高考物理帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動真題匯編

一、帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動專項(xiàng)訓(xùn)練1．如圖所示，直徑分別為D和2D的同心圓處于同一豎直面內(nèi)，O為圓心，GH為大圓的水平直徑。兩圓之間的環(huán)形區(qū)域(Ⅰ區(qū))和小圓內(nèi)部(Ⅱ區(qū))均存在垂直圓面向里的勻強(qiáng)磁場．間距為d的兩平行金屬極板間有一勻強(qiáng)電場，上極板開有一小孔．一質(zhì)量為m、電量為＋q的粒子由小孔下方處靜止釋放，加速后粒子以豎直向上的速度v射出電場，由H點(diǎn)緊靠大圓內(nèi)側(cè)射入磁場。不計(jì)粒子的重力。(1)求極板間電場強(qiáng)度的大小；(2)若粒子運(yùn)動軌跡與小圓相切，求Ⅰ區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??；(3)若Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小分別為、,粒子運(yùn)動一段時間后再次經(jīng)過H點(diǎn)，求這段時間粒子運(yùn)動的路程．【來源】2015年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試物理（山東卷帶解析)【答案】（1）（2）或（3）5.5πD【解析】【分析】【詳解】(1)粒子在電場中，根據(jù)動能定理，解得(2)若粒子的運(yùn)動軌跡與小圓相切，則當(dāng)內(nèi)切時，半徑為由，解得則當(dāng)外切時，半徑為由，解得(2)若Ⅰ區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，則粒子運(yùn)動的半徑為；Ⅱ區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，則粒子運(yùn)動的半徑為；設(shè)粒子在Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)做圓周運(yùn)動的周期分別為T1、T2，由運(yùn)動公式可得：；據(jù)題意分析，粒子兩次與大圓相切的時間間隔內(nèi)，運(yùn)動軌跡如圖所示，根據(jù)對稱性可知，Ⅰ區(qū)兩段圓弧所對的圓心角相同，設(shè)為，Ⅱ區(qū)內(nèi)圓弧所對圓心角為，圓弧和大圓的兩個切點(diǎn)與圓心O連線間的夾角設(shè)為，由幾何關(guān)系可得：；；粒子重復(fù)上述交替運(yùn)動回到H點(diǎn)，軌跡如圖所示，設(shè)粒子在Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)做圓周運(yùn)動的時間分別為t1、t2，可得：；設(shè)粒子運(yùn)動的路程為s，由運(yùn)動公式可知：s=v(t1+t2)聯(lián)立上述各式可得：s=5.5πD2．如圖，絕緣粗糙的豎直平面MN左側(cè)同時存在相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場方向水平向右，電場強(qiáng)度大小為E，磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小滑塊從A點(diǎn)由靜止開始沿MN下滑，到達(dá)C點(diǎn)時離開MN做曲線運(yùn)動．A、C兩點(diǎn)間距離為h，重力加速度為g．（1）求小滑塊運(yùn)動到C點(diǎn)時的速度大小vc；（2）求小滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)過程中克服摩擦力做的功Wf；（3）若D點(diǎn)為小滑塊在電場力、洛倫茲力及重力作用下運(yùn)動過程中速度最大的位置，當(dāng)小滑塊運(yùn)動到D點(diǎn)時撤去磁場，此后小滑塊繼續(xù)運(yùn)動到水平地面上的P點(diǎn)．