2016年高考物理真题分类题库考点10 磁场

2016年高考物理真题分类题库考点10  磁场
2016年高考物理真题分类题库考点10  磁场

温馨提示:

此题库为Word 版,请按住Ctr l ,滑动鼠标滚轴,调节合适的观看比例,关闭Word 文档返回原板块。

考点10 磁场

一、选择题

1.(2016·全国卷I ·T15)现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子,其示意图如图所示,其中加速电压恒定。质子在入口处从静止开始被加速电场加速,经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速,为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场,需将磁感应强度增加到原来的12倍。此离子和质子的质量比约为 ( )

A.11

B.12

C.121

D.144

【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析: (1)电场中加速依据动能定理。

(2)磁场中依据牛顿第二定律分析运动轨迹。

(3)依据两种粒子运动轨迹半径表达式,利用比值法计算。

【解析】选D 。离子在加速电场有2

2

1mv qU =,在磁场中偏转有R v m qvB 2=,联立解

得q

mU

B R 21=

,经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场,即R 相同,因此有

2

??

?

??'=B B m m H 离,离子和质子的质量比约为144,故选D 。 2.(2016·全国卷II ·T18)一圆筒处于磁感应强度大小为B 的匀强磁场中,磁场方向与筒的轴平行,筒的横截面如图所示。图中直径MN 的两端分别开有小孔,筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动。在该截面内,一带电粒子从小孔M 射入筒内,射入时的运动方向与MN 成30°角。当筒转过90°时,该粒子恰好从小孔N 飞出圆筒。不计重力。若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞,则带电粒子的比荷为 ( )

A.

3B ω

B.2B ω

C.B ω

D.2B

ω 【解析】选A 。

粒子恰好从小孔N 飞出圆筒时筒转过90°,由几何关系得,粒子在磁场中做匀速

圆周运动所转过的圆心角为30°。如图所示,则粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T ′=3T=

ωπ6,根据T=qB m π2,所以B

m q 3ω

=,故选项A 正确。

3.(2016·全国卷III ·T18)平面OM 和平面ON 之间的夹角为30°,其横截面(纸面)如图所示,平面OM 上方存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为m,电荷量为q(q>0)。粒子沿纸面以大小为v 的速度从OM 的某点向左上方射入磁场,速度与OM 成30°角。已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON 只有一个交点,并从OM 上另一点射出磁场。不计重力。粒子离开磁场的出射点到两平面交点O 的距离为 ( )

A.qB mv

2 B.qB

mv

3 C.qB mv

2 D.

qB

mv

4 【解析】选D 。

如图,由题意知运动轨迹与ON 相切。设切点为D,入射点为A,出射点为C,圆心为

O ',由入射角为30°可得△A O 'C 为等边三角形,则∠AC O '=60°,而∠MON=30°,

∠ODC=90°,故D 、O '、C 在同一直线上,故出射点到O 点的距离为CO=

4r r sin CD ==2

1230ο

,又r=qB mv ,故距离为B q mv

4。 4.(2016·海南高考·T8)如图甲所示,扬声器中有一线圈处于磁场中,当音频电流信号通过线圈时,线圈带动纸盆振动,发出声音。俯视图乙表示处于辐射状磁场中的线圈(线圈平面即纸面),磁场方向如图中箭头所示,在图乙中 ( )

A.当电流沿顺时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里

B.当电流沿顺时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外

C.当电流沿逆时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里

D.当电流沿逆时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外

【解析】选B 、C 。将圆形线圈看作由无数小段直导线组成,由左手定则可以判断,当电流沿顺时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外,选项B 正确、A 错误;当电流沿逆时针方向时,线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里,选项C 正确、D 错误。

5.(2016·北京高考·T17)中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。”进一步研究表明,地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料,下列说法不正确的是 ( )

A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合

B.地球内部也存在磁场,地磁南极在地理北极附近

C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行

D.地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用

【解析】选C。地理南、北极与地磁场存在一个夹角,称为磁偏角,故地理南、北极与地磁场的南、北极不重合,A正确;地磁南极在地理的北极附近,地磁北极在地理南极附近,B正确;由于地磁场中某点的磁场方向沿该点的磁感线切线方向,故只有赤道处磁场方向与地面平行,C错误;在赤道处磁场方向水平,而射线是带电的粒子,运动方向垂直磁场方向,根据左手定则可得射向赤道的带电宇宙射线粒子受到洛伦兹力的作用,D正确。

【误区警示】对地磁场的正确理解

(1)地磁场的方向并不是正南正北方向的,即地磁两极与地理两极并不重合。地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近。

(2)在南半球,地磁场方向指向北上方;在北半球,地磁场方向指向北下方。

6.(2016·四川高考·T4)如图所示,正六边形abcdef区域内有垂直于纸面的匀强磁场。一带正电的粒子从f点沿fd方向射入磁场区域,当速度大小为v b时,从b点离开磁场,在磁场中运动的时间为t b,当速度大小为v c时,从c点离开磁场,在磁场中运动的时间为t c,不计粒子重力。则( )

A.v b ∶v c =1∶2,t b ∶t c =2∶1

B.v b ∶v c =2∶1,t b ∶t c =1∶2

C.v b ∶v c =2∶1,t b ∶t c =2∶1

D.v b ∶v c =1∶2,t b ∶t c =1∶2

【解析】选A 。设正六边形边长为L,若粒子从b 点离开磁场,可知运动的半径为R 1=L,圆心角

θ1=120°;粒子从c 点离开磁场,可知运动的半径为R 2=2L,圆心角θ2=60°,根据R=

qB mv 可得v b ∶v c =R 1∶R 2=1∶2;根据t=

T 360

θ

可知t b ∶t c =2∶1,故选A 。 二、计算题

7.(2016·江苏高考·T15)回旋加速器的工作原理如图甲所示,置于真空中的D 形金属盒半径为R,两盒间狭缝的间距为d,磁感应强度为B 的匀强磁场与盒面垂直,被加速粒子的质量为m,电荷量为+q,加在狭缝间的交变电压如图乙所示,电压值的大小为U 0。周期T=

2m qB π。一束该种粒子在t=0~2

T

时间内从A 处均匀地飘入狭缝,其初速度视为零。现考虑粒子在狭缝中的运动时间,假设能够出射的粒子每次经过狭缝均做加速运动,不考虑粒子间的相互作用。求:

(1)出射粒子的动能E m 。

(2)粒子从飘入狭缝至动能达到E m 所需的总时间t 0。

(3)要使飘入狭缝的粒子中有超过99%能射出,d 应满足的条件。

【解题指南】(1)出射粒子的动能E m 即最大动能,对应最大的半径,就是D 形盒半径。

(2)粒子从飘入狭缝至动能达到E m 所需的总时间t 0是电场匀加速和磁场偏转(半个周期)等循环之和。

(3)0~2T 内粒子被加速,但是只有在0~(2

T -Δt)时间内飘入的粒子才能每次均被加速,进而算出满足“超过99%能射出”的条件。

【解析】(1)粒子运动半径为R 时有qvB=m R

v 2

,

且E m =2

1mv 2

,解得E m =m R B q 2222

(2)粒子被加速n 次达到动能E m ,则E m =nqU 0

粒子在狭缝间做匀加速运动,设n 次经过狭缝的总时间为Δt, 加速度a=

md

qU 0

匀加速直线运动总长度nd=2

1a(Δt)2

由t 0=(n-1)·2T

+Δt,解得t 0=0

222+πU BRd BR -qB m π

(3)只有在0~(2

T

-Δt)时间内飘入的粒子才能每次均被加速,则所占的比例为

η=2

Δ-2T t T ,由η>99%,解得d

2 (2)0222+πU BRd BR -qB m

π(3)d

qB mU 2

0100π 8.(2016·天津高考·T11)如图所示,空间中存在着水平向右的匀强电场,电场强度大小E=53N/C,同时存在着水平方向的匀强磁场,其方向与电场方向垂直,磁感应强度大小B=0.5T 。有一带正电的小球,质量m=1.0×10-6kg,电荷量q=2×10-6C,正以速度v 在图示的竖直面内做匀速直线运动,当经过P 点时撤掉磁场(不考虑磁场消失引起的电磁感应现象),g 取10m/s 2。求:

