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高考物理带电粒子在无边界匀强磁场中运动及其解题技巧及练习题(含答案)

高考物理带电粒子在无边界匀强磁场中运动及其解题技巧及练习题(含答案)
高考物理带电粒子在无边界匀强磁场中运动及其解题技巧及练习题(含答案)

一、带电粒子在无边界匀强磁场中运动1专项训练

1.在科学研究中,可以通过施加适当的磁场来实现对带电粒子运动的控制.在如图所示的平面坐标系x0y 内,矩形区域(-3d

-3d

(2)求粒了离开P 点后经多长时间第一次回到P 点.

(3)若仅将入射速度变为20v ,其它条件不变,求粒于离开P 点后运动多少路程经过P 点.

【答案】(1)

mv qd

(2)

00

243d d

v v π+ (3)2(433)s k d d π=+,其中k =1、2、3… 或()

8'234333d s d k d d ππ??

=+++????

,其中k =0、1、2、3 【解析】 【分析】

(1)找出半径,根据洛伦兹力提供向心力进行求解即可;

(2)画出粒子运动轨迹,求出在磁场中运动时间和在无磁场中运动的时间; (3)画出粒子运动轨迹,注意讨论粒子运动的方向不同; 【详解】

(1)由题条件可判断粒子做圆周运动半径为:R d =

粒子在磁场中2

v qvB m R

=,得到:0mv B qd =;

(2)粒子运动轨迹如图所示:

粒子在磁场中运动时间:10

2d

t v

π=

粒子在无场区运动时间:20

43

d

t = 粒子再次回到P 点时间:12t t t =+ 得到:00

243d d

t v π=

+ (3)粒子运动轨迹如图所示:

粒子速度变为02v ,则在磁场中运动半径为:2R d '=

由P 点沿圆弧运动到C 点时间:3

00

2

224323d

d t v v ππ??== 由C 点沿直线运动到D 点时间:400

2332d d

t v v ==

①粒子以2v 0沿y 轴正向经过P

则粒子运动时间:34(33)t k t t =+,其中k =1、2、3… 粒子运动距离:02s v t =

得到:2(433)s k d d π=+,其中k =1、2、3… ②粒子以02v 大小与-y 方向成60°经过P

则:34342(33)t t t k t t '=+++,其中k =0、1、2、3… 粒子运动距离为:02s v t ''= 得到:()

8'234333d s d k d d ππ??

=++????

,其中k =0、1、2、3… 【点睛】

带电粒子在磁场中的运动,关键是找出半径和圆心,利用洛伦兹力提供向心力进行求解即可,同时还要准确地画出轨迹.

2.如图所示,在足够长的绝缘板MN 上方存在方向垂直纸面向外、磁感应强度为B 的匀强磁场(图中未标出),在绝缘板上方的P 点有一个粒子发射源,它在同一时间内沿纸面向各个方向发射数目相等的带正电粒子,粒子的速度大小相等。已知粒子的比荷为

q m

=k ,在磁场中运动的轨道半径R ,P 点与绝缘板的距离为d =1.6R (不计粒子间的相互作用和粒子的重力,sin37°=06,sin53°=0.8)。求 (1)粒子源所发射粒子的速度大小v 0;

(2)能够到达绝缘板上的粒子在板上留下痕迹的最大长度L m ; (3)打在绝缘板上的粒子数占总发射粒子数的比值。

【答案】(1)kBR (2)2R (3)0.25 【解析】 【详解】

(1)根据洛伦兹力提供向心力可得

2

00v qv B m R

= 粒子在磁场中运动的轨道半径为:

mv R qB

粒子比荷为k ,联立解得:

0v kBR =

(2)画出粒子运动轨迹的示意图如图所示,设粒子能打中绝缘板上最左端和最右端的点分别为C 、D ,

粒子在C 点与绝缘板相切,PD 为粒子轨迹圆的直径,根据几何关系可得:

()

