的物理量，其概念的建立是本章的重點和難點． 1．在磁場中某處，垂直磁場方向放置的通電直導線，所受的磁場力與其導線長度和電流強度乘積的比值是不變的恒量，即只要在磁場中的位置不變，若是改變垂直磁場方向放置的導線長度，或改變其中的電流強度，則所受的磁場力改變，但磁場力與導線長度和電流強度乘積的比值是不變的，為一特定恒量，說明該恒量反映了磁場在該處的性質．如果改變磁場中的位置，再垂直磁場方向放置通電直導線，其所受磁場力與導線長度和電流強度乘積的比值又是一個不同的恒量，該恒量即反映磁場在這一位置場的性質．磁場的這種性質命名為磁感應強度． 這正可與電場類比：放在電場中某點的檢驗電荷所受到的電場力與其電量的比值是不變的恒量．它反映電場性質，命名為電場強度． 同是比值法定義． 2．磁通量是指穿過某個“面”的磁感線條數．因此一說磁通量必須指明是穿過哪個面的磁通量，“面”定了則面積大小定了，放在確定的磁場中，如果磁場方向與面的夾角不同，則穿過該面的磁感線條數不同．同樣的面積，確定的磁場，垂直磁場方向放置，則穿過的磁感線條數最多，因此定義：垂直磁場方向放置的面積為S的面，其磁通量Φ=B·S． 3．磁感線的條數不是隨意畫的，它是由磁感應強度的大小決定的．垂直磁場方向單位面積上的磁通量棗即單位面積上的磁感線條數，叫磁通密度，B=Φ／S，即磁感應強度． 三、教具 干電池組，U形磁鐵，水平平行裸銅線導軌，直銅棒，帶夾導線三根，開關． 四、教學過程 1．引入新課： 復習電場，為用類比法建立磁感應強度概念作準備． 提問：電場的基本特性是什么？（對其中的電荷有電場力的作用．）空間有點電場Q建立的電場，如在其中的A點放一個檢驗電荷q1，什么？（比值為恒量，反映場的性質，叫電場強度．） 磁場的基本特征是什么？（對其中的電流，即通電導線有磁場力的作用．） 對磁場的這種特性如何描述呢？ 2．觀察實驗 磁場對通電直導線有力的作用，引導學生作定性分析，得出：確定的磁場，對通電直導線的作用力大小與直導線的長度L、通入電流強度I，以及導線上電流方向與磁場方向夾角有關． （1）通電導線在磁場中受到力的作用──磁場力F．F的方向與何有關？（磁場方向，電流方向，左手定則．） （2）如果磁場確定，則F的大小與何有關？ 如使導線與磁場平行放置，F=？垂直放置又如何？ 如改變導線長度，F如何變化？ 如果改變導線上的電流強度，F如何變化？ 總結：精確的實驗表明通電直導線垂直放置在確定的磁場中受到的磁場力F跟通過的電流強度I和導線長度L成正比，或者說跟I·L的乘積成正比．這就是說無論怎樣改變電流強度I和導線長度L，乘積IL增大多少倍，則F也增大多少倍．比值F／IL是恒量． 如果改變在磁場中的位置，垂直磁場放置的通電導線F／IL比值又會是新的恒量，均反映磁場的性質． 正如電場特性用電場強度來描述一樣，磁場特性用一個新的物理量──磁感應強度來描述． 3．板書：磁感應強度（B） （1）定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電導線，所受到的磁場力F跟電流強度I和導線長度L的乘積IL的比值，叫做通電導線所在處的磁感應強度，用B表示． （2）公式：B=F／（I·L） （3）矢量：B的方向與磁場方向，即小磁針N極受力方向相同．（4）單位：特斯拉（T）1T=1N／（A·m），即垂直磁場方向放置的長lm的導線，通入電流為1A，如果受的磁場力為1N，則該處的磁感應強度B為1T． 一般永久磁鐵磁極附近的磁感應強度約為0.4T～0.7T；電機和變壓器鐵心中，磁感應強度為0.8T～1.4T，地面附近地磁場的磁感應強度約為0.5×10-4T． 4．板書：勻強磁場 磁感應強度的大小和方向處處相同的區域，叫勻強磁場． 