(1)小球做匀速直线运动的速度v 的大小和方向。

(2)从撤掉磁场到小球再次穿过P 点所在的这条电场线经历的时间t 。 【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析:

(1)小球做匀速直线运动时受到重力、电场力和洛伦兹力的作用,这三个力的合力为零。

(2)撤去磁场后小球做类平抛运动。

【解析】(1)小球匀速直线运动时受力如图,其所受的三个力在同一平面内,合力为零,有

qvB=①

代入数据解得v=20m/s②

速度v的方向与电场E的方向之间的夹角θ满足

tan

qE

mg

θ=③

代入数据解得tanθ=3

θ=60°④

(2)解法一:

撤去磁场,小球在重力与电场力的合力作用下做类平抛运动,设其加速度为a,有

a=⑤

设撤掉磁场后小球在初速度方向上的分位移为x,有x=vt ⑥

设小球在重力与电场力的合力方向上分位移为y,有

y=

2

1at2⑦

a与mg的夹角和v与E的夹角相同,均为θ,又

tanθ=

x

y⑧

联立④⑤⑥⑦⑧式,代入数据解得

t=23s=3.5 s⑨

解法二:撤去磁场后,由于电场力垂直于竖直方向,他对竖直方向的分运动没有影响,以P点为坐标原点,竖直向上为正方向,小球在竖直向上做匀减速运动,其初速度为

v y=vsinθ⑤

若使小球再次穿过P点所在的电场线,仅需小球的竖直方向上的分位移为零,则

v y t-2

1gt 2=0 ⑥

联立⑤⑥式,代入数据解得 t=23s=3.5 s ⑦

答案:(1)20m/s 速度v 的方向与电场E 的方向之间的夹角为60° (2)3.5s 【误区警示】洛伦兹力与重力和电场力的合力等大反向,小球做匀速直线运动时速度与洛伦兹力的方向垂直,也与重力和电场力的合力垂直,撤掉磁场后小球做类平抛运动。

9.(2016·海南高考·T14)如图,A 、C 两点分别位于x 轴和y 轴上,∠OCA= 30°,OA 的长度为L 。在△OCA 区域内有垂直于xOy 平面向里的匀强磁场。质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子,以平行于y 轴的方向从OA 边射入磁场。已知粒子从某点射入时,恰好垂直于OC 边射出磁场,且粒子在磁场中运动的时间为t 0。不计重力。

(1)求磁场的磁感应强度的大小。

(2)若粒子先后从两不同点以相同的速度射入磁场,恰好从OC 边上的同一点射出磁场,求该粒子这两次在磁场中运动的时间之和。

(3)若粒子从某点射入磁场后,其运动轨迹与AC 边相切,且在磁场内运动的时间为3

5t 0,求粒子此次入射速度的大小。

【解析】(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动,在时间t 0内其速度方向改变了90°,故其周期

T=4t 0 ①

设磁感应强度大小为B,粒子速度为v,圆周运动的半径为r 。由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得

2

=v qvB m r

匀速圆周运动的速度满足

2r

v T

π=

③ 联立①②③式得

2m

B qt =

π ④ (2)设粒子从OA 边两个不同位置射入磁场,能从OC 边上的同一点P 射出磁场,粒子在磁场中运动的轨迹如图甲所示。设两轨迹所对应的圆心角分别为θ1和θ2。由几何关系知

θ1=180°-θ2 ⑤

粒子两次在磁场中运动的时间分别为t 1与t 2,则t 1+t 2=2

T =2t 0 ⑥

(3)如图乙,由题给条件可知,该粒子在磁场区域中的轨迹圆弧对应的圆心角为150°。设O '为圆弧的圆心,圆弧的半径为r 0,圆弧与AC 相切于B 点,从D 点射出磁场,由几何关系和题给条件可知,此时有

∠O O 'D=∠B O 'A=30°⑦ r 0cos ∠O O 'D+

A

O B cos 0

'∠r =L ⑧

设粒子此次入射速度的大小为v 0,由圆周运动规律得 v 0=

T

r 0

2π ⑨ 联立①⑦⑧⑨式得 v 0=

3π7L

t ⑩ 答案:(1)

2m

qt π (2)2t 0 (3)03πL

10.(2016·北京高考·T22)如图所示,质量为m,电荷量为q 的带电粒子,以初速度v 沿垂直磁场方向射入磁感应强度为B 的匀强磁场,在磁场中做匀速圆周运动。不计带电粒子所受重力。

(1)求粒子做匀速圆周运动的半径R 和周期T 。

(2)为使该粒子做匀速直线运动,还需要同时存在一个与磁场方向垂直的匀强电场,求电场强度E 的大小。

【解题指南】解答本题应把握以下三点: (1)明确洛伦兹力提供向心力。

(2)根据周期和线速度的关系求出周期的表达式。 (3)根据平衡条件求电场强度。

【解析】(1)粒子做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,有

f=qvB=m R

v 2

解得粒子做匀速圆周运动的半径R=qB

mv 粒子做匀速圆周运动的周期T=v

R π2=qB m

π2 (2)粒子受电场力F=qE, 洛伦兹力f=qvB,

粒子做匀速直线运动,由二力平衡可知,qE=qvB 。 解得电场强度的大小E=vB 。 答案:(1)

qB mv qB

m

π2 (2)vB 11.(2016·四川高考·T11)如图所示,图面内有竖直线DD ′,过DD ′且垂直于图面的平面将空间分成Ⅰ、Ⅱ两区域。区域Ⅰ有方向竖直向上的匀强电场和方向垂直于图面的匀强磁场B(图中未画出);区域Ⅱ有固定在水平地面上高h=2l 、倾角α=4

π的光滑绝缘斜面,斜面顶端与直线DD ′距离s=4l ,区域Ⅱ可加竖直方向的大小不同的匀强电场(图中未画出);C 点在DD ′上,距地面高H=3l 。零时刻,质量为m 、带电荷量为q 的小球P 在K 点具有大小v 0=gl 、方向与水平面夹角θ=3

π

的速度,在区域Ⅰ内做半径r=

π

l

3的匀速圆周运动,经C 点水平进入区域Ⅱ。某

时刻,不带电的绝缘小球A 由斜面顶端静止释放,在某处与刚运动到斜面的小球P 相遇。小球视为质点,不计空气阻力及小球P 所带电量对空间电磁场的影响。l 已知,g 为重力加速度。

(1)求匀强磁场的磁感应强度的大小。

(2)若小球A 、P 在斜面底端相遇,求释放小球A 的时刻t A 。 (3)若小球A 、P 在时刻t=β

g

l

(β为常数)相遇于斜面某处,求此情况下区域Ⅱ的匀强电场的场强E,并讨论场强E 的极大值和极小值及相应的方向。 【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析:

(1)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动:m r

v 20

=qv 0B 。

(2)牛顿第二定律:F=ma 。

(3)匀变速直线运动位移公式:x=v 0t+2

1at 2。

【解析】(1)由题知,小球P 在区域Ⅰ内做匀速圆周运动,有

m r

v 20

=qv 0B 代入数据解得B=

gl lq

m 3π

(2)小球P 在区域Ⅰ做匀速圆周运动转过的圆心角为θ,运动到C 点的时刻为t C ,则有

C v r

t θ=

s-hcot α=v 0(t 1-t C )

小球A 释放后沿着斜面运动的加速度为a A ,与小球P 在时刻t 1相遇在斜面底端,有

m A gsin α=m A a A

αsin h =2

1

a A (t 1-t A )2

联立方程得t A =(3-22)

g

l (3)设所求电场方向向下,在t A ′时刻释放小球A,小球P 在区域Ⅱ运动的加速度为a P ,有

s=v 0(t-t C )+2

1a A (t-t A ′)2cos α mg+qE=ma P

H-h+2

1a A (t-t A ′)2sin α=2

1a P (t-t C )2

联立相关方程解得E=2

2)

1()11(--ββq mg

若小球P 与小球A 在斜面底端相遇,则有t-t C =0

cot v h s α

- 解得t=3

g

l 若小球P 与小球A 在斜面顶端相遇,则有t-t C =0

v s 解得t=5

g

l 可得3≤β≤5 所以-q mg 87≤E ≤q

mg

2,负号表明电场方向向上。 所以电场强度最大为q

mg

87,方向竖直向上;电场强度最小为0。 答案:(1)

gl lq

m 3π

(2)(3-22)

g

l

(3)场强极大值为q mg 87,方向竖直向上;场

强极小值为0

12.(2016·浙江高考·T25 )为了进一步提高回旋加速器的能量,科学家建造了“扇形聚焦回旋加速器”。在扇形聚焦过程中,离子能以不变的速率在闭合平

衡轨道上周期性旋转。

扇形聚焦磁场分布的简化图如图所示,圆心为O 的圆形区域等分成六个扇形区域,其中三个为峰区,三个为谷区,峰区和谷区相间分布。峰区内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,谷区内没有磁场。质量为m,电荷量为q 的正离子,以不变的速率v 旋转,其闭合平衡轨道如图中虚线所示。

(1)求闭合平衡轨道在峰区内圆弧的半径r,并判断离子旋转的方向是顺时针还是逆时针。

(2)求轨道在一个峰区内圆弧的圆心角θ及离子绕闭合平衡轨道旋转的周期T 。 (3)在谷区也施加垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B ′,新的闭合平衡轨道在一个峰区内的圆心角θ变为90°,求B ′和B 的关系。已知:sin(α±β)= sin αcos β±cos αsin β,cos α=1-2sin 22

α。 【解析】(1)在封闭区内圆弧半径mv

r qB

=

,旋转方向为逆时针方向。 ① (2)由对称性,封闭区内圆弧的圆心角3

θ= ② 每个圆弧的长度qB

mv

r l 3232ππ==

③ 每段直线的长度qB

mv

r r L 336

cos 2=

==π

④ 运行的周期v

l L T )

(3+=

⑤ 离子绕闭合平衡轨道旋转的周期T qB

m

)332(+=

π ⑥

(3)谷区内的圆心角θ'=120°-90°=30°⑦ 谷区内的轨道圆弧半径B q mv

r '

='⑧ 由几何关系2

sin

2

sin θθ'

'=r r ⑨

由三角关系4

2

615sin 2

30sin -==o o

⑩ 代入得B B 2

)

13(-=' 答案:(1)qB

mv

旋转方向为逆时针方向 (2)

32π qB

m

)332(+π (3)B B 2)13(-=

'

带电粒子在磁场中运动的六类高考题型 归类解析

带电粒子在磁场中运动的六类高考题型归类解析 一、带电粒子在匀强磁场中匀速圆周运动基本问题 定圆心、画轨迹、找几何关系是解题的基础。 带电粒子垂直于磁场进入一匀强磁场后在洛伦兹力作用下必作匀速圆周运动,抓住运动中的任两点处的速度,分别作出各速度的垂线,则二垂线的交点必为圆心;或者用垂径定理及一处速度的垂线也可找出圆心;再利用数学知识求出圆周运动的半径及粒子经过的圆心角从而解答物理问题。 (04天津)钍核发生衰变生成镭核并放出一个粒子。 设该粒子的质量为、电荷量为q,它进入电势差为U的带窄缝的平行 平板电极和间电场时,其速度为,经电场加速后,沿方向进 入磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场,垂直平板电 极,当粒子从点离开磁场时,其速度方向与方位的夹角 ,如图所示,整个装置处于真空中。 (1)写出钍核衰变方程; (2)求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径R; (3)求粒子在磁场中运动所用时间。 解析:(1)钍核衰变方程① (2)设粒子离开电场时速度为,对加速过程有 ② 粒子在磁场中有③ 由②、③得④ (3)粒子做圆周运动的回旋周期 ⑤ 粒子在磁场中运动时间⑥ 由⑤、⑥得⑦ 二、带电粒子在磁场中轨道半径变化问题 导致轨道半径变化的原因有: ①带电粒子速度变化导致半径变化。 如带电粒子穿过极板速度变化;带电粒子使空气电离导致速度变化;回旋加速器加速带电粒子等。 ②磁场变化导致半径变化。如通电导线周围磁场,不同区域的匀强磁场不同;磁场随时间变化。 ③动量变化导致半径变化。如粒子裂变,或者与别的粒子碰撞; ④电量变化导致半径变化。如吸收电荷等。

总之,由看m、v、q、B中某个量或某两个量的乘积或比值的变化就会导致带电粒子的轨道半径变化。 (06年全国2)如图所示,在x<0与x>0的区域中,存在磁感应强度大小分别为B1与B2的匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,且B1>B2。一个带负电的粒子从坐标原点O以速度v沿x轴 负方向射出,要使该粒子经过一段时间后又经过O点,B1与B2的比值应满足 什么条件? 解析:粒子在整个过程中的速度大小恒为v,交替地在xy平面内B1与 B2磁场区域中做匀速圆周运动,轨迹都是半个圆周。设粒子的质量和电荷量的 大小分别为m和q,圆周运动的半径分别为和r2,有 r1=①r2=② 分析粒子运动的轨迹。如图所示,在xy平面内,粒子先沿半径为r1的半圆C1 运动至y轴上离O点距离为2 r1的A点,接着沿半径为2 r2的半圆D1运动至y轴的 O1点,O1O距离 d=2(r2-r1)③ 此后,粒子每经历一次“回旋”(即从y轴出发沿半径r1的半圆和半径为r2的半圆回到原点下方y轴),粒子y 坐标就减小d。 设粒子经过n次回旋后与y轴交于O n点。若OO n即nd满足nd=2r1④ 则粒子再经过半圆C n+1就能够经过原点,式中n=1,2,3,……为回旋次数。 由③④式解得⑤ 由①②⑤式可得B1、B2应满足的条件 n=1,2,3,……⑥ 三、带电粒子在磁场中运动的临界问题和带电粒子在多磁场中运动问题 带电粒子在磁场中运动的临界问题的原因有: 粒子运动范围的空间临界问题; 磁场所占据范围的空间临界问题, 运动电荷相遇的时空临界问题等。 审题时应注意恰好,最大、最多、至少等关键字 (07全国1)两平面荧光屏互相垂直放置,在两屏内分别取垂直于两屏交线的直线为x轴和y轴,交点O为原点,如图所示。在y>0,00,x>a的区域有垂直于纸面向外的匀强磁场,两区域内的磁感应强度 大小均为B。在O点处有一小孔,一束质量为m、带电量为q(q>0)的 粒子沿x轴经小孔射入磁场,最后打在竖直和水平荧光屏上,使荧光屏 发亮。入射粒子的速度可取从零到某一最大值之间的各种数值.已知速 度最大的粒子在0a的区域中运动的时 间之比为2:5,在磁场中运动的总时间为7T/12,其中T为该粒子在磁 感应强度为B的匀强磁场中作圆周运动的周期。试求两个荧光屏上亮线 的范围(不计重力的影响)。