已知小滑塊在D點(diǎn)時的速度大小為vD，從D點(diǎn)運(yùn)動到P點(diǎn)的時間為t，求小滑塊運(yùn)動到P點(diǎn)時速度的大小vp.【來源】2015年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試物理（福建卷帶解析)【答案】（1）E/B（2）（3）【解析】【分析】【詳解】小滑塊到達(dá)C點(diǎn)時離開MN，此時與MN間的作用力為零，對小滑塊受力分析計(jì)算此時的速度的大?。挥蓜幽芏ɡ碇苯佑?jì)算摩擦力做的功Wf；撤去磁場后小滑塊將做類平拋運(yùn)動，根據(jù)分運(yùn)動計(jì)算最后的合速度的大??；（1）由題意知，根據(jù)左手定則可判斷，滑塊在下滑的過程中受水平向左的洛倫茲力，當(dāng)洛倫茲力等于電場力qE時滑塊離開MN開始做曲線運(yùn)動，即解得：（2）從A到C根據(jù)動能定理：解得：（3）設(shè)重力與電場力的合力為F，由圖意知，在D點(diǎn)速度vD的方向與F地方向垂直，從D到P做類平拋運(yùn)動，在F方向做勻加速運(yùn)動a=F/m，t時間內(nèi)在F方向的位移為從D到P，根據(jù)動能定理：，其中聯(lián)立解得：【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵是分析清楚小滑塊的運(yùn)動過程，在與MN分離時，小滑塊與MN間的作用力為零，在撤去磁場后小滑塊將做類平拋運(yùn)動，根據(jù)滑塊的不同的運(yùn)動過程逐步求解即可．3．如圖所不，在x軸的上方存在垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0的勻強(qiáng)磁場．位于x軸下方的離子源C發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為g的一束負(fù)離子，其初速度大小范圍0?3v0，這束離子經(jīng)電勢差u=mv022q的電場加速后，從小孔O（坐標(biāo)原點(diǎn)）垂直x軸并垂直磁場射入磁場區(qū)域，最后打到x軸上．在x軸上2a?3a區(qū)間水平固定放置一探測板（a=（1）求離子束從小孔O射入磁場后打到x軸的區(qū)間；（2）調(diào)整磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，可使速度最大的離子恰好打在探測板右端，求此時的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1；（3）保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B1不變，求每秒打在探測板上的離子數(shù)N；若打在板上的離子80%被吸收，20%被反向彈回，彈回速度大小為打板前速度大小的0.6倍，求探測板受到的作用力大?。緛碓础空憬?018版選考物理考前特訓(xùn)（2017年10月)加試30分特訓(xùn)：特訓(xùn)7帶電粒子在場中的運(yùn)動試題【答案】（1）2a≤x≤4a；（2）B1=【解析】(1)對于初速度為0的離子，根據(jù)動能定理：：qU＝mv在磁場中洛侖茲力提供向心力：qBv=mv2r，所以半徑：r1恰好打在x＝2a的位置；對于初速度為v0的離子，qU＝mv－m(v0)2r2＝＝2a，恰好打在x＝4a的位置故離子束從小孔O射入磁場打在x軸上的區(qū)間為[2a，4a](2)由動能定理qU＝mv－m(v0)2r3＝r3＝a解得B1＝B0(3)對速度為0的離子qU＝mvr4＝＝a2r4＝1.5a離子打在x軸上的區(qū)間為[1.5a,3a]N＝N0＝N0對打在x＝2a處的離子qv3B1＝對打在x＝3a處的離子qv4B1＝打到x軸上的離子均勻分布，所以＝由動量定理－Ft＝－0.8Nm＋0.2N(－0.6m－m)解得F＝N0mv0．