高考物理 最有可能考的必考点“挖井”系列训练 带电粒子在电磁场中运动.doc

2013年高考物理最有可能考的必考点“挖井”系列训练带电粒子在电磁场中运动1983年高考作文挖井给我们2013年高考备考的启示，明明知道这个点要考，我们偏偏缺乏毅力，而让考生在考场中为试题而惋惜。本系列训练就是为帮助考生训练解题毅力而编辑整理的，希望给大家一些启发。资料来源于网络，不合适地方，敬请告之，qq：691260812。答案后附加成功贵在恒。备考攻略难度较大，考卷的高档题知识点多、综合性强，题意深邃，含有临界点，主要为多过程现象、也有多物体系统以定量计算为主，对解答表述要求较规范一般设置为或递进、或并列的23小问，各小问之间按难度梯度递增,高考热点1.如图所示，固定斜面的倾角30，轻弹簧下端固定在斜面底端c点，弹簧处于原长时上端位于b点，空间有平行斜面向下的匀强电场。质量为m，电荷量为+q的小物块，从与b点相距l0.8m的a点由静止开始下滑，小物块将弹簧压缩到最短后又恰好被弹回到b点。已知物块与斜面间的动摩擦因数为，场强大小为e，取重力加速度g10m/s2，不计空气阻力，小物块电荷量不变，求：(1)小物块第一次运动到b点时的速度大小；(2) 弹簧的最大压缩量。解得弹簧的最大压缩量0.27m2分3.如图所示，在矩形abcd区域内，对角线bd以上的区域存在有平行于ad向下的匀强电场，对角线bd以下的区域存在有垂直于纸面的匀强磁场(图中未标出)，矩形ad边长为l，ab边长为2l.一个质量为m、电荷量为q的带电粒子(重力不计)以初速度v0从a点沿ab方向进入电场，在对角线bd的中点p处进入磁场，并从dc边上以垂直于dc边的速度离开磁场(图中未画出)，求：(1) 带电粒子经过p点时速度v的大小和方向；(2) 电场强度e的大小；(3) 磁场的磁感应强度b的大小和方向3.解：(1) 带电粒子在电场中做类平抛运动，则水平方向：lv0t3.如图甲所示，m、n为竖直放置的两块平行金属板，圆形虚线为与n相连且接地的圆形金属网罩（不计电阻）。pq为与圆形网罩同心的金属收集屏，通过阻值为r0的电阻与大地相连。小孔s1、s2、圆心o与pq中点位于同一水平线上。圆心角2=120、半径为r的网罩内有大小为b，方向垂直纸面向里的匀强磁场。m、n间相距且接有如图乙所示的随时间t变化的电压，（0tt），（t t）（式中，t已知），质量为m电荷量为e的质子连续不断地经s1进入m、n间的电场，接着通过s2进入磁场。（质子通过m、n的过程中，板间电场可视为恒定，质子在s1处的速度可视为零，质子的重力及质子间相互作用均不计。）（1）若质子在t t时刻进入s1，为使质子能打到收集屏的中心需在圆形磁场区域加上一个匀强电场，求所加匀强电场的大小和方向？（2）质子在哪些时间段内自s1处进入板间，穿出磁场后均能打到收集屏pq上？（3）若毎秒钟进入s1的质子数为n，则收集屏pq电势稳定后的发热功率为多少？ （1分） 消耗在电阻上的功率为 所以收集板发热功率 （用其他正确解法同样给分）。 4.(如图甲所示，偏转电场的两个平行极板水平放置，板长l=0.08m，板距足够大，两板的右侧有水平宽度l=0.06m、竖直宽度足够大的有界匀强磁场一个比荷为的带负电粒子（其重力不计）以v0=8105m/s速度从两板中间沿与板平行的方向射人偏转电场，进入偏转电场时，偏转电场的场强恰好按图乙所示的规律变化，粒子离开偏转电场后进入匀强磁场，最终垂直磁场右边界射出求：（1）粒子在磁场中运动的速率v；（2）粒子在磁场中运动的轨道半径r；（3）磁场的磁感应强度b4.解：（1）电子在偏转电场中的运动时间 对比乙图可知，电子在极板间运动的时间是偏转电压的一个周期在第一个t=5l08s时间内，电子在垂直于极板方向上做初速为0的匀加速运动，在第二个t=5l08s时间内，电子做匀速直线运动 在第一个t=5l08s时间内，（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动，有 5.如图，直线mn 上方有平行于纸面且与mn成45的有界匀强电场，电场强度大小未知；mn下方为方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场，磁感应强度大小为b今从mn 上的o点向磁场中射入一个速度大小为v、方向与mn成45角的带正电粒子，该粒子在磁场中运动时的轨道半径为r 该粒子从o点出发记为第一次经过直线mn ，第五次经过直线mn时恰好又通过o点不计粒子的重力。求出电场强度e的大小；求该粒子再次从o点进入磁场后， 运动轨道的半径r；求该粒子从o点出发到再次回到o点所需的时间t5.6. 