2016年高考物理(全国卷Ⅱ)试题及答案

绝密★启封并使用完毕前 试题类型:2016年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试 注意事项: 1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。 2.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试题相应的位置。 3.全部答案在答题卡上完成,答在本试题上无效。 4.考试结束后,将本试题和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷(选择题共126分) 本卷共21小题,每小题6分,共126分。 二、选择题:本大题共8小题,每小题6分。在每小题给出的四个选项中,第14~17题只有一 项是符合题目要求,第18~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分。有选错的得0分。 14.质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O,如图所示。用T表示绳OA段拉力的大小,在O点向左移动的过程中 A.F逐渐变大,T逐渐变大 B.F逐渐变大,T逐渐变小 C.F逐渐变小,T逐渐变大 D.F逐渐变小,T逐渐变小 15.如图,P为固定的点电荷,虚线是以P为圆心的两个圆。带电粒子Q在P的电场中运动。运动轨迹与两圆在同一平面内,a、b、c为轨迹上的三个点。若Q仅受P的电场力作用,其在a、b、c点的加速度大小分别为a a、a b、a c,速度大小分别为v a、v b、v c,则 A. a a>a b>a c,v a>v c>v b B.a a>a b>a c,v b>v c> v a C. a b>a c>a a,v b>v c> v a D.a b>a c>a a,v a>v c>v b

16.小球P 和Q 用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上,P 球的质量大于Q 球的质量,悬挂P 球的绳比悬挂Q 球的绳短。将两球拉起,使两绳均被水平拉直,如图所示。将两球由静止释放。在各自轨迹的最低点, A.P 球的速度一定大于Q 球的速度 B.P 球的动能一定小于Q 球的动能 C.P 球所受绳的拉力一定大于Q 球所受绳的拉力 D.P 球的向心加速度一定小于Q 球的向心加速度 17.阻值相等的四个电阻、电容器C 及电池E (内阻可忽略)连接成如图所示电路。开关S 断开且电流稳定时,C 所带的电荷量为Q1,;闭合开关S ,电流再次稳定后,C 所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为 A. 25 B. 12 C. 35 D.23 18.一圆筒处于磁感应强度大小为B 的匀强磁场中,磁场方向与筒的轴平行,筒的横截面如图所示。图中直径MN 的两端分别开有小孔,筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动。在该截面内,一带电粒子从小孔M 射入筒内,射入时的运动方向与MN 成30°角。当筒转过90°时,该粒子恰好从小孔N 飞出圆筒。不计重力。若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞,则带电粒子的比荷为 A .3 B ω B .2B ω C .B ω D .2B ω 19.两实心小球甲和乙由同一种材质制成,甲球质量大于乙球质量。两球在空气中由静止下落,假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比,与球的速率无关。若它们下落相同的距离,则 A.甲球用的时间比乙球长 B.甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小 C.甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小 D.甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功 20.法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片P 、Q 分别于圆盘的边缘和铜轴接触,关于流过电阻R 的电流,下列说法正确的是

2016年高考新课标全国卷II理综(物理)真题及答案

2016·全国卷Ⅱ(物理) 14.[2016·全国卷Ⅱ] 质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上.用水平向左的力F 缓慢拉动绳的中点O,如图1-所示.用T表示绳OA段拉力的大小,在O点向左移动的过程中() 图1- A.F逐渐变大,T逐渐变大 B.F逐渐变大,T逐渐变小 C.F逐渐变小,T逐渐变大 D.F逐渐变小,T逐渐变小 15. [2016·全国卷Ⅱ] 如图1-所示,P是固定的点电荷,虚线是以P为圆心的两个圆.带电粒子Q在P的电场中运动.运动轨迹与两圆在同一平面内,a、b、c为轨迹上的三个点.若Q仅受P的电场力作用,其在a、b、c点的加速度大小分别为a a、a b、a c,速度大小分别为v a、v b、v c,则() 图1- A.a a>a b>a c,v a>v c>v b B.a a>a b>a c,v b>v c>v a C.a b>a c>a a,v b>v c>v a D.a b>a c>a a,v a>v c>v b 16.C5、D6、E2[2016·全国卷Ⅱ] 小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上,P球的质量大于Q球的质量,悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短.将两球拉起,使两绳均被水平拉直,如图1-所示.将两球由静止释放,在各自轨迹的最低点() 图1- A.P球的速度一定大于Q球的速度 B.P球的动能一定小于Q球的动能 C.P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力 D.P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度 17.I3J1[2016·全国卷Ⅱ] 阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图1-所示电路.开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为Q2.Q1与Q2的比值为()

带电粒子在磁场中做匀速圆周运动题型归类

带电粒子在磁场中做匀速圆周运动题型归类(2009、5) 带电粒子在有界磁场中运动的分析方法: 1.圆心的确定 因为洛伦兹力F 指向圆心,根据F ⊥v ,画出粒子运 动轨迹中任意两点(一般是射入和射出磁场两点),先作 出切线找出v 的方向再确定F 的方向,沿两个洛伦兹力F 的方向画其延长线,两延长线的交点即为圆心,或利用圆 心位置必定在圆中一根弦的中垂线上,作出圆心位置,如 图1所示。 2.半径的确定和计算 利用平面几何关系,求出该圆的可能半径(或圆心角),并注意以下 两个重要的几何特点: ①粒子速度的偏向角?等于转过的圆心角α,并等于AB 弦与切线的夹角(弦切角)θ的2倍,如图2所示,即?=α=2θ。 ②相对的弦切角θ相等,与相邻的弦切角θ′互补,即θ+θ′=180°。 3.粒子在磁场中运动时间的确定 若要计算转过任一段圆弧所用的时间,则必须确定粒子转过的圆弧所 对的圆心角,利用圆心角α与弦切角的关系,或者利用四边形内角和等于360°计算出圆心角α的大小,并由表达式,即Bq m t α=,确定通过该段圆弧所用的时间,其中T 即 为该粒子做圆周运动的周期,转过的圆心角越大,所用时间t 越长,注意t 与运动轨迹的长短无关。 4.注意圆周运动的对称性与特殊性 (1)从一直线边界射入的粒子从同一直线边界射出时,速度与边界的夹角相等; (2)在圆形磁场区域内,粒子射入时的速度方向过圆心,射出时的速度方向也过圆心; (3)圆形磁场区域的半径与粒子轨道半径相等时,出射方向一定垂直入射点与磁场圆心的连线。(此结论解题很难想到,也较难证明,利用几何知识。) 问题一:磁场边界问题 有界磁场的两种典型模型: 1.穿过矩形磁场区:如图3所示,一定要先画好辅助线(半径、速度及延长线)。 (1)带电粒子在穿过磁场时的偏向角由sin θ=L /R 求出;(θ、L 和R 见图标) (2)带电粒子的侧移由R 2=L 2-(R-y )2 解出;(y 见所图标) (3)带电粒子在磁场中经历的时间由得出。 ②穿过圆形磁场区:如图4所示,画好辅助线(半径、速度、轨迹圆 的圆心、连心线)。