2

22 1.2P D R d R '=

-=

22()0.8CP R d R R '=--=

带电粒子在板上留下痕迹的最大长度为:

2m L CD R ==

(3)根据上图中的几何关系可得:

1.2sin 0.62R

P PD R

∠'==,37P PD ∠'?= 0.8sin 0.8R

OPE R

∠==

,53OPE ∠?= 根据旋转圆的方法可知,粒子旋转的角度为θ=37°+53°=90°范围内有粒子打在板上,打在绝缘板上的粒子数占总发射粒子数的1

4

,故打在绝缘板上的粒子数占总发射粒子数的比值为0.25。

【点睛】

3.如图所示,在0y >区域存在方向垂直xoy 平面向里、大小为B 的匀强磁场.坐标原点处有一电子发射源,单位时间发射n 个速率均为v 的电子,这些电子均匀分布于xoy 平面y 轴两侧角度各为60°的范围内.在x 轴的正下方放置平行于y 轴、足够长的金属板M 和N (极板厚度不计),两板分别位于 1.2x D =和2x D =处,N 板接地,两板间通过导线连

接有电动势U 在20.25m m m mv U U U e ??

= ???

:范围内可调节的电源E 和灵敏电流计G .沿y

轴正方向入射的电子,恰好能从2x D =处进入极板间.整个装置处于真空中,不计重力,忽略电子间的相互作用. (1)求电子的比荷;

(2)求电子在磁场中飞行的时间与发射角度θ(速度方向与y 轴的角度)的关系; (3)通过计算,定性画出流过灵敏电流计G 的电流i 和电动势U 的关系曲线.

【答案】(1)v BD (2)(1802)180D

t v

θπ±=o (3)见解析 【解析】

【详解】

(1)根据洛伦兹力提供向心力:2

v evB m r

=

根据其中题意可知半径为:r =D

联立可得:

e v m BD

= (2)粒子的运动周期为:2m

T eB

π=

根据几何关系可知,当粒子从y 轴的右侧射入时,对应的圆心角为:2απθ=- 对应的时间为:

()()22r D s t v v v

πθπθ--=

== 当粒子从y 轴的左侧射入时,对应的圆心角为:2απθ=+ 对应的时间为:

()()22r D s t v v v

πθπθ++=== (3)设进入M N 、极板电子所对应的最大发射角为m a ,则有

2cos 1/2m D a D =.53m a =o

左侧电子单位时间内能打到M 极板的电子数为:5353

60120

L n n n z =

= 对右侧电子:5360θ≤≤o o 均能达到M 板上,053θ≤

则有:221

2(1cos )sin 0.82

U e

D mv D θθ?-= 电压为:

211(1cos )(1cos )55

m mv U U e θθ=+=+

最大值为:max 2

5

m U U =

最小值为:min 0.32m U U = 当2

5

m U U ≥

,右侧所有电子均到达M 板,饱和电流为: 531113()1202120

i ne ne =+=

当0.32m U U <

右侧角度小于53o 电子均不能到达M 板,此时到达极板M 的电子数为2

n

. 灵敏电流计G 的电流i 和电动势U 的关系曲线为:

4.在以坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内,存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如图所示。一个不计重力的带电粒子从磁场边界与 x轴的交点A 处以速度 v沿-x方向射入磁场,它恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿+y方向飞出。

(1)请判断该粒子带何种电荷,并求出其比荷q

m

(2)若磁场的方向和所在空间范围不变,而磁感应强度的大小变为B',该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场,但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角,求磁感应强度B'多大?

(3)此次粒子在磁场中运动所用时间 t是多少?