【名師點(diǎn)睛】初速度不同的粒子被同一加速電場加速后，進(jìn)入磁場的速度也不同，做勻速圓周運(yùn)動的半徑不同，轉(zhuǎn)半圈后打在x軸上的位置不同．分別求出最大和最小速度，從而求出最大半徑和最小半徑，也就知道打在x軸上的區(qū)間；打在探測板最右端的粒子其做勻速圓周運(yùn)動的半徑為1.5a，由半徑公式也就能求出磁感應(yīng)強(qiáng)度；取時間t=1s，分兩部分據(jù)動量定理求作用力．兩者之和就是探測板受到的作用力．4．如圖，ABD為豎直平面內(nèi)的光滑絕緣軌道，其中AB段是水平的，BD段為半徑R=0.25m的半圓,兩段軌道相切于B點(diǎn)，整個軌道處在豎直向下的勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)大小E=5.0×103V/m。一不帶電的絕緣小球甲，以速度v0沿水平軌道向右運(yùn)動，與靜止在B點(diǎn)帶正電的小球乙發(fā)生彈性碰撞。已知甲、乙兩球的質(zhì)量均為m=1.0×10-2kg，乙所帶電荷量q=2.0×10-5C，g取10m/s2。(水平軌道足夠長，甲、乙兩球可視為質(zhì)點(diǎn)，整個運(yùn)動過程無電荷轉(zhuǎn)移)（1）甲乙兩球碰撞后，乙恰能通過軌道的最高點(diǎn)D，求乙球在B點(diǎn)被碰后的瞬時速度大??；（2）在滿足1的條件下，求甲的速度v0；（3）甲仍以中的速度v0向右運(yùn)動，增大甲的質(zhì)量，保持乙的質(zhì)量不變，求乙在軌道上的首次落點(diǎn)到B點(diǎn)的距離范圍?！緛碓础克拇ㄊ≠Y陽市高中（2018屆)2015級高三課改實(shí)驗(yàn)班12月月考理綜物理試題【答案】（1）5m/s；（2）5m/s；（3）。【解析】【分析】【詳解】（1）對球乙從B運(yùn)動到D的過程運(yùn)用動能定理可得乙恰能通過軌道的最高點(diǎn)D，根據(jù)牛頓第二定律可得聯(lián)立并代入題給數(shù)據(jù)可得=5m/s（2）設(shè)向右為正方向，對兩球發(fā)生彈性碰撞的過程運(yùn)用動量守恒定律可得根據(jù)機(jī)械能守恒可得聯(lián)立解得，m/s（3）設(shè)甲的質(zhì)量為M，碰撞后甲、乙的速度分別為、，根據(jù)動量守恒和機(jī)械能守恒定律有聯(lián)立得分析可知：當(dāng)M=m時，vm取最小值v0；當(dāng)M?m時，vm取最大值2v0可得B球被撞后的速度范圍為設(shè)乙球過D點(diǎn)的速度為，由動能定理得聯(lián)立以上兩個方程可得設(shè)乙在水平軌道上的落點(diǎn)到B點(diǎn)的距離為，則有所以可得首次落點(diǎn)到B點(diǎn)的距離范圍5．如圖，區(qū)域I內(nèi)有與水平方向成°角的勻強(qiáng)電場，區(qū)域?qū)挾葹?，區(qū)域Ⅱ內(nèi)有正交的有界勻強(qiáng)磁場B和勻強(qiáng)電場，區(qū)域?qū)挾葹?，磁場方向垂直紙面向里，電場方向豎直向下.一質(zhì)量為m、電量大小為q的微粒在區(qū)域I左邊界的P點(diǎn)，由靜止釋放后水平向右做直線運(yùn)動，進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ后做勻速圓周運(yùn)動，從區(qū)域Ⅱ右邊界上的Q點(diǎn)穿出，其速度方向改變了，重力加速度為g，求：(1)區(qū)域I和區(qū)域Ⅱ內(nèi)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度的大小.(2)區(qū)域Ⅱ內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小.(3)微粒從P運(yùn)動到Q的時間有多長.