2016年高考全国新课标1卷物理含详细解析

2016年普通高等学校招生全国统一考试(I 卷) 一、 选择题:本题共8小题,每小题6分。在每小题给出的四个选项中,第14~17题只有一项符合题目要求,第18~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分。有选错的得0分。 1、一平行板电容器两极板之间充满云母介质,接在恒压直流电源上。若将云母介质移出,则电容器() A 、极板上的电荷量变大,极板间电场强度变大 B 、极板上的电荷量变小,极板间电场强度变大 C 、极板上的电荷量变大,极板间电场强度不变 D 、极板上的电荷量变小,极板间电场强度不变 2、现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子,其示意图如图所示,其中加速电压恒定。质子在入口处从静止开始被加速电场加速,经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速,为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场,需将磁感应强度增加到原来的12倍。此离子和质子的质量比约为() A 、11 B 、12 C 、121 D 、144 3、一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻12R R 、和3R 的阻值分别是31ΩΩ、和4Ω,○A 为理想交流电 流表,U 为正弦交流电压源,输出电压的有效值恒定。当开关S 断开时,电流表的示数为I ;当S 闭合时,电流表的示数为4I 。该变压器原、副线圈匝数比为() A 、2 B 、3 C 、4 D 、5 4、利用三颗位置适当的地球同步卫星,可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯。目前,地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍。假设地球的自转周期变小,若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的,则地球自转周期的最小值约为() A 、1h B 、4h C 、8h D 、16h 5、一质点做匀速直线运动。现对其施加一恒力,且原来作用在质点上的力不发生改变,则() A 、质点速度的方向总是与该恒力的方向相同 B 、质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直

2016年高考理综全国Ⅰ卷生物试题及答案

2016年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试 (全国I卷生物部分) 一、选择题:本大题共6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. 下列与细胞相关的叙述,正确的是 A. 核糖体、溶酶体都是具有膜结构的细胞器 B. 酵母菌的细胞核内含有DNA和RNA两类核酸 C. 蓝藻细胞的能量来源于其线粒体有氧呼吸过程 D. 在叶绿体中可进行CO2的固定但不能合成ATP 2. 离子泵是一张具有ATP水解酶活性的载体蛋白,能利用水解ATP释放的呢量跨膜运输离子。下列叙述正确的是 A. 离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散 B. 离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度阶梯进行的 C. 动物一氧化碳中毒会降低离子泵扩膜运输离子的速率 D. 加入蛋白质变性剂会提高离子泵扩膜运输离子的速率 3. 若除酶外所有试剂均已预保温,则在测定酶活力的试验中,下列操作顺序合理的是 A.加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量 B. 加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量 C. 加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量 D. 加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量 4.下列与神经细胞有关的叙述,错误 ..的是 A. ATP能在神经元线粒体的内膜上产生 B. 神经递质在突触间隙中的移动消耗ATP C. 突触后膜上受蛋白体的合成需要消耗ATP D. 神经细胞兴奋后恢复为静息状态消耗ATP 5. 在漫长的历史时期内,我们的祖先通过自身的生产和生活实践,积累了对生态方面的感性认识和经验, 并形成了一些生态学思想,如:自然与人和谐统一的思想。根据这一思想和生态学知识,下列说法错误 ..的是

(完整版)2017年高考物理试题分类汇编及答案解析《磁场》.doc

磁场 1.【 2017·江苏卷】如图所示,两个单匝线圈a、 b 的半径分别为r 和2r .圆形匀强磁场 B 的边缘恰好与 a 线圈重合,则穿过a、 b 两线圈的磁通量之比为 (A)1:1 ( B)1:2 ( C)1:4 ( D)4:1 【答案】 A 【考点定位】磁通量 【名师点睛】本题主要注意磁通量的计算公式中 S 的含义,它指的是有磁感线穿过区域的垂直 面积. 2.【2017 ·新课标Ⅰ卷】如图,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上(与 纸面平行),磁场方向垂直于纸面向里,三个带正电的微粒 a、 b、 c 电荷量相等,质量分别 为m a、 m b、 m c。已知在该区域内, a 在纸面内做匀速圆周运动, b 在纸面内向右做匀速直线运动, c 在纸面内向左做匀速直线运动。下列选项正确的是 A.m a m b m c B.m b m a m c C.m c m a m b D.m c m b m a 【答案】 B 【解析】由题意知,m a g=qE, m b g=qE+Bqv, m c g+Bqv=qE,所以m b m a m c,故 B 正确,ACD 错误。 【考点定位】带电粒子在复合场中的运动

【名师点睛】三种场力同时存在,做匀速圆周运动的条件是m a g=qE,两个匀速直线运动, 合外力为零,重点是洛伦兹力的方向判断。 3.【 2017·新课标Ⅲ卷】如图,在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中,两长直导线P 和 Q 垂直于纸面固定放置,两者之间的距离为l 。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流 I 时,纸面内与两导线距离均为l 的 a 点处的磁感应强度为零。如果让P 中的电流反向、其 他条件不变,则 a 点处磁感应强度的大小为 A.0 3 2 3 0 B.B0 C.B0 D. 2B 3 3 【答案】 C 【考点定位】磁场叠加、安培定则 【名师点睛】本题关键为利用安培定则判断磁场的方向,在根据几何关系进行磁场的叠加和 计算。 4.【 2017·新课标Ⅰ卷】如图,三根相互平行的固定长直导线L1、 L2和 L3两两等距,均通 有电流, L1中电流方向与L2中的相同,与L3中的相反,下列说法正确的是

2016高考全国卷理综试卷(物理部分及详解)

2016年高考理综试卷 一、选择题 1.一平行板电容器两极板之间充满云母介质,接在恒压直流电源上,若将云母介质移出,则电容器 A.极板上的电荷量变大,极板间的电场强度变大 B.极板上的电荷量变小,极板间的电场强度变大 C.极板上的电荷量变大,极板间的电场强度不变 D.极板上的电荷量变小,极板间的电场强度不变 2.现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子,其示意图如图所示,其中加速电压恒定。质子在入口处从静止开始被加速电场加速,经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速,为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场,需将磁感应强度增加到原来的12倍。此离子和质子的质量比约为 A.11 B.12 C.121 D.144 3.一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3Ω、1Ω和4Ω,○A为理想交流电流表,U为正弦交流电压源,输出电压的有效值恒定。当开关S 断开时,电流表的示数为I;当S闭合时,电流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数比为 A.2 B.3 C.4 D.5 4.利用三颗位置适当的地球同步卫星,可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯,目前,地球同步卫星的轨道半径为地球半径的6.6倍,假设地球的自转周期变小,若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的,则地球自转周期的最小值约为 A.1h B.4h C.8h D.16h 5.一质点做匀速直线运动,现对其施加一恒力,且原来作用在质点上的力不发生改变,则 A.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同 B.质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直 C.质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同 D.质点单位时间内速率的变化量总是不变 6.如图,一光滑的轻滑轮用细绳OO'悬挂于O点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b。外力F向右上方拉b,整个系统处于静止状态。若F方向不变,大小在一定范围内变化,物块b仍始终保持静止,则