如图甲所示，在整个矩形区域mnpq内有由m指向n方向的匀强电场e（图甲中未画出）和垂直矩形区域向外的匀强磁场b（图甲中未画出），e和b随时间变化的规律如图乙所示在t=0时刻，将带正电、比荷为25c/kg的粒子从mq的中点无初速释放，粒子在第8s内经np边离开矩形区域已知mq边足够长，粒子重力不计，。（1）求矩形区域pq边长满足的条件；（2）若要粒子从mq边飞出，释放粒子的时刻t应满足什么条件?nmqp1s2s3s4s5s6s7s8s6.（1）第1s内粒子在电场力的作用下作匀加速直线运动，设加速度为a，由牛顿第二定律有： （1分）第2s内粒子在库仑力作用下作匀速圆周运动，有：（1分）代入已知数据可得t=1s，所以可得粒子在1s、3s、5s、7s内作匀加速运动，2s，4s，6s内作匀速圆周运动。（1分）可作出粒子在第8s内刚好不从np边离开矩形区域的运动示意图，如图所示。粒子在奇数秒内的整体运动可以等效为初速度为0的匀加速直线运动。 （1分）设前7s内的位移为s7， （1分）设粒子第7s末的速度为7，第8s内粒子圆周运动的半径为r8，有：7=a（7-3）（1分）（1分）由图可知，粒子要在第8s内从np边离开矩形区域，要满足（2分） 由以上各式联立求解，可得：8mlnps0 （2分）由式可得：t0.68s （1分）结合电场和磁场的周期性可得要粒子从mn边飞出，粒子释放的时刻t满足：(2n+0.68)st0）的带电粒子以速度v从位于直线ac上的p点，坐标为（l，l），竖直向下射出，经测量发现，此带电粒子每经过相同的时间t，会再将回到p点，已知距感应强度。（不计粒子重力） （1）请在图中画出带电粒子的运动轨迹，并求出匀强磁场b1与b2的比值；（b1、b2磁场足够大） （2）求出带电粒子相邻两次经过p点的时间间隔t； （3）若保持磁感应强度b2不变，改变b1的大小，但不改变其方向，使。现从p点向下先后发射速度分别为的与原来相同的带电粒子（不计两个带电粒子之间的相互作用力，并且此时算作第一次经过直线ac），如果它们第三次经过直线ac时轨迹与ac的交点分别 记为e点和f点（图中未画出），试求ef两点间的距离。 （4）若要使（3）中所说的两个带电粒子同时第三次经过直线ac，问两带电粒子第一次从p点射出时的时间间隔t要多长？10. 如图所示，m、n为中心开有小孔的平行板电容器的两极板，相距为d，其右侧有一边长为2a的正三角形区域，区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，在极板m、n之间加上电压u后，m板电势高于n板电势现有一带正电的粒子，质量为m，电荷量为q，其重力和初速度均忽略不计，粒子从极板m的中央小孔s1处射入电容器，穿过小孔s2后从距三角形a点的p处垂直ab方向进入磁场，试求： （1）粒子到达小孔s2时的速度和从小孔s1运动到s2所用的时间； （2）若粒子从p点进入磁场后经时间t从ap间离开磁场，求粒子的运动半径和磁感应强度的大小； （3）若粒子能从ac间离开磁场，磁感应强度应满足什么条件？由图2可知：r2=(a- r2)sin60。qvb2=m，联立解得：b2=.所以：b。漫画“这下面没有水，再换个地方挖”，画面风趣，富有哲理，看后颇有启发：成功贵在“恒”。 某君挖井，挖了一个又一个，可都没有成功，原因何在？从画面上我们不难看出有些井只要某君再努力一下，是可以挖成的，这其实就是因为缺少“恒”。 “恒”与成功往往是统一的。“恒”的结果可导致成功，成功的原因少不了“恒”。很多科学史实都说明了这一点。漫画“这下面没有水，再换个地方挖”，画面风趣，富有哲理，看后颇有启发：成功贵在“恒”。 某君挖井，挖了一个又一个，可都没有成功，原因何在？从画面上我们不难看出有些井只要某君再努力一下，是可以挖成的，这其实就是因为缺少“恒”。 “恒”与成功往往是统一的。“恒”的结果可导致成功，成功的原因少不了“恒”。很多科学史实都说明了这一点。 大发明家爱迪生为了研究出理想的白炽灯丝，进行了上千次的试验，先用竹叶，后用金属，几乎所有的金属都被他试验过了，正是由于他能做到“恒”，才取得了理想的结果。曾两次获得诺贝尔奖的居里夫人，从上千吨的矿石中提炼出几克的“镭”，终于取得成功。 也许有人说，既然成功贵在“恒”，那么某君挖“井”挖了一个又一个不也是“恒”吗？其实我们所说的“恒”，就是要持之以恒，而不是浅尝辄止，功亏一篑。而某君虽然挖了不少井，但缺乏坚持不懈的精神，所以还是以失败告终，这当然不能叫做“恒”。爱迪生、居里夫人为了研究新成果，虽然经历过失败，甚至比某君挖“井”失败的次数还要多，但他们能从失败中吸取教训，把失败作为成功之母，发扬“恒”的精神，而不像某君在挖“井”时，刚挖了一段就主观认为“这里没有水”，另起炉灶，结果是可想而知的。 其实，