高考物理新思路考场特训3.doc

2013届高考物理新思路考场特训三一、不定项选择题1.如图所示，两个带等量正电荷的小球与水平放置的光滑绝缘杆相连，并固定在垂直纸面向外的匀强磁场中，杆上套有一个带正电的小环，带电小球和小环都可视为点电荷.若将小环由静止从图示位置开始释放，在小环运动的过程中，下列说法正确的是( )a.小环的加速度大小不断变化b.小环的速度将一直增大c.小环所受的洛伦兹力一直增大d.小环所受的洛伦兹力方向始终不变2.如图所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，一带电粒子由a点进入电磁场并刚好能沿ab直线向上运动.下列说法正确的是( )a.粒子一定带负电b.粒子动能一定减少c.粒子的电势能一定增加d.粒子的机械能一定增加3.如图所示，带等量异种电荷的平行金属板a、b处于匀强磁场中，磁感应强度b垂直纸面向里，不计重力的带电粒子沿oo方向从左侧垂直于电磁场入射，从右侧射出a、b板间区域时动能比入射时小，要使粒子射出a、b板间区域时的动能比入射时大，可以( )a.适当增大金属板间的电压b.适当增大金属板间的距离c.适当减小金属板间的磁感应强度d.使带电粒子的电性相反4.如图甲所示是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个d形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连.带电粒子在磁场中运动的动能ek随时间t的变化规律如图乙所示，若忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断中正确的是( )a.在ek-t图中应有t4-t3=t3-t2=t2-t1b.高频电源的变化周期应该等于tn-tn-1c.当电源电压减小为时，粒子加速次数增多，粒子最大动能增大d.要使粒子获得的最大动能增大，可增加d形盒的面积5.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 v，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正二、计算题6.利用电场和磁场，可以将比荷不同的离子分开，这种方法在化学分析和原子核技术等领域有重要的应用.如图所示的矩形区域acdg(ac边足够长)中存在垂直于纸面的匀强磁场，a处有一狭缝.离子源产生的离子经静电场加速后穿过狭缝沿垂直于ga边且垂直于磁场的方向射入磁场，运动到ga边，被相应的收集器收集.整个装置内部为真空.已知被加速的两种正离子的质量分别是m1和m2(m1m2)，电荷量均为q.加速电场的电势差为u，离子进入电场时的初速度可以忽略.不计重力，也不考虑离子间的相互作用.(1)求质量为m1的离子进入磁场时的速率v1；(2)当磁感应强度的大小为b时，求两种离子在ga边落点的间距；(3)在前面的讨论中忽略了狭缝宽度的影响，实际装置中狭缝具有一定宽度.若狭缝过宽，可能使两束离子在ga边上的落点区域交叠，导致两种离子无法完全分离.设磁感应强度大小可调，ga边长为定值l，狭缝宽度为d，狭缝右边缘在a处.离子可以从狭缝各处射入磁场，入射方向仍垂直于ga边且垂直于磁场.为保证上述两种离子能落在ga边上并被完全分离，求狭缝的最大宽度.7.如图所示，xoy平面内区域有垂直纸面的匀强磁场，区域有竖直向下，大小为e的匀强电场，pq为电场与磁场的分界线.磁场随时间变化的规律如图所示.以垂直纸面向里为正方向，o处有一粒子源，在t=0时刻瞬间放出速度沿x轴正向，大小在v到2v之间的带正电粒子.已知粒子质量为m，电荷量为q,重力不计，求：(1)速度为v的粒子从pq边界射出时的位置坐标；(2)粒子到达x轴的最大动能；(3)粒子打在x轴上区域的长度x.8.如图甲所示，建立xoy坐标系.两平行极板p、q垂直于y轴且关于x轴对称，极板长度和板间距均为l.在第一、四象限有磁感应强度为b的匀强磁场，方向垂直于xoy平面向里.位于极板左侧的粒子源沿x轴向右连续发射质量为m、电荷量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子.在03t0时间内两板间加上如图乙所示的电压(不考虑极板边缘的影响).已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t0时刻经下极板边缘射入磁场.上述m、q、l、t0、b为已知量.(不考虑粒子间相互影响及返回极板间的情况)(1)求电压u0的大小.(2)求时刻进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径.(3)何时进入两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短？求此最短时间.2013届高考物理新思路考场特训三答案解析1. 【解析】选a.小环在等量同种电荷形成的非匀强电场中运动，所受合外力不断变化，故加速度不断变化，a正确；小环在杆上做往复运动，速度大小和方向不断变化，洛伦兹力的大小和方向也不断变化，故b、c、d错误.2. 【解析】选a、d.对该带电粒子进行受力分析可知，受到竖直向下的重力、水平方向的电场力、垂直速度方向的洛伦兹力，其中重力和电场力是恒力，粒子沿直线运动，则可以判断出其受到的洛伦兹力也是恒定的，即该粒子是做匀速直线运动，所以选项b错误；如果该粒子带正电，则受到向右的电场力和向左下方的洛伦兹力，所以不会沿直线运动，该粒子一定是带负电，选项a正确；该粒子带负电，向左上方运动，电场力做正功，电势能一定是减少的，选项c错误；因为重力势能增加，动能不变，所以该粒子的机械能增加，选项d正确.3. 【解析】选a、c.带电粒子进入复合场后，受到电场力和洛伦兹力bqv.粒子动能减小说明电场力做负功，d 将式代入式，得r1最大值满足则求得d的最大值 答案：(1) (2)(3)7. 【解析】(1)根据得, ,根据b-t图像，可以确定粒子每经过在磁场中偏转方向发生变化，变化四次到达pq边界，故从pq边界射出时的位置坐标为(2)速度为2v的粒子到达x轴时动能最大，这时粒子仍从同位置射入电场，根据动能定理,解得(3)粒子在电场中做类平抛运动，速度为v的粒子在x轴上射程最近，速度为2v的粒子射程最远.根据解得故粒子打在x轴区域的长度答案：(1) (2)(3)8. 【解析】(1)t=0时刻进入两板间的带电粒子在电场中做匀变速曲线运动，t0时刻刚好从下极板边缘射出，在y轴负方向偏移的距离为则有qe=ma联立以上各式解得两板间电压为(2)时刻进入两板间的带电粒子，前时间在电场中偏转，后时间两板间没有电场，带电粒子做匀速直线运动.带电粒子沿x轴方向的分速度大小为带电粒子离开电场时沿y轴负方向的分速度大小为带电粒子离开电场时的速度大小为设带电粒子离开电场进入磁场做匀速圆周运动的半径为r，则有联立各式解得(3)