【來源】【市級聯(lián)考】陜西省咸陽市2019屆高三模擬檢測（三)理綜物理試題【答案】(1),(2)(3)【解析】【詳解】(1)微粒在區(qū)域I內(nèi)水平向右做直線運(yùn)動，則在豎直方向上有：求得：微粒在區(qū)域II內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，則重力和電場力平衡，有：求得：(2)粒子進(jìn)入磁場區(qū)域時滿足：根據(jù)幾何關(guān)系，分析可知：整理得：(3)微粒從P到Q的時間包括在區(qū)域I內(nèi)的運(yùn)動時間t1和在區(qū)域II內(nèi)的運(yùn)動時間t2，并滿足：經(jīng)整理得：6．如圖甲所示，在直角坐標(biāo)系中的0≤x≤L區(qū)域內(nèi)有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場，右側(cè)有以點(diǎn)（2L，0）為圓心、半徑為L的圓形區(qū)域，與x軸的交點(diǎn)分別為M、N，在xOy平面內(nèi)，從電離室產(chǎn)生的質(zhì)量為m、帶電荷量為e的電子以幾乎為零的初速度從P點(diǎn)飄入電勢差為U的加速電場中，加速后經(jīng)過右側(cè)極板上的小孔Q點(diǎn)沿x軸正方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場，已知O、Q兩點(diǎn)之間的距離為，飛出電場后從M點(diǎn)進(jìn)入圓形區(qū)域，不考慮電子所受的重力。（1）求0≤x≤L區(qū)域內(nèi)電場強(qiáng)度E的大小和電子從M點(diǎn)進(jìn)入圓形區(qū)域時的速度vM；（2）若圓形區(qū)域內(nèi)加一個垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，使電子穿出圓形區(qū)域時速度方向垂直于x軸，求所加磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和電子在圓形區(qū)域內(nèi)運(yùn)動的時間t；（3）若在電子從M點(diǎn)進(jìn)入磁場區(qū)域時，取t＝0，在圓形區(qū)域內(nèi)加如圖乙所示變化的磁場（以垂直于紙面向外為正方向），最后電子從N點(diǎn)飛出，速度方向與進(jìn)入圓形磁場時方向相同，請寫出磁場變化周期T滿足的關(guān)系表達(dá)式?！緛碓础俊臼〖壜?lián)考】吉林省名校2019屆高三下學(xué)期第一次聯(lián)合模擬考試物理試題【答案】（1），，設(shè)vM的方向與x軸的夾角為θ，θ＝45°；（2），；（3）T的表達(dá)式為（n＝1，2，3，…）【解析】【詳解】（1）在加速電場中，從P點(diǎn)到Q點(diǎn)由動能定理得：可得電子從Q點(diǎn)到M點(diǎn)，做類平拋運(yùn)動，x軸方向做勻速直線運(yùn)動，y軸方向做勻加速直線運(yùn)動，由以上各式可得：電子運(yùn)動至M點(diǎn)時：即：設(shè)vM的方向與x軸的夾角為θ，解得：θ＝45°。（2）如圖甲所示，電子從M點(diǎn)到A點(diǎn)，做勻速圓周運(yùn)動，因O2M＝O2A，O1M＝O1A，且O2A∥MO1，所以四邊形MO1AO2為菱形，即R＝L由洛倫茲力提供向心力可得：即。（3）電子在磁場中運(yùn)動最簡單的情景如圖乙所示，在磁場變化的半個周期內(nèi)，粒子的偏轉(zhuǎn)角為90°，根據(jù)幾何知識，在磁場變化的半個周期內(nèi)，電子在x軸方向上的位移恰好等于軌道半徑，即因電子在磁場中的運(yùn)動具有周期性，如圖丙所示，電子到達(dá)N點(diǎn)且速度符合要求的空間條件為：（n＝1，2，3，…）電子在磁場中做圓周運(yùn)動的軌道半徑解得：（n＝1，2，3，…）電子在磁場變化的半個周期內(nèi)恰好轉(zhuǎn)過圓周，同時在MN間的運(yùn)動時間是磁場變化周期的整數(shù)倍時，可使粒子到達(dá)N點(diǎn)且速度滿足題設(shè)要求，應(yīng)滿足的時間條件是又則T的表達(dá)式為（n＝1，2，3，…）。7．