【答案】(1)v

Br

;(2)

3

3

B;(3)

3

3

R

v

π

【解析】

【详解】

(1)由粒子的飞行轨迹,利用左手定则可知,该粒子带负电荷

粒子由A点射入,由C点飞出,其速度方向改变了90°,由几何关系可知,粒子轨迹半径:

R=r

由:

2

v Bqv m r

=

解得:

q

v m Br

= (2)粒子从D 点飞出磁场速度方向改变了60°角,故A D 弧所对圆心角60°,由几何关系可知,粒子做圆周运动的半径:

3tan 30r

R r '=

=o

由:

2

v B qv m R '='

得:

3

33B B qr '=

= (3)粒子在磁场中飞行周期:

2R T v

π'=

粒子在磁场中飞行时间:

136R

t T π==

5.如图所示,边长为L 的正三角形ABC 区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场,D 为AB 边的中点,一个质量为m 、电荷量为q 的带正电的粒子平行BC 边射入磁场,粒子的速度大小为v 0,结果刚好垂直BC 边射出磁场,不计粒子的重力,求:

(1)匀强磁场的磁感应强度大小;

(2)若要使粒子在磁场中的运动轨迹刚好与BC 相切,粒子的速度大小为多少?粒子在磁场中运动的时间为多少?

(3)增大粒子的速度,试分析粒子能不能从C 点射出磁场。若不能,请说明理由;若能,请计算粒子从C 点射出磁场时的偏向角。 【答案】(10

43mv 2)012v 0

3L π,(3)能,60?

【解析】

【详解】

(1)运动轨迹如图所示:

根据几何知识可知,粒子做圆周运动的半径为

1

3 60

24

L

R sin L

=?=

根据洛伦兹力提供向心力有:

2

1

v

qBv m

R

=

所以匀强磁场的磁感应强度大小为0

43mv

B=;

(2)要使粒子在磁场中的运动轨迹刚好与BC相切,其轨迹如图所示:

根据几何知识可知,其运动的半径为

2

13

?60

22

L

R sin L

=??=

所以粒子运动是速度为

21

2

qBR

v v

m

==

根据几何知识可知,粒子在磁场中运动的轨迹所对的圆心角为240

θ=?,

所以粒子在磁场中运动的时间为

2223

33

m L

t T

qB

ππ

===

g

(3)根据数学知识知,粒子能到达C点,粒子到达C的轨迹如图所示:

结合知识可知,∠DOC=60°,所以粒子从C 点射出磁场时的偏向角为60°。

6.如图甲所示,在xOy 竖直平面内存在竖直方向的匀强电场,在第一象限内有一与x 轴相切于点(2R, 0)、半径为R 的圆形区域,该区域内存在垂直于xOy 面的匀强磁场,电场与磁场随时间变化如图乙、丙所示,设电场强度竖直向下为正方向,磁场垂直纸面向里为正方向,电场、磁场同步周期性变化(每个周期内正、反向时间相同).一带正电的小球A 沿y 轴方向下落,t=0时刻A 落至点03R (,),此时,另一带负电的小球B 从圆形区域的最高点22R R (,)处开始在磁场内紧靠磁场边界做匀速圆周运动.当A 球再下落R 时,B 球旋转半圈到达点20R (,);当A 球到达原点O 时,B 球又旋转半圈回到最高点;然后A 球开始做匀速运动.两球的质量均m ,电荷量大小为q ,不计空气阻力及两小球之间的作用力,重力加速度为g ,求:

(1)匀强电场的场强E 的大小;

(2)小球B 做匀速圆周运动的周期T 及匀强磁场的磁感应强度B 的大小; (3)电场、磁场变化第一个周期末A 、B 两球间的距离S . 【答案】(1)mg q

E =(2)2m g

B q

R

π=

3225(22)π++

【解析】 【分析】 【详解】

(1)小球 B 做匀速圆周运动,则重力和电场力平衡,洛伦兹力提供向心力,则有 Eq =mg ,解得 mg q

E =

(2)设小球 B 的运动周期为 T ,对小球 A :Eq +mg =ma , 解得 a =2g ; 由 R =a (

2T )2,得 2R T g

= 对 B 小球:2

=B

B v Bqv m R

22B R

v gR T

ππ=

= 解得2m g

B q

R

π=

(3)由题意分析可得:电(磁)场变化周期是 B 球做圆周运动周期的 2 倍 对小球 A :在原点的速度为32

A R T v a T =

+ , 在原点下的位移5A A y v T R == 2T 末,小球 A 的坐标为(0,-5R ) 对小球B :球 B 的线速度 v B =π2gR ; 水平位移 x B =v B T =2πR ; 竖直位移为 y B =

12

aT 2

=2R ; 2T 末,小球B 的坐标为[(2π+2)R ,0]

则 2T 末,A 、B 两球的距离为: AB =225(22)π++R .