其磁感線平行且等距．長的通電螺線管內部的磁場、兩個靠得很近的異名磁極間的磁場都是勻強磁場． 如用B=F／（I·L）測定非勻強磁場的磁感應強度時，所取導線應足夠短，以能反映該位置的磁場為勻強． 5．板書：磁通量（Φ） 在后面的電學學習中，我們要討論穿過某一個面的磁場情況．我們知道，磁場的強弱（即磁感應強度）可以用磁感線的疏密來表示．如果一個面積為S的面垂直一個磁感應強度為B的勻強磁場放置，則穿過這個面的磁感線的條數就是確定的．我們把B與S的乘積叫做穿過這個面的磁通量． （1）定義：面積為S，垂直勻強磁場B放置，則B與S的乘積，叫做穿過這個面的磁通量，用Φ表示． （2）公式：Φ=B·S （3）單位：韋伯（Wb）1Wb=1T·m2 磁通量就是表示穿過這個面的磁感線條數． 6．板書：磁通密度 磁通密度大，即穿過單位面積的磁感線條數多，一定是磁感線很密，7．課堂小結 （1）磁感應強度既反映了磁場的強弱又反映了磁場的方向，它和磁通量都是描述磁場性質的物理量，應注意定義中所規定的條件，對其單位也應加強記憶． （2）磁通量的計算很簡單，只要知道勻強磁場的磁感應強度B和所討論面的面積S，在面與磁場方向垂直的條件下Φ=B·S．（不垂直可將面積做垂直磁場方向上的投影．）磁通量是表示穿過所討論面的磁感線條數的多少．在今后的應用中往往根據穿過面的凈磁感線條數的多少定性判斷穿過該面的磁通量的大小． 例：如圖所示，在條形磁鐵中部垂直套有A、B兩個圓環，試分析穿過A環、B環的磁通量誰大． 解：此題所給條件是非勻強磁場，不能用Φ=B·S計算，只能比較穿過兩環的磁感線凈條數多少，來判斷磁通量的大小．條形磁鐵的磁感線是從N極出發，經外空間磁場由S極進入，在磁鐵內部的磁感線是從S極向N極，又因磁感線是閉合的平滑曲線，所以條形磁鐵內外磁感線條數一樣多．從下向上穿過A、B環的磁感線條數一樣多，而從上向下穿過A環的磁感線多于B環，則A環從下向上穿過的凈磁感線少于B環，所以B環的磁通量大于A環磁通量． 另外一個面積是S的面，垂直勻強磁場B放置，則穿過該面的磁通量Φ=B·S．如果該面轉動180°則穿過該面的磁通量改變了2BS． （3）磁感應強度概念的建立是通過類比法和用比值法定義的方法．同學們可總結一下，我們還在什么問題上使用過這兩種方法，從而提高自己分析問題和研究問題的能力． （教材使用人教社高級中學課本物理第二冊──必修） 高三物理教案 光電效應 光電效應 三維教學目標 1、知識與技能 (1)通過實驗了解光電效應的實驗規律。 (2)知道愛因斯坦光電效應方程以及意義。 (3)了解康普頓效應，了解光子的動量 2、過程與方法：經歷科學探究過程，認識科學探究的意義，嘗試應用科學探究的方法研究物理問題，驗證物理規律。 3、情感、態度與價值觀：領略自然界的奇妙與和諧，發展對科學的好奇心與求知欲，樂于探究自然界的奧秘，能體驗探索自然規律的艱辛與喜悅。 教學重點：光電效應的實驗規律 教學難點：愛因斯坦光電效應方程以及意義 教學方法：教師啟發、引導，學生討論、交流。 教學用具：投影片，多媒體輔助教學設備 (一)引入新課 回顧前面的學習，總結人類對光的本性的認識的發展過程? (多媒體投影，見課件。)光的干涉、衍射現象說明光是電磁波，光的偏振現象進一步說明光還是橫波。19世紀60年代，麥克斯韋又從理論上確定了光的電磁波本質。然而，出人意料的是，正當人們以為光的波動理論似乎非常完美的時候，又發現了用波動說無法解釋的新現象光電效應現象。對這一現象及其他相關問題的研究，使得人們對光的又一本質性認識得到了發展。 (二)進行新課 1、光電效應 實驗演示1：(課件輔助講述)用弧光燈照射擦得很亮的鋅板，(注意用導線與不帶電的驗電器相連)，使驗電 器張角增大到約為 30度時，再用與絲綢磨擦過的玻璃棒去靠近鋅板，則驗電器的指針張角會變大。上述實驗說明了什么?(表明鋅板在射線照射下失去電子而帶正電) 概念：在光(包括不可見光)的照射下，從物體發射電子的現象叫做光電效應。發射出來的電子叫做光電子。 2、光電效應的實驗規律 (1)光電效應實驗 如圖所示，光線經石英窗照在陰極上，便有電子逸出----光電子。光電子在電場作用下形成光電流。 概念：遏止電壓，將換向開關反接，電場反向，則光電子離開陰極后將受反向電場阻礙作用。當 K、A 間加反向電壓，光電子克服電場力作功，當電壓達到某一值 Uc 時，光電流恰為0。Uc稱遏止電壓。根據動能定理，有： (2)光電效應實驗規律 ① 光電流與光強的關系：飽和光電流強度與入射光強度成正比。 ② 截止頻率c----極限頻率，對于每種金屬材料，都相應的有一確定的截止頻率c，當入射光頻率c 時，電子才能逸出金屬表面;當入射光頻率c時，無論光強多大也無電子逸出金屬表面。 ③ 光電效應是瞬時的。從光開始照射到光電子逸出所需時間10-9s。 3、光電效應解釋中的疑難 經典理論無法解釋光電效應的實驗結果。 經典理論認為，按照經典電磁理論，入射光的光強越大，光波的電場強度的振幅也越大，作用在金屬中電子上的力也就越大，光電子逸出的能量也應該越大。也就是說，光電子的能量應該隨著光強度的增加而增大，不應該與入射光的頻率有關，更不應該有什么截止頻率。 光電效應實驗表明：飽和電流不僅與光強有關而且與頻率有關，光電子初動能也與頻率有關。只要頻率高于極限頻率，即使光強很弱也有光電流;頻率低于極限頻率時，無論光強再大也沒有光電流。 光電效應具有瞬時性。而經典認為光能量分布在波面上，吸收能量要時間，即需能量的積累過程。 為了解釋光電效應，愛因斯坦在能量子假說的基礎上提出光子理論，提出了光量子假設。 4、愛因斯坦的光量子假設 (1)內容 光不僅在發射和吸收時以能量為h的微粒形式出現，而且在空間傳播時也是如此。也就是說，頻率為 的光是由大量能量為 E =h的光子組成的粒子流，這些光子沿光的傳播方向以光速 c 運動。 (2)愛因斯坦光電效應方程 在光電效應中金屬中的電子吸收了光子的能量，一部分消耗在電子逸出功W0，另一部分變為光電子逸出后的動能 Ek。由能量守恒可得出： W0為電子逸出金屬表面所需做的功，稱為逸出功。Wk為光電子的最大初動能。 (3)愛因斯坦對光電效應的解釋 ①光強大，光子數多，釋放的光電子也多，所以光電流也大。 ②電子只要吸收一個光子就可以從金屬表面逸出，所以不需時間的累積。 ③從方程可以看出光電子初動能和照射光的頻率成線性關系 ④從光電效應方程中，當初動能為零時，可得極限頻率： 愛因斯坦光子假說圓滿解釋了光電效應，但當時并未被物理學家們廣泛承認，因為它完全違背了光的波動理論。 5、光電效應理論的驗證 美國物理學家密立根，花了十年時間做了光電效應實驗，結果在1915年證實了愛因斯坦光電效應方程，h 的值與理論值完全一致，又一次證明了光量子理論的正確。 6、展示演示文稿資料：愛因斯坦和密立根 由于愛因斯坦提出的光子假說成功地說明了光電效應的實驗規律，榮獲1921年諾貝爾物理學獎。 密立根由于研究基本電荷和光電效應，特別是通過著名的油滴實驗，證明電荷有最小單位。獲得1923年諾貝爾物理學獎。 光電效應在近代技術中的應用 (1)光控繼電器 可以用于自動控制，自動計數、自動報警、自動跟蹤等。 (2)光電倍增管 可對微弱光線進行放大，可使光電流放大105~108倍，靈敏度高，用在工程、天文、科研、軍事等方面。 高三物理教案：光電效應 【摘要】鑒于大家對查字典物理網十分關注，小編在此為大家搜集整理了此文高三物理教案：光電效應，供大家參考! 