如圖，平面直角坐標(biāo)系中，在，y＞0及y＜-L區(qū)域存在場強(qiáng)大小相同，方向相反均平行于y軸的勻強(qiáng)電場，在-L＜y＜0區(qū)域存在方向垂直于xOy平面紙面向外的勻強(qiáng)磁場，一質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電粒子，經(jīng)過y軸上的點(diǎn)P1（0，L）時的速率為v0，方向沿x軸正方向，然后經(jīng)過x軸上的點(diǎn)P2（L，0）進(jìn)入磁場．在磁場中的運(yùn)轉(zhuǎn)半徑R=L（不計(jì)粒子重力），求：（1）粒子到達(dá)P2點(diǎn)時的速度大小和方向；（2）；（3）粒子第一次從磁場下邊界穿出位置的橫坐標(biāo)；（4）粒子從P1點(diǎn)出發(fā)后做周期性運(yùn)動的周期．【來源】2019年內(nèi)蒙古呼和浩特市高三物理二模試題【答案】（1）v0，與x成53°角；（2）；（3）2L；（4）．【解析】【詳解】（1）如圖，粒子從P1到P2做類平拋運(yùn)動，設(shè)到達(dá)P2時的y方向的速度為vy，由運(yùn)動學(xué)規(guī)律知L=v0t1，L=t1可得t1=，vy=v0故粒子在P2的速度為v==v0設(shè)v與x成β角，則tanβ==，即β=53°；（2）粒子從P1到P2，根據(jù)動能定理知qEL=mv2-mv02可得E=粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，根據(jù)qvB=m解得：B===解得：；（3）粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的圓心為O′，在圖中，過P2做v的垂線交y=-直線與Q′點(diǎn)，可得：P2O′===r故粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的圓心為O′，因粒子在磁場中的軌跡所對圓心角α=37°，故粒子將垂直于y=-L直線從M點(diǎn)穿出磁場，由幾何關(guān)系知M的坐標(biāo)x=L+（r-rcos37°）=2L；（4）粒子運(yùn)動一個周期的軌跡如上圖，粒子從P1到P2做類平拋運(yùn)動：t1=在磁場中由P2到M動時間：t2==從M運(yùn)動到N，a==則t3==則一個周期的時間T=2（t1+t2+t3）=．8．如圖所示，處于豎直面內(nèi)的坐標(biāo)系x軸水平、y軸豎直，第二象限內(nèi)有相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場方向豎直向下，磁場方向垂直坐標(biāo)平面向里。帶電微粒從x軸上M點(diǎn)以某一速度射入電磁場中，速度與x軸負(fù)半軸夾角α=53°，微粒在第二象限做勻速圓周運(yùn)動，并垂直y軸進(jìn)入第一象限。已知微粒的質(zhì)量為m，電荷量為-q，OM間距離為L，重力加速度為g，sin53°=0．8，cos53°=0．6。求(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E；(2)若微粒再次回到x軸時動能為M點(diǎn)動能的2倍，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多少?！緛碓础俊臼屑壜?lián)考】山東省濱州市2019屆高三第二次模擬（5月)考試?yán)砭C物理試題【答案】(1)(2)B=或B=【解析】【詳解】（1）微粒在第二象限做勻速圓周運(yùn)動，則qE=mg，解得:E=（2）微粒垂直y軸進(jìn)入第一象限，則圓周運(yùn)動圓心在y軸上，由幾何關(guān)系得:rsinα=L由向心力公式可知：qvB=m微粒在第一象限中聯(lián)立解得:B=或B=9．如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系中，AO是∠xOy的角平分線，x軸上方存在水平向左的勻強(qiáng)電場，下方存在豎直向上的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，兩電場的電場強(qiáng)度大小相等．