7.如图所示,左侧正方形区域ABCD 有竖直方向的匀强电场和垂直纸面方向的磁场,右侧正方形区域CEFG 有电场,一质量为m ,带电量为+q 的小球,从距A 点正上方高为L 的O 点静止释放进入左侧正方形区域后做匀速圆周运动,从C 点水平进入右侧正方形区域CEFG .已知正方形区域的边长均为L ,重力加速度为g ,求:

(1)左侧正方形区域的电场强度E 1和磁场的磁感应强度B ;

(2)若在右侧正方形区域内加竖直向下的匀强电场,能使小球恰好从F 点飞出,求该电场

场强E 2的大小;

(3)若在右侧正方形区域内加水平向左的匀强电场,场强大小为3kmg

E q

=(k 为正整数),试求小球飞出该区域的位置到G 点的距离. 【答案】(1)1mg E q =

,方向竖直向上;2m g B q L

=,方向垂直纸面向外(2)23mg E q =

(3)①L ②24L

L k

- 【解析】 【详解】 (1)12v gL =

小球做匀速圆周运动1qE mg = 解得:1mg

E q

=

,方向竖直向上 由几何关系r L =,又2

11v qv B m r

=

解得:2m g

B q L

=

,方向垂直纸面向外

(2)在CEFG 区域,小球做类平抛运动, 水平方向:1L v t =,解得2L t g

= 竖直方向:2

12

L at =

,解得4a g = 又2qE mg ma +=, 解得23mg

E q

=

(3)水平方向:3qE ma =,解得a kg = 竖直方向小球做自由落体运动. 当水平方向减速至零时,用时12gL v t a == 由2

12ax v =,解得L

x k

=

①当k =1时,x =L ,小球水平方向恰好到达FG 边,此时竖直位移2

12

y gt ==L ,小球恰好从F 点飞出,此时距G 点L .

②当k =2,3,4……时,x

k

≤L ,小球从CG 边飞出,此时距G 点2

4L

L k -

8.如图所示,在平面直角坐标系xOy 平面内,直角三角形abc 的直角边ab 长为6d ,与y 轴重合,∠bac=30°,中位线OM 与x 轴重合,三角形内有垂直纸面向里的匀强磁场.在笫一象限内,有方向沿y 轴正向的匀强电场,场强大小E 与匀强磁场磁感应强度B 的大小间满足E=v 0B .在x=3d 的N 点处,垂直于x 轴放置一平面荧光屏.电子束以相同的初速度v 0从y 轴上-3d≤y≤0的范围内垂直于y 轴向左射入磁场,其中从y 轴上y=-2d 处射入的电子,经磁场偏转后,恰好经过O 点.电子质量为m,电量为e,电子间的相互作用及重力不计.求 (1)匀强磁杨的磁感应强度B

(2)电子束从y 轴正半轴上射入电场时的纵坐标y 的范围; (3)荧光屏上发光点距N 点的最远距离L

【答案】(1)0mv ed ; (2)02y d ≤≤;(3)9

4

d ; 【解析】

(1)设电子在磁场中做圆周运动的半径为r ; 由几何关系可得r =d

电子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:2

0v ev B m r

=

解得:0

mv B ed

=

(2)当电子在磁场中运动的圆轨迹与ac 边相切时,电子从+ y 轴射入电场的位置距O 点最远,如图甲所示.