最新十年高考物理分类解析磁场

十年高考物理分类解析:磁场 15.[2014·新课标全国卷Ⅰ] 关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,下列说法正确的是( ) A .安培力的方向可以不垂直于直导线 B .安培力的方向总是垂直于磁场的方向 C .安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关 D .将直导线从中点折成直角,安培力的大小一定变为原的一半 16.[2014·新课标全国卷Ⅰ] 如图所示,MN 为铝质薄平板,铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未面出),一带电粒子从紧贴铝板上表面的P 点垂直于铝板向上射出,从Q 点穿越铝板后到达PQ 的中点O ,已知粒子穿越铝板时,其动能损失一半,速度方向和电荷量不变.不计 重力.铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为( ) A .2 B.2 C .1 D.22 18.[2014·山东卷] 如图所示,场强大小为E 、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd ,水平边ab 长为s ,竖直边ad 长为h .质量均为m 、带电荷量分别为+q 和-q 的两粒子,由a 、c 两点先后沿ab 和cd 方向以速率v 0进入矩形区(两粒子不同时出现在电场中).不计重力.若两粒子轨迹恰好相切,则v 0等于( ) A.s 2 2qE mh B.s 2qE mh C.s 42qE mh D.s 4qE mh 20. [2014·新课标Ⅱ卷] 图为某磁谱仪部分构件的示意图.图中,永磁铁提供匀强磁场,硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹.宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子.当这些粒子从上部垂直进入磁 场时,下列说法正确的是( ) A .电子与正电子的偏转方向一定不同 B .电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同 C .仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子 D .粒子的动能越大,它在磁场中运动轨迹的半径越小 9.[2014·江苏卷] 如图所示,导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间,线圈中电流为I ,线圈间产生匀强磁场,磁感应强度大小B 与I 成正比,方向垂直于霍尔元件的两侧面,此时通过霍尔元件的电流为I H , 与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压U H 满足:U H =k I H B d ,式中k 为霍尔系数,d 为霍尔元件两侧面间的距离.电阻R 远大于R L ,霍尔元件的电阻可以忽略,则( ) A .霍尔元件前表面的电势低于后表面 B .若电的正负极对调,电压表将反偏 C .I H 与I 成正比 D .电压表的示数与R L 消耗的电功率成正比

“导体棒切割磁感线”题型与归类

“导体棒切割磁感线”问题的题型与归类 问题一:电磁感应现象中的图象 在电磁感应现象中,回路产生的感应电动势、感应电流及磁场对导线的作用力随时间的变化规律,也可用图象直观地表示出来.此问题可分为两类(1)由给定的电磁感应过程选出或画出相应的物理量的函数图像;(2)由给定的有关图像分析电磁感应过程,确定相关的物理量. 1.判断函数图象 如果是导体切割之动生电动势问题,通常由公式:E=BLv确定感应电动势的大小随时间的变化规律,由右手定则或楞次定律判断感应电流的方向;如果是感生电动势,则由法拉弟电磁感应定律确定E的大小,由楞次定律判断感应电流的方向。 题型1-1-1:例1、如图甲所示,由均匀电阻丝做成的正方形线框abcd的电阻为R1,ab=bc=cd=da=l,现将线框以与ab垂直的速度v匀速穿过一宽度为2l、磁感应强度为B的匀强磁场区域,整个过程中ab、cd两边始终保持与边界平行.令线框的cd边刚与磁场左边界重合时t=O,电流沿abcda流动的方向为正. (1)在图乙中画出线框中感应电流随时间变化的图象. (2)在图丙中画出线框中a、b两点间电势差Uab随时间t变化的图象. 分析:本题是电磁感应知识与电路规律的综合应用,要求我们运用电磁感应中的楞次定律、法拉第电磁感应定律及画出等效电路图用电路规律来求解,是一种常见的题型。 解答:(1)令I0=Blv/R,画出的图像分为三段(如下图所示) t=0~l/v,i=-I0 t= l/v~2l/v,i=0 t=2l/v~3l/v,i=-I0 (2)令U ab=Blv,面出的图像分为三段(如上图所示)

小结:要求我们分析题中所描述的物理情景,了解已知和所求的,然后将整个过程分成几个小的阶段,每个阶段中物理量间的变化关系分析明确,最后规定正方向建立直角坐标系准确的画出图形 例2、如图所示,一个边长为a ,电阻为R 的等边三角形,在外力作用下以速度v 匀速的穿过宽度均为a 的两个匀强磁场,这两个磁场的磁感应强度大小均为B ,方向相反,线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直,取逆时针方向为电流的正方向,试通过计算,画出从图示位置开始,线框中产生的感应电流I 与沿运动方向的位移x 之间的函数图象 分析:本题研究电流随位移的变化规律,涉及到有效长度问题. 解答:线框进入第一个磁场时,切割磁感线的有效长度在均匀变化.在位移由0到a/2过程中,切割有效长度由0增到2 3a ;在位移由a/ 2到 a 的过程中,切割有效长度由23a 减到 0.在x=a/2时,,I=R avB 23,电流为正.线框穿越两磁场边界时,线框在两磁场中切割 磁感线产生的感应电动势相等且同向,切割的有效长度也在均匀变化.在位移由a 到3a/2 过程中,切割有效长度由O 增到23a 。 ;在位移由3a/2到2a 过程中,切割有效长度由 2 3a 减到0.在x=3a/2时,I=R avB 3电流为负.线框移出第二个磁场时的情况与进入第 一个磁场相似,I 一x 图象如右图所示. 1、长度相等、电阻均为r 的三根金属棒AB 、CD 、EF 用导线相连,如图所示,不考虑导线电阻,此装置匀速进入匀强磁场的过程(匀强磁场垂直纸面向里,宽度大于AE 间距离),AB 两端电势差u 随时间变化的图像可能是:( ) A C E

2016年高考—物理部分(全国1卷)——打印版

2016年普通高等学校招生全国统一考试(新课标I 卷) 理科综合(物理部分) 一、选择题(本大题共8小题,每小题6分。在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一项是符合题目要求,第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。) 1. 一平行板电容器两极板之间充满云母介质,接在恒压直流电源上。若将云母介质移出,则电容器( ) A. 极板上的电荷量变大,极板间电场强度变大 B. 极板上的电荷量变小,极板间电场强度变大 C. 极板上的电荷量变大,极板间电场强度不变 D. 极板上的电荷量变小,极板间电场强度不变 2. 现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子,其示意图如图所示,其中加速电压恒定。质子在入口处从静止开始被加速电场加速,经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速,为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场,需将磁感应强度增加到原来的12倍。此离子和质子的质量比约为( ) A. 11 B.12 C. 121 D.144 3. 一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻12 R R 、和3R 的阻值分别是31ΩΩ、 和4Ω,○A 为理想交流电流表,U 为正弦交流电压源,输出电压的有效值恒定。当开关S 断开时,电流表的示数为I ;当S 闭合时,电流表的示数为4I 。该变压器原、副线圈匝数比为( ) A. 2 B.3 C. 4 D.5 4. 利用三颗位置适当的地球同步卫星,可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯。目前,地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍。假设地球的自转周期变小,若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的,则地球自转周期的最小值约为( ) A. 1h B. 4h C. 8h D.16h