一質(zhì)量為m、電荷量為＋q的質(zhì)點(diǎn)從OA上的M點(diǎn)由靜止釋放，質(zhì)點(diǎn)恰能沿AO運(yùn)動且通過O點(diǎn)，經(jīng)偏轉(zhuǎn)后從x軸上的C點(diǎn)（圖中未畫出）進(jìn)入第一象限內(nèi)并擊中AO上的D點(diǎn)（圖中未畫出）．已知OM的長度m，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝(T)，重力加速度g取10m/s2．求：(1)兩勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E的大??；(2)OC的長度L2；(3)質(zhì)點(diǎn)從M點(diǎn)出發(fā)到擊中D點(diǎn)所經(jīng)歷的時間t．【來源】2018《單元滾動檢測卷》高考物理（四川專用)精練第九章物理試卷【答案】(1)(2)40m(3)7.71s【解析】【詳解】(1)質(zhì)點(diǎn)在第一象限內(nèi)受重力和水平向左的電場，沿AO做勻加速直線運(yùn)動，所以有即(2)質(zhì)點(diǎn)在x軸下方，重力與電場力平衡，質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動，從C點(diǎn)進(jìn)入第一象限后做類平拋運(yùn)動，其軌跡如圖所示，有：由運(yùn)動規(guī)律知1由牛頓第二定律得：解得：由幾何知識可知OC的長度為：L2=2Rcos45°=40m(3)質(zhì)點(diǎn)從M到O的時間為：質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動時間為：質(zhì)點(diǎn)做類平拋運(yùn)動時間為：質(zhì)點(diǎn)全過程所經(jīng)歷的時間為：t=t1+t2+t3=7.71s。10．磁流體發(fā)電的工作原理示意如圖．圖中的長方體是發(fā)電導(dǎo)管，其中空部分的長、高、寬分別為，前后兩個側(cè)面是絕緣體，上下兩個側(cè)面是電阻可略的導(dǎo)體電極，這兩個電極與負(fù)載電阻R相連．整個發(fā)電導(dǎo)管處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向如圖垂直前后側(cè)面．發(fā)電導(dǎo)管內(nèi)有電阻率為的高溫高速電離氣體沿導(dǎo)管向右流動，并通過專用管道導(dǎo)出．由于運(yùn)動的電離氣體受到磁場作用，產(chǎn)生了電動勢．已知?dú)怏w在磁場中的流速為，求：（1）磁流體發(fā)電機(jī)的電動勢E的大小；（2）磁流體發(fā)電機(jī)對外供電時克服安培力做功的功率多大；（3）磁流體發(fā)電機(jī)對外供電時的輸出效率.【來源】【全國百強(qiáng)校】天津市實(shí)驗(yàn)中學(xué)2019屆高三考前熱身訓(xùn)練物理試題【答案】（1）（2）（3）【解析】【詳解】解：(1)磁流體發(fā)電機(jī)的電動勢：(2)回路中的電流：發(fā)電機(jī)內(nèi)阻：受到的安培力：克服安培力做功的功率：安克服安培力做功的功率：安(3)磁流體發(fā)電機(jī)對外供電時的輸出效率：外電壓：磁流體發(fā)電機(jī)對外供電時的輸出效率：11．如圖甲所示，間距為d、垂直于紙面的兩平行板P、Q間存在勻強(qiáng)磁場．取垂直于紙面向里為磁場的正方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示。t=0時刻，一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子（不計(jì)重力），以初速度由Q板左端靠近板面的位置，沿垂直于磁場且平行于板面的方向射入磁場區(qū)．當(dāng)和取某些特定值時，可使時刻入射的粒子經(jīng)時間恰能垂直打在P板上（不考慮粒子反彈）。