设此时的圆心位置为O ',有:sin 30r

O a '=

?

3OO d O a ='-' 解得OO d '=

即从O 点进入磁场的电子射出磁场时的位置距O 点最远 所以22m y r d ==

电子束从y 轴正半轴上射入电场时的纵坐标y 的范围为02y d ≤≤

设电子从02y d ≤≤范围内某一位置射入电场时的纵坐标为y ,从ON 间射出电场时的位置横坐标为x ,速度方向与x 轴间夹角为θ,在电场中运动的时间为t ,电子打到荧光屏上产生的发光点距N 点的距离为L ,如图乙所示:

根据运动学公式有:0x v t =

212eE y t m =? y eE v t m

=

tan y v v θ=

tan 3L

d x

θ=

- 解得:(32)2L d y y =即9

8

y d =

时,L 有最大值

解得:

9

4 L d =

当322

d y y

-=

【点睛】本题属于带电粒子在组合场中的运动,粒子在磁场中做匀速圆周运动,要求能正确的画出运动轨迹,并根据几何关系确定某些物理量之间的关系;粒子在电场中的偏转经常用化曲为直的方法,求极值的问题一定要先找出临界的轨迹,注重数学方法在物理中的应用.

9.如图所示,空间存在方向垂直于xOy平面向里的匀强磁场,在0d的区域Ⅱ内的磁感应强度大小为2B.一个质量为m、电荷量为-q

的粒子以速度

qBd

m

从O点沿y轴正方向射入区域Ⅰ.不计粒子重力.

(1) 求粒子在区域Ⅰ中运动的轨道半径:

(2) 若粒子射入区域Ⅰ时的速度为

2qBd

v

m

=,求粒子打在x轴上的位置坐标,并求出此过程中带电粒子运动的时间;

(3) 若此粒子射入区域Ⅰ的速度

qBd

v

m

>,求该粒子打在x轴上位置坐标的最小值.

【答案】(1)R d

=(2)()

43

OP d

=-

2

3

m

t

qB

π

=(3)

min

3

x d

=

【解析】

【分析】

【详解】

(1)带电粒子在磁场中运动,洛仑磁力提供向心力:

2

1

v

qv B m

r

=

qBd

v

m

=,代入上式,解得:R d

=

(2) 当粒子射入区域Ⅰ时的速度为0

2

v v

=时,如图所示

在OA 段圆周运动的圆心在O 1,半径为12R d = 在AB 段圆周运动的圆心在O 2,半径为R d = 在BP 段圆周运动的圆心在O 3,半径为12R d =

可以证明ABPO 3为矩形,则图中30θ=o ,由几何知识可得:

13

2cos303OO d d ==o

所以:323OO d d =-

所以粒子打在x 轴上的位置坐标()

133243OP O O OO d =+=-

粒子在OA 段运动的时间为:13023606m m

t qB qB ππ==o o g 粒子在AB 段运动的时间为2120236023m m t q B qB

ππ==o o

g g 粒子在BP 段运动的时间为313023606m m

t t qB qB

ππ===o o

g 在此过程中粒子的运动时间:12223m

t t t qB

π=+=

(3)设粒子在区域Ⅰ中轨道半径为R ,轨迹由图

可得粒子打在x 轴上位置坐标:(

)22

222x R R d R d =--+

-

化简得:222340R Rx x d -++=

把上式配方:2

22213033R x x d ??--+= ??? 化简为:2

22213033R x x d ??-=-≥ ??

? 则当2

3

R x =

时,位置坐标x 取最小值:min 3x d =

10.如图所示,在不考虑万有引力的空间里,有两条相互垂直的分界线MN 、PQ ,其交点为O .MN 一侧有电场强度为E 的匀强电场(垂直于MN ),另一侧有匀强磁场(垂直纸面

向里).宇航员(视为质点)固定在PQ线上距O点为h的A点处,身边有多个质量均为m、电量不等的带负电小球.他先后以相同速度v0、沿平行于MN方向抛出各小球.其中第1个小球恰能通过MN上的C点第一次进入磁场,通过O点第一次离开磁场,

OC=2h.求:

(1)第1个小球的带电量大小;

(2)磁场的磁感强度的大小B;

(3)磁场的磁感强度是否有某值,使后面抛出的每个小球从不同位置进入磁场后都能回到宇航员的手中?如有,则磁感强度应调为多大.