2004-2013十年高考物理-大全分类解析-专题13-带电粒子在电磁场中的运动

2004-2013十年高考物理 大全分类解析 专题13 带电粒子在电磁 场中的运动 一.2013年高考题 1. (2013全国新课标理综II 第17题)空间有一圆柱形匀强磁场区域,该区域的横截面的半径为R ,磁场方向垂直于横截面。一质量为m 、电荷量为q (q>0)的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场,离开磁场时速度方向偏离入射方向60°。不计重力。该磁场的磁感应强度大小为 A .033mv qR B .qR mv 0 C . qR mv 03 D .qR mv 03 2. (2013全国新课标理综1第18题)如图,半径为R 的圆是一圆柱形匀强 磁场区域的横截面(纸面),磁感应强度大小为B ,方向垂直于纸面向外,一 电荷量为q (q>0)。质量为m 的粒子沿平行于直径ab 的方向射入磁场区域, 射入点与ab 的距离为R/2,已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹 角为60°,则粒子的速率为(不计重力) A . m qBR 2 B .m qBR C .m qBR 23 D .m qBR 2

3.(2013高考广东理综第21题)如图9,两个初速度大小相同的同种离 子a和b,从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场,最后打到屏P上, 不计重力,下列说法正确的有 A.a,b均带正电 B.a在磁场中飞行的时间比b的短 C. a在磁场中飞行的路程比b的短 D.a在P上的落点与O点的距离比b的近 4.(2013高考浙江理综第20题)注入工艺中,初速度可忽略的离子P+和P3+,经电压为U的电场加速后,垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里,有一 定的宽度的匀强磁场区域,如图所示,已知离子P+在磁场中转过 θ=30°后从磁场右边界射出。在电场和磁场中运动时,离子P+和P3+ A.在电场中的加速度之比为1∶1 B.在磁场中运动的半径之比为3∶1 C.在磁场中转过的角度之比为1∶2 D.离开电场区域时的动能之比为1∶3

带电粒子在磁场中运动高考题型归类解析

带电粒子在磁场中运动高考题型归类解析 1、带电粒子在匀强磁场中匀速圆周运动基本问题 找圆心、画轨迹是解题的基础。带电粒子垂直于磁场进入一匀强磁场后在洛伦兹力作用下必作匀速圆周运动,抓住运动中的任两点处的速度,分别作出各速度的垂线,则二垂线的交点必为圆心;或者用垂径定理及一处速度的垂线也可找出圆心;再利用数学知识求出圆周运动的半径及粒子经过的圆心角从而解答物理问题。 (04)钍核Th 23090发生衰变生成镭核Ra 22688并放出一个粒子。设该粒子的质量为m 、电荷量为q ,它进入 电势差为U 的带窄缝的平行平板电极1S 和2S 间电场时,其速度为0v ,经电场加速后,沿ox 方向进入磁感应强度为B 、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场,ox 垂直平板电极2S ,当粒子从p 点离开磁场时,其速度方向与ox 方位的夹角?=60θ,如图所示,整个装置处于真空中。 (1)写出钍核衰变方程; (2)求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径R ; (3)求粒子在磁场中运动所用时间t 。 (1)钍核衰变方程Ra He Th 226884223090+→ ① (2)设粒子离开电场时速度为v ,对加速过程有 2022121mv mv qU -= ② 粒子在磁场中有R v m qvB 2 = ③ 由②、③得202v m qU qB m R += ④ (3)粒子做圆周运动的回旋周期 qB m v R T ππ22== ⑤

粒子在磁场中运动时间T t 61= ⑥ 由⑤、⑥得qB m t 3π= ⑦ 2、带电粒子在磁场中轨道半径变化问题。 导致轨道半径变化的原因有:①带电粒子速度变化导致半径变化。如带电粒子穿过极板速度变化;带电粒子使空气电离导致速度变化;回旋加速器加速带电粒子等。②磁场变化导致半径变化。如通电导线周围磁场,不同区域的匀强磁场不同;磁场随时间变化。③动量变化导致半径变化。如粒子裂变,或者与别的粒子碰撞;④电量变化导致半径变化。如吸收电荷等。总之,由qB mv r =看m 、v 、q 、B 中某个量或某两个量的乘积或比值的变化就会导致带电粒子的轨道半径变化。 (06年全国2)如图所示,在x <0与x >0的区域中,存在磁感应强度大小分别为B 1与B 2的匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,且B 1>B 2。一个带负电的粒子从坐标原点O 以速度v 沿x 轴负方向射出,要使该粒子经过一段时间后又经过O 点,B 1与B 2的比值应满足什么条件? 解析:粒子在整个过程中的速度大小恒为v ,交替地在xy 平面B 1与B 2磁场区域中做匀速圆周运动,轨迹都是半个圆周。设粒子的质量 和电荷量的大小分别为m 和q ,圆周运动的半径分别为和r 2,有 r 1=1mv qB ……① r 2=2mv qB ……② 分析粒子运动的轨迹。如图所示,在xy 平面,粒子先沿半径为r 1 的半圆C 1运动至y 轴上离O 点距离为2 r 1的A 点,接着沿半径为2 r 2 的半圆D 1运动至y 轴的O 1点,O 1O 距离 d =2(r 2-r 1)……③ 此后,粒子每经历一次“回旋”(即从y 轴出发沿半径r 1的半圆和半径 为r 2的半圆回到原点下方y 轴),粒子y 坐标就减小d 。 设粒子经过n 次回旋后与y 轴交于O n 点。若OO n 即nd 满足 nd =2r 1 ④ 则粒子再经过半圆C n +1就能够经过原点,式中n =1,2,3,……为回 旋次数。 由③④式解得 11 n r n r n =+ ⑤由①②⑤式可得B 1、B 2应满足的条件 211 B n B n =+ n =1,2,3,……⑥ 3、带电粒子在磁场中运动的临界问题和带电粒子在多磁场中运动问题 带电粒子在磁场中运动的临界问题的原因有:粒子运动围的空间临界问题;磁场所占据围的空间临界问题,运动电荷相遇的时空临界问题等。审题时应注意恰好,最大、最多、至少等关键字。 x y B 2 B 1 O v

2016年全国统一高考物理试卷(全国二卷)

2016年全国统一高考物理试卷(新课标Ⅱ) 一、选择题:本大题共8小题,每小题6分.在每小题给出的四个选项中,第1~ 5题只有一项是符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分.有选错的得0分. 1.(6分)质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O,如图所示。用T表示绳OA段拉力的大小,在O点向左移动的过程中() A.F逐渐变大,T逐渐变大B.F逐渐变大,T逐渐变小 C.F逐渐变小,T逐渐变大D.F逐渐变小,T逐渐变小 2.(6分)如图,P为固定的点电荷,虚线是以P为圆心的两个圆.带电粒子Q 在P的电场中运动.运动轨迹与两圆在同一平面内,a、b、c为轨迹上的三个点.若Q仅受P的电场力作用,其在a、b、c点的加速度大小分别为a a、a b、 a c,速度大小分别为v a、v b、v c,则() A.a a>a b>a c,v a>v c>v b B.a a>a b>a c,v b>v c>v a C.a b>a c>a a,v b>v c>v a D.a b>a c>a a,v a>v c>v b 3.(6分)小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上,P球的质量大于Q球的质量,悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短。将两球拉起,使两绳均被水平拉直,如图所示。将两球由静止释放。在各自轨迹的最低点,()

A.P球的速度一定大于Q球的速度 B.P球的动能一定小于Q球的动能 C.P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力 D.P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度 4.(6分)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1,闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为Q2.Q1与Q2的比值为() A.B.C.D. 5.(6分)一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向与筒的轴平行,筒的横截面如图所示.图中直径MN的两端分别开有小孔,筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动.在该截面内,一带电粒子从小孔M射入筒内,射入时的运动方向与MN成30°角.当筒转过90°时,该粒子恰好从小孔N飞出圆筒.不计重力.若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞,则带电粒子的比荷为() A.B.C.D. 6.(6分)两实心小球甲和乙由同一种材质制成,甲球质量大于乙球质量。两球在空气中由静止下落,假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比,与球的速率无关。若它们下落相同的距离,则() A.甲球用的时间比乙球长