上述為已知量。（1）若，求；（2）若，求粒子在磁場中運(yùn)動時加速度的大??；（3）若，為使粒子仍能垂直打在P板上，求?！緛碓础?014年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試?yán)砜凭C合能力測試物理（山東卷帶解析)【答案】（1）（2）（3）或【解析】【分析】【詳解】（1）設(shè)粒子做勻速圓周運(yùn)動的半徑，由牛頓第二定律得……①據(jù)題意由幾何關(guān)系得……②聯(lián)立①②式得……③（2）設(shè)粒子做圓周運(yùn)動的半徑為，加速度大小為，由圓周運(yùn)動公式得……④據(jù)題意由幾何關(guān)系得……⑤聯(lián)立④⑤式得……⑥（3）設(shè)粒子做圓周運(yùn)動的半徑為，周期為，由圓周運(yùn)動公式得……⑦由牛頓第二定律得……⑧由題意知，代入⑧式得……⑨粒子運(yùn)動軌跡如圖所示，、為圓心，、連線與水平方向夾角為，在每個內(nèi)，只有A、B兩個位置才有可能垂直擊中P板，且均要求，由題意可知……⑩設(shè)經(jīng)歷完整的個數(shù)為（，1，2，3．．．．．．）若在B點(diǎn)擊中P板，據(jù)題意由幾何關(guān)系得……?當(dāng)n=0時，無解；當(dāng)n=1時聯(lián)立⑨?式得或（）……?聯(lián)立⑦⑨⑩?式得……?當(dāng)時，不滿足的要求；若在B點(diǎn)擊中P板，據(jù)題意由幾何關(guān)系得……?當(dāng)時無解當(dāng)時，聯(lián)立⑨?式得或（）……?聯(lián)立⑦⑧⑨⑩?式得……?當(dāng)時，不滿足的要求?！军c(diǎn)睛】12．如圖所示，水平放置的不帶電的平行金屬板p和b相距h，與圖示電路相連，金屬板厚度不計(jì)，忽略邊緣效應(yīng)．p板上表面光滑，涂有絕緣層，其上O點(diǎn)右側(cè)相距h處有小孔K；b板上有小孔T，且O、T在同一條豎直線上，圖示平面為豎直平面．質(zhì)量為m、電荷量為-q（q>0）的靜止粒子被發(fā)射裝置（圖中未畫出）從O點(diǎn)發(fā)射，沿P板上表面運(yùn)動時間t后到達(dá)K孔，不與板碰撞地進(jìn)入兩板之間．粒子視為質(zhì)點(diǎn)，在圖示平面內(nèi)運(yùn)動，電荷量保持不變，不計(jì)空氣阻力，重力加速度大小為g．（1）求發(fā)射裝置對粒子做的功；（2）電路中的直流電源內(nèi)阻為r，開關(guān)S接“1”位置時，進(jìn)入板間的粒子落在h板上的A點(diǎn)，A點(diǎn)與過K孔豎直線的距離為l．此后將開關(guān)S接“2”位置，求阻值為R的電阻中的電流強(qiáng)度；（3）若選用恰當(dāng)直流電源，電路中開關(guān)S接“l(fā)”位置，使進(jìn)入板間的粒子受力平衡，此時在板間某區(qū)域加上方向垂直于圖面的、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小合適的勻強(qiáng)磁場（磁感應(yīng)強(qiáng)度B只能在0～Bm=范圍內(nèi)選?。?，使粒子恰好從b板的T孔飛出，求粒子飛出時速度方向與b板板面夾角的所有可能值（可用反三角函數(shù)表示）．【來源】2014年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試?yán)砜凭C合能力測試物理（四川卷帶解析)【答案】（1）（2）（3）【解析】試題分析：(1)設(shè)粒子在P板上勻速運(yùn)動的速度為v0，由于粒子在P板勻速直線運(yùn)動，故①所以，由動能定理知，發(fā)射裝置對粒子做的功②解得W=③說明：①②各2分，③式1分（2）設(shè)電源的電動勢E0和板間的電壓為U，有④板間產(chǎn)生勻強(qiáng)電場為E，粒子進(jìn)入板間時有水平方向的初速度v0，在板間受到豎直方向的重力和電場力作用而做類平拋運(yùn)動，設(shè)運(yùn)動時間為t1，加速度為a，有⑤當(dāng)開關(guān)S接“1”時，粒子在電場中做勻變速曲線運(yùn)動，其加速度為⑥再由，⑦⑧當(dāng)開關(guān)S接“2”時，由閉合電路歐姆定律知⑨聯(lián)立①④⑤⑥⑦⑧⑨解得，⑩說明：④⑤⑥⑦⑧⑨⑩各1分（3）由題意分析知，此時在板間運(yùn)動的粒子重力和電場力平衡．