【答案】(1)

2

0 12

mv q

Eh

=;(2)

2E

B

v

=;(3)存在,

E

B

v

'=【解析】

【详解】

(1)设第1球的电量为1q,研究A到C的运动:

2

1

1

2

q E

h t

m

=

2h v t

=

解得:

2

12

mv

q

Eh

=;

(2)研究第1球从A到C的运动:

1

2

y

q E

v h

m

=

解得:0

y

v v

=

tan 1

y v v θ=

=,45

o θ=,02v v =;

研究第1球从C 作圆周运动到达O 的运动,设磁感应强度为B

由21v q vB m R =得

1

mv

R q B = 由几何关系得:22sin R h θ= 解得:0

2E B v =

; (3)后面抛出的小球电量为q ,磁感应强度B '

①小球作平抛运动过程

002hm

x v t v qE

== 2

y qE v h m

= ②小球穿过磁场一次能够自行回到A ,满足要求:sin R x θ=,变形得:sin mv

x qB θ'

= 解得:0

E B v '=

11.如图所示,地面某处有一粒子发射器K (发射器尺寸忽略不计),可以竖直向上发射速度为v 的电子;发射器右侧距离为d 处有一倾角为60°的斜坡,坡面长度为d 并铺有荧光板(电子打到荧光板上时可使荧光板发光),坡面顶端处安装有粒子接收器P (接收器尺寸忽略不计),且KQPM 在同一竖直平面内。设电子质量为m ,带电量为e ,重力不计。求:

(1)为使电子从发射器K 出来后可运动至接收器P ,可在电子运动的范围内加上水平方向的电场,求该电场强度E 。

(2)若在电子运动的范围内加上垂直纸面向里的匀强磁场,且已知磁感应强度大小为B ;同时调节粒子的发射速度,使其满足v 0≤v≤2v 0.试讨论v 0取不同值时,斜面上荧光板发光长度L 的大小。

【答案】(1)为使电子从发射器K 出来后可运动至接收器P ,可在电子运动的范围内加上

水平方向的电场,该电场强度E 为2

4mv ed

(2)当04eBd v m <

或0eBd v

m ≥时,L 为0;当042eBd eBd

v m m

≤<时,L 为

2

200022312mv mv d mv d d eB eB eB ??-+-++ ???;当02eBd eBd v m m

≤<时,L 为2

2000336mv mv d mv d d eB eB eB ??---++ ???;当r max ≥2d (或r min ≥d )时,0eBd v m

≥ ,则L =0

【解析】 【详解】

(1)电场方向水平向左,设运动时间为t ,则水平方向有:2

1cos602eE d d t m

+=o

竖直方向有:d sin60°=vt

联立可得:2

4mv E ed

=

(2)根据2

v evB m r

=,有0max 2mv r eB = ,0min mv r eB =,即:r max =2r min ,分类讨论如下:

第一,当max 12r d <(或min 14r d <)时,04eBd

v m

< ,则L =0 第二,当

max 12d r d ≤<(或min 1142d r d ≤<)时,042eBd eBd v m m

≤<

如图所示有:222max max max ()2()cos120r d r L d r L =-+--o

解得:

2

2

000223122

mv mv d mv d d eB eB eB L ??-+-++ ???=

第三,当d ≤r max <2d (或

min 12d r d ≤<)时,02eBd eBd v m m

≤<

由上图所示可知,222min min min ()()2()()cos120r d r d L d r d L =-+----o

解得:2

20003362

mv mv d mv d d eB eB eB L ??---++ ?