本文題目：高三物理教案：光電效應 光量子(光子)：E=h 實驗結論 光子說的解釋 1、每種金屬都有一個極限頻率入射光的頻率必須大于這個頻率才能產生光電效應 電子從金屬表面逸出，首先須克服金屬原子核的引力做功(逸出功W)，要使入射光子的能量不小于W，對應頻率 即是極限頻率。 2、光電子的最大初動能與入射光的強度無關，只隨入射光的頻率增大而增大 電子吸收光子能量后，只有直接從金屬表面飛出的光電子，才具有最大初動能即： 3、入射光照射到金屬板上時光電子的發射機率是瞬時的，一般不會超過10-9S 光照射金屬時，電子吸收一個光子(形成光電子)的能量后，動能立即增大，不需要積累能量的過程。 4、當入射光的頻率大于極限頻率時，光電流強度與入射光強度成正比 當入射光的頻率大于極限頻率時，入射光越強，單位時間內入射到金屬表面的光子數越多，產生的光電子數越多，射出的光電子作定向移動時形成的光電流越大。 (1)產生光電效應的條件：①極;②hW (2)發生光電效應后，入射光的強度與產生的光電流成正比。 (3)光電效應方程 ,W=h (4)光電管的應用 能級 一、核式結構模型與經典物理的矛盾 (1)根據經典物理的觀點推斷：①在軌道上運動的電子帶有電荷，運動中要輻射電磁波。②電子損失能量，它的軌道半徑會變小，最終落到原子核上。 ③由于電子軌道的變化是連續的，輻射的電磁波的頻率也會連續變化。 事實上：①原子是穩定的;②輻射的電磁波頻率也只是某些確定值。 二、玻爾理論 ①軌道量子化：電子繞核運動的軌道半徑只能是某些分立的數值。對應的氫原子的軌道半徑為：rn=n2r1(n=1,2,3,)，r1=0.5310-10m。 ②能量狀態量子化：原子只能處于一系列不連續的能量狀態中，這些狀態的能量值叫能級，能量最低的狀態叫基態，其它狀態叫激發態。原子處于稱為定態的能量狀態時,雖然電子做加速運動,但并不向外輻射能量.氫原子的各能量值為： ③躍遷假說：原子從一種定態躍遷到另一種定態要輻射(或吸收)一定頻率的光子，即：h=Em-En 三、光子的發射和吸收 (1)原子處于基態時最穩定，處于較高能級時會自發地向低能級躍遷，經過一次或幾次躍遷到達基態，躍遷時以光子的形式放出能量。 (2)原子在始末兩個能級Em和Enn)間躍遷時發射光子的頻率為，其大小可由下式決定：h=Em-En。 (3)如果原子吸收一定頻率的光子，原子得到能量后則從低能級向高能級躍遷。 (4)原子處于第n能級時，可能觀測到的不同波長種類N為： 考點分析： 考點：波爾理論：定態假設;軌道假設;躍遷假設。 考點：h=Em-En 考點：原子處于第n能級時，可能觀測到的不同波長種類N為： 考點：原子的能量包括電子的動能和電勢能(電勢能為電子和原子共有)即：原子的能量En=EKn+EPn.軌道越低，電子的動能越大，但勢能更小，原子的能量變小。 電子的動能：，r越小，EK越大。 原子物理 一、原子的核式結構 二、天然放射現象、衰變 衰變次數的計算方法：根據質量數的變化計算次數，其次數n=質量數的變化量/4;根據電荷數的變化，計算衰變次數。中子數的變化量=2衰變次數+衰變次數。 三、半衰期的計算 半衰期計算公式:;m為剩余質量;mO為原有質量;t為衰變時間;為半衰期。 四、核反應方程 五、核能的計算 核反應釋放的核能： E=mc2或E=m931.5Mev第二篇：牛頓運動定律--2011屆高三物理教案及練習題
第三篇：高二物理教案磁場-磁感應強度、磁通量
第四篇：高三物理教案 光電效應
第五篇：高三物理教案：光電效應
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