高中物理 带电粒子比荷类高考试题归类解析

带电粒子比荷类高考试题归类解析 应用电场和磁场的有关知识求解带电粒子比荷类试题是近几年高考常见的考题,这类试题考查学生把所学的知识用来解决实际问题的能力,体现了物理与科学、技术、社会的结合和联系,符合新课程标准。现就这类试题归类解析: 一、用平衡求解 1.用带电粒子在匀强电场中平衡求比荷 例1电子的比荷最早由美国科学家密立根通过油滴实验测出,如图两块水平放置的平行金属板上下极板与电源正负极相接,上下极板分别带正负电荷,油滴从喷雾器喷出后,由于摩擦而起电,油滴进入上板中央小孔后落到匀强电场中,通过显微镜可以观察到油滴的运动,两金属板间距为d,不计空气阻力和浮力,调节两板的电势差,当U=U0时,使油滴做匀速直线运动,求油滴的比荷。 解析:油滴匀速运动受电场力和重力平衡,油滴带负电,由平衡条件 得 2.用带电粒子在电磁场平衡求比荷 (96年全国高考)设在地面上方的真空室内,存在匀强电场和匀强磁场,已知电场强度和磁感应强度的方向是相同的E=4.0v/m,B=0.15T,今有一个带负电的质点以v=20m/s的速度在此区域内沿垂直于磁场方向作匀速直线运动,求此质点的电量和质量之比以及磁场的所有可能方向。

解析:根据带电粒子做匀速直线运动的条件得知,此粒子受重力、电场力和洛仑兹力的合力必定为零,由此可知三力在同一竖直平面内,如图,质点的速度垂直纸面向外,因质点带负电,电场方向和电场力的方向相反,磁场方向也与电场力的方向相反,设磁场方向与重力方向成θ角,由平衡条件 解得 且斜向下的一切方向。 二、用偏转求解 1.用带电粒子在电场中偏转求比荷 (04年江苏)汤姆逊用来测定电子的比荷实验装置如下:真空管内的阴极K发出电子,(不计初速,重力和电子间相互作用)经加速电压加速后,穿过A的中心小孔沿中心轴O/O的方向进入到两块水平正对旋转的平行极板P和P/间的区域,当极板间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心O点,形成一个亮点;加上偏转电压U后,亮点偏转到O/点,O与O/点的竖直间距为d,水平间距可以忽略此时在P和P/间的区域内,再加一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场,调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为B时,亮点重先回到O点,已知极板水平方向的长度为L1板间距离为b,板右端到荧光屏的距离为L2如图所示,求(1)打在荧光屏O点的电子速度的大小,(2)推导电子的比荷表达式。

2016年全国二卷高考物理试题附答案

2016年全国二卷高考物理试题 14. 质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O,如图所示。用 T表示绳OA段拉力的大小,在O点向左移动的过程中 A. F逐渐变大,T逐渐变大 B. F逐渐变大,T逐渐变小 C. F逐渐变小,T逐渐变大 D. F逐渐变小,T逐渐变小 15. 如图,P为固定的点电荷,虚线是以P为圆心的两个圆。带电粒子Q在P的电场中运动。运动轨迹与 两圆在同一平面内,a、b、c为轨迹上的三个点。若Q仅受P的电场力作用,其在a、b、c点的加速度大小分别为a a、a b、a c,速度大小分别为v a、v b、v c,则 A. a a>a b>a c,v a>v c>v b B.a a>a b>a c,v b>v c> v a C. a b>a c>a a,v b>v c> v a D.a b>a c>a a,v a>v c>v b 16. 小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上,P球的质量大于Q球的质量,悬挂P球的绳比悬挂Q

球的绳短。将两球拉起,使两绳均被水平拉直,如图所示。将两球由静止释放。在各自轨迹的最低点, A. P 球的速度一定大于Q 球的速度 B. P 球的动能一定小于Q 球的动能 C. P 球所受绳的拉力一定大于Q 球所受绳的拉力 D. P 球的向心加速度一定小于Q 球的向心加速度 17. 阻值相等的四个电阻、电容器C 及电池E (内阻可忽略)连接成如图所示电路。开关S 断开且电流稳定时,C 所带的电荷量为Q1,;闭合开关S ,电流再次稳定后,C 所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为 A. 52 B. 21 C. 53 D.3 2 18. 一圆筒处于磁感应强度大小为B 的匀强磁场中,磁场方向与筒的轴平行,筒的横截面如图所示。图中 直径MN 的两端分别开有小孔,筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动。在该截面内,一带电粒子从小

高考物理电磁学知识点之磁场分类汇编含解析(4)

高考物理电磁学知识点之磁场分类汇编含解析(4) 一、选择题 1.下列有关运动电荷和通电导线受到磁场对它们的作用力方向判断正确的是()A. B. C. D. 2.如图所示,台秤上放一光滑平板,其左边固定一挡板,一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来,此时台秤读数为N1,现在磁铁上方中心偏左位置固定一通电导线,电流方向如图,当加上电流后,台秤读数为N2,则以下说法正确的是() A.N1>N2,弹簧长度将变长B.N1>N2,弹簧长度将变短 C.N1<N2,弹簧长度将变长D.N1<N2,弹簧长度将变短 3.2019年我国研制出了世界上最大的紧凑型强流质子回旋加速器,该回旋加速器是我国目前自主研制的能量最高的质子回旋加速器。如图所示为回旋加速器原理示意图,现将两个相同的回旋加速器置于相同的匀强磁场中,接入高频电源。分别加速氘核和氦核,下列说法正确的是()

A.它们在磁场中运动的周期相同 B.它们的最大速度不相等 C.两次所接高频电源的频率不相同 D.仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能 4.如图所示,匀强磁场的方向垂直纸面向里,一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入,沿曲线dpa打到屏MN上的a点,通过pa段用时为t.若该微粒经过P点时,与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒,最终打到屏MN上.若两个微粒所受重力均忽略,则新微粒运动的 ( ) A.轨迹为pb,至屏幕的时间将小于t B.轨迹为pc,至屏幕的时间将大于t C.轨迹为pa,至屏幕的时间将大于t D.轨迹为pb,至屏幕的时间将等于t 5.如图所示,一块长方体金属板材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。当通以从左到右的恒定电流I时,金属材料上、下表面电势分别为φ1、 φ2。该金属材料垂直电流方向的截面为长方形,其与磁场垂直的边长为a、与磁场平行的边长为b,金属材料单位体积内自由电子数为n,元电荷为e。那么 A. 12IB enb ?? -=B. 12IB enb ?? -=- C. 12 IB ena ?? -=D. 12 IB ena ?? -=- 6.教师在课堂上做了两个小实验,让小明同学印象深刻。第一个实验叫做“旋转的液体”,在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极,沿边缘内壁放一个圆环形电极,把它们分别与电池的两极相连,然后在玻璃皿中放入导电液体,例如盐水,如果把玻璃皿放在磁场中,液体就会旋转起来,如图甲所示。第二个实验叫做“振动的弹簧”,把一根柔软的弹簧悬挂起来,使它的下端刚好跟槽中的水银接触,通电后,发现弹簧不断上下振动,如图乙所示。下列关于这两个趣味实验的说法正确的是()

相关文档
最新文档