??=

第四,当r max ≥2d (或r min ≥d )时,0eBd

v m

,则L =0.

12.如图所示的xOy 坐标系中,Y 轴右侧空间存在范围足够大的匀强磁场,磁感应强度大小为B ,方向垂直于xOy 平面向外.Q 1、Q 2两点的坐标分别为(0,L)、(0,-L),坐标为(-

3

3

L ,0)处的C 点固定一平行于y 轴放置的绝缘弹性挡板,C 为挡板中点.带电粒子与弹性绝缘挡板碰撞前后,沿y 轴方向分速度不变,沿x 轴方向分速度反向,大小不变.现有质量为m ,电量为+q 的粒子,在P 点沿PQ 1方向进入磁场,α=30°,不计粒子重力.

(1)若粒子从点Q 1直接通过点Q 2,求:粒子初速度大小.

(2)若粒子从点Q 1直接通过坐标原点O ,求粒子第一次经过x 轴的交点坐标. (3)若粒子与挡板碰撞两次并能回到P 点,求粒子初速度大小及挡板的最小长度. 【答案】(1)23qBL (2)(3

0L ,)(3)

49L 【解析】

(3)粒子初速度大小为

,挡板的最小长度为

试题分析:(1)由题意画出粒子运动轨迹如图甲所示,粒子在磁场中做圆周运动的半径大小为R1,由几何关系得R1cos30°=L (1)

粒子磁场中做匀速圆周运动,有: (2)

解得: (3)

(2)由题意画出粒子运动轨迹如图乙所示,设其与x轴交点为M,横坐标为x M,由几何关系知:2R2cos30°=L (4)

x M=2R2sin30° (5)

则M点坐标为() (6)

(3)由题意画出粒子运动轨迹如图丙所示,

粒子在磁场中做圆周运动的半径大小为R3,

偏转一次后在y负方向偏移量为△y1,由几何关系得:△y1=2R3cos30° (7)

为保证粒子最终能回到P,粒子每次射出磁场时速度方向与PQ2连线平行,与挡板碰撞后,速度方向应与PQ1连线平行,每碰撞一次,粒子出进磁场在y轴上距离△y2(如图中A、E间距)可由题给条件得:

(8)

当粒子只碰二次,其几何条件是:3△y1﹣2△y2=2L (9)

解得: (10)

粒子磁场中做匀速圆周运动,有: (11)

解得: (12)

挡板的最小长度为: (13)

解得: (14)

高中物理力学综合试题及答案

物理竞赛辅导测试卷(力学综合1) 一、(10分)如图所时,A 、B 两小球用轻杆连接,A 球只能沿竖直固定杆运动,开始时,A 、B 均静止,B 球在水平面上靠着固定杆,由于微小扰动,B 开始沿水平面向右运动,不计一切摩擦,设A 在下滑过程中机械能最小时的加速度为a ,则a= 。 二、(10分) 如图所示,杆OA 长为R ,可绕过O 点的水平轴在竖直平面内转动,其端点A 系着一跨过定滑轮B 、C 的不可 伸长的轻绳,绳的另一端系一物块M ,滑轮的半径可忽略,B 在 O 的正上方,OB 之间的距离为H ,某一时刻,当绳的BA 段与 OB 之间的夹角为α时,杆的角速度为ω,求此时物块M 的速度v M 三、(10分)在密度为ρ0的无限大的液体中,有两个半径为 R 、密度为ρ的球,相距为d ,且ρ>ρ0,求两球受到的万有引力。 四、(15分)长度为l 的不可伸长的轻线两端各系一个小物体,它们沿光滑水平面运动。在某一时刻质量为m 1的物体停下来,而质量为m 2的物体具有垂直连线方向的速度v ,求此时线的张力。 五、(15分)二波源B 、C 具有相同的振动方向和振幅, 振幅为0.01m ,初位相相差π,相向发出两线性简谐波,二波频率均为100Hz ,波速为430m/s ,已知B 为坐标原点,C 点坐标为x C =30m ,求:①二波源的振动表达式;②二波的 表达式;③在B 、C 直线上,因二波叠加而静止的各点位置。 六、(15分) 图是放置在水平面上的两根完全相同的轻 质弹簧和质量为m 的物体组成的振子,没跟弹簧的劲度系数均为k ,弹簧的一端固定在墙上,另一端与物体相连,物体与水平面间的静摩擦因数和动摩擦因数均为μ。当弹簧恰为原长时,物体位于O 点,现将物体向右拉离O 点至x 0处(不超过弹性限度),然后将物体由静止释放,设弹簧被压缩及拉长时其整体不弯曲,一直保持在一条直线上,现规定物体从最右端运动至最左端(或从最左端运动至最右端)为一个振动过程。求: (1)从释放到物体停止运动,物体共进行了多少个振动过程;(2)从释放到物体停止运动,物体共用了多少时间?(3)物体最后停在什么位置?(4)整个过程中物体克服摩擦力做了多少功? 七、(15分)一只狼沿半径为R 圆形到边缘按逆时针方向匀速 跑动,如图所示,当狼经过A 点时,一只猎犬以相同的速度从圆心 出发追击狼,设追击过程中,狼、犬和O 点在任一时刻均在同一直线上,问猎犬沿什么轨迹运动?在何处追击上? M O C y x v v B 0 v 0

