高考物理试题《粒子在复合场中运动》在线测试(2017年最新版)(三)

时间:2017-08-09 07:48:27

微信搜索关注"91考试网"公众号,领30元,获取事业编教师公务员等考试资料40G

1、计算题  (16分)为了使粒子经过一系列的运动后,又以原来的速率沿相反方向回到原位,可设计如下的一个电磁场区域(如图所示):水平线QC以下是水平向左的匀强电场,区域Ⅰ(梯形PQCD)内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B;区域Ⅱ(三角形APD)内的磁场方向与Ⅰ内相同,但是大小可以不同,区域Ⅲ(虚线PD之上、三角形APD以外)的磁场与Ⅱ内大小相等、方向相反.已知等边三角形AQC的边长为2l,P、D分别为AQ、AC的中点.带正电的粒子从Q点正下方、距离Q点为l的O点以某一速度射出,在电场力作用下从QC边中点N以速度v0垂直QC射入区域Ⅰ,再从P点垂直AQ射入区域Ⅲ,又经历一系列运动后返回O点.(粒子重力忽略不计)求:

(1)该粒子的比荷.
(2)粒子从O点出发再回到O点的整个运动过程所需时间.


参考答案:(1)?(2)?或


本题解析:本题属于带电粒子在组合场中运动问题,磁场中圆周运动要画轨迹分析运动过程,探索规律,寻找半径与三角形边的关系是关键.
(1)从N到P,做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律和洛仑兹力表达式有:?
根据题意有R=l?解得: ?
(2)粒子从O到N与从N到O是逆过程,N到O做类平抛运动,在区域Ⅰ、区域Ⅱ和Ⅲ中都做匀速圆周运动.带电粒子在电磁场中运动的总时间包括三段:电场中往返的时间t0、区域Ⅰ中的时间t1、区域Ⅱ和Ⅲ中的时间t2+t3
根据平抛运动规律有 ?
粒子在区域Ⅰ中运动时,由线速度和角速度关系得:?即?
①若粒子在区域Ⅱ和Ⅲ内的运动如图甲所示,则总路程为个圆周,根据几何关系有
AE=(4nr + r)=l ?解得: r=l/(4n + 1)?其中n=0,1,2……
区域Ⅱ和Ⅲ内总路程为?
?
总时间
?
②若粒子在区域Ⅱ和Ⅲ内运动如图乙所示,则总路程为个圆周,根据几何关系有:
AP=(4nr +3r)=l?解得: r= l/(4n + 3)?其中n=0,1,2……
区域Ⅱ和Ⅲ内总路程为?
总时间


本题难度:一般



2、选择题  水平放置的平行金属板a、b带有等量正负电荷,a板带正电,两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带正电的粒子在两板间作直线运动,粒子的重力不计。关于粒子在两板间运动的情况,正确的是

[? ]
A.只能是向右做匀速直线运动
B.可能向右做匀加速直线运动
C.只能是向左做匀速直线运动
D.可能向左做匀加速直线运动


参考答案:A


本题解析:


本题难度:一般



3、计算题  (12分)如图甲所示,放置在水平桌面上的两条光滑导轨间的距离L=1m,质量m=1kg的光滑导体棒放在导轨上,导轨左端与阻值R=4Ω的电阻相连,导体棒及导轨的电阻不计,所在位置有磁感应强度为B=2T的匀强磁场,磁场的方向垂直导轨平面向下。现在给导体棒施加一个水平向右的恒定拉力F,并每隔0.2s测量一次导体棒的速度,乙图是根据所测数据描绘出导体棒的v-t图象。设导轨足够长,求:

(1)力F的大小;
(2)t =1.2s时,导体棒的加速度;
(3)估算1.6s内电阻R上产生的热量。


参考答案:(1)10N?(2)3m/s2?(3)48J


本题解析:(1)由图可知,导体棒运动的速度达到10m/s时开始做匀速运动,此时安培力和拉力F大小相等。导体棒匀速运动的速度
匀速运动后导体棒上的电动势:?(1分)
导体棒受的安培力:? (2分)
则:? (1分)
(2)由图可知,时间t=1.2s时导体棒的速度
此时导体棒上的电动势:? (1分)
导体棒受的安培力:N=7N? (2分)
由牛顿定律得:?(1分)
(3)由图知,到1.6s处,图线下方小方格的个数为40个,每个小方格代表的位移为

所以1.6s内导体棒的位移??(2分)
拉力F做功??(1分)
由图知此时导体棒的速度?
导体棒动能?
根据能量守恒定律,产生的热量? (1分)
(说明:格数为39~42均正确 ,答案范围46 ~52J )


本题难度:一般



4、计算题  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.

(1)画出粒子在磁场和电场中运动轨迹的草图;
(2)求出电场强度E的大小;
(3)求该粒子再次从O点进入磁场后,运动轨道的半径r;
(4)求该粒子从O点出发到再次回到O点所需的时间t ;


参考答案:(1)

(2)(3)(4)


本题解析:(1)粒子的运动轨迹如图。

(2)由几何关系得,粒子从c到o做类平抛运动,且在垂直、平行电场方向上的位移相等,都为?
类平抛运动时间为?

又?
联立得
(3)粒子在电场中的加速度为?,v1=v.
粒子第五次过MN进入磁场后的速度
则第五次过MN进入磁场后的圆弧半径
(4)粒子在磁场中运动的总时间为

粒子做直线运动所需时间为

联立得粒子从出发到第五次到达O点所需时间


本题难度:一般



5、选择题  如图所示,ab是一对水平放置的平行金属板,板间存在着竖直向下的匀强电场。一个不计重力的带电粒子从两板左侧正中位置以初速度v沿平行于金属板的方向进入场区,带电粒子进入场区后将向上偏转,并恰好从a板的右边缘处飞出;若撤去电场,在两金属板间加垂直纸面向里的匀强磁场,则相同的带电粒子从同一位置以相同的速度进入场区后将向下偏转,并恰好从b板的右边缘处飞出。现上述的电场和磁场同时存在于两金属板之间,仍让相同的带电粒子从同一位置以相同的速度进入场区,则下面的判断中正确的是:

A.带电粒子将做匀速直线运动
B.带电粒子将偏向a板一方做曲线运动
C.带电粒子将偏向b板一方做曲线运动
D.无法确定带电粒子做哪种运动


参考答案:B


本题解析:略


本题难度:简单




首页 上页 2 3 4 下页 尾页 3/10/10
微信搜索关注"91考试网"公众号,领30元,获取公务员事业编教师考试资料40G
【省市县地区导航】【考试题库导航】
 ★ 高考省级导航 ★ 
全国 A安徽 B北京 C重庆 F福建 G广东 广西 甘肃 贵州 H河南 河北 湖南 湖北 黑龙江 海南 J江苏 江西 吉林 L辽宁 N内蒙古 宁夏 Q青海 S山东 山西 陕西 四川 上海 T天津 X新疆 西藏 Y云南 Z浙江
 ★ 高考信息汇总 ★ 
 ★ 高考历年真题 ★ 
 ★ 高考历年真题 ★ 
 ★ 高考题库 ★ 
 ★ 高考题库 ★ 

电脑版  |  手机版  |  返回顶部