當(dāng)粒子從k進(jìn)入兩板間后，立即進(jìn)入磁場物體在電磁場中做勻速圓周運(yùn)動，離開磁場后做勻速直線運(yùn)動，故分析帶電粒子的磁場如圖所示，運(yùn)動軌跡如圖所示，粒子出磁場區(qū)域后沿DT做勻速直線運(yùn)動，DT與b板上表面的夾角為，Df與b板上表面即為題中所求，設(shè)粒子與板間的夾角最大，設(shè)為，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B取最大值時的夾角為，當(dāng)磁場最強(qiáng)時，R最小，最大設(shè)為由，⑾知，當(dāng)B減小時，粒子離開磁場做勻速圓周運(yùn)動的半徑也要增大，D點(diǎn)向b板靠近．Df與b板上表面的夾角越變越小，當(dāng)后在板間幾乎沿著b板上表面運(yùn)動，當(dāng)Bm則有圖中可知，⑿⒀，⒁聯(lián)立⑾⑿⒀⒁，將B=Bm帶入解得⒂當(dāng)B逐漸減小是，粒子做勻速圓周運(yùn)動的半徑R，D點(diǎn)無線接近向b板上表面時，當(dāng)粒子離開磁場后在板間幾乎沿著b板上表面運(yùn)動而從T孔飛出板間區(qū)域，此時滿足題目要求，夾角趨近，既⒃故粒子飛出時與b板夾角的范圍是(17)說明：⑿⒀⒁⒂⒃(17)各1分考點(diǎn)：動能定理牛頓第二定律閉合電路歐姆定律13．如圖所示，x軸正方向有以(0，0.10m)為圓心、半徑為r=0.10m的圓形磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0×10-3T，方向垂直紙面向里。PQ為足夠大的熒光屏，在MN和PQ之間有方向豎直向下、寬度為2r的勻強(qiáng)電場(MN與磁場的右邊界相切)。粒子源中有帶正電的粒子不斷地由靜止電壓U=800V的加速電場加速。粒子經(jīng)加速后，沿x軸正方向從坐標(biāo)原點(diǎn)O射入磁場區(qū)域，再經(jīng)電場作用恰好能垂直打在熒光屏PQ上，粒子重力不計(jì)。粒子的比荷為=1.0×1010C/kg，。求：(1)粒子離開磁場時速度方向與x軸正方向夾角的正切值。(2)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E的大小。(3)將粒子源和加速電場整體向下平移一段距離d(d<r)，粒子沿平行于x軸方向進(jìn)入磁場且在磁場中運(yùn)動時間最長。求粒子在勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場中運(yùn)動的總時間(計(jì)算時π取3)?！緛碓础俊臼屑壜?lián)考】遼寧省大連市2019屆高三雙基礎(chǔ)檢測物理試題【答案】（1）（2）（3）【解析】【詳解】(1)帶電粒子在電場中加速，由動能定理可得:，解得：進(jìn)入磁場后做圓周運(yùn)動，洛倫茲力提供向心力聯(lián)立解得，R=0.2m；設(shè)速度偏離原來方向的夾角為θ，由幾何關(guān)系可得，故(2)豎直方向，水平方向，，解得:(3)粒子從C點(diǎn)入射，粒子在磁場中運(yùn)動的最大弧弦長CD=2r=0.2m，該粒子在磁場中運(yùn)動時間最長，由幾何關(guān)系可得偏向角為，解得:α=60°；在磁場中運(yùn)動時間，得：在電場中，水平方向做勻速直線運(yùn)動，則：14．如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系xOy平面內(nèi),直角三角形abc的直角邊ab長為6d，與y軸重合,∠bac=30°,中位線OM與x軸重合,三角形內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場．在笫一