高考物理易错题解题方法大全 (3)

高考物理易错题解题方法大全(6) 碰撞与动量守恒 例76:在光滑水平面上停放着两木块A和B,A的质量大,现同时施加大小相等的恒力F 使它们相向运动,然后又同时撤去外力F,结果A和B迎面相碰后合在一起,问A和B合在一起后的运动情况将是() A.停止运动 B.因A的质量大而向右运动 C.因B的速度大而向左运动 D.运动方向不能确定 【错解分析】错解:因为A的质量大,所以它的惯性大,所以它不容停下来,因此应该选B;或者因为B的速度大,所以它肯定比A后停下来,所以应该选C。 产生上述错误的原因是没有能够全面分析题目条件,只是从一个单一的角度去思考问题,失之偏颇。 【解题指导】碰撞问题应该从动量的角度去思考,而不能仅看质量或者速度,因为在相互作用过程中,这两个因素是一起起作用的。 【答案】本题的正确选项为A。 由动量定理知,A和B两物体在碰撞之前的动量等大反向,碰撞过程中动量守恒,因此碰撞之后合在一起的总动量为零,故选A。 练习76:A、B两球在光滑水平面上相向运动,两球相碰后有一球停止运动,则下述说法中正确的是() A.若碰后,A球速度为0,则碰前A的动量一定大于B的动量 B.若碰后,A球速度为0,则碰前A的动量一定小于B的动量 C.若碰后,B球速度为0,则碰前A的动量一定大于B的动量 D.若碰后,B球速度为0,则碰前A的动量一定小于B的动量 例77:质量为M的小车在水平地面上以速度v0匀速向右运动。当车中的砂子从底部的漏斗中不断流下时,车子的速度将() A. 减小 B. 不变 C. 增大 D. 无法确定 【错解分析】错解:因为随着砂子的不断流下,车子的总质量减小,根据动量守恒定律总动量不变,所以车速增大,故选C。 产生上述错误的原因,是在利用动量守恒定律处理问题时,研究对象的选取出了问题。因为,此时,应保持初、末状态研究对象的是同一系统,质量不变。 【解题指导】利用动量守恒定律解决问题的时候,在所研究的过程中,研究对象的系统一定不能发生变化,抓住研究对象,分析组成该系统的各个部分的动量变化情况,达到解决问题的目的。 【答案】本题的正确选项为B。

高三物理电磁场测试题

高三物理电磁场测试题 一、本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分. 1.如图1所示,两根相互平行放置的长直导线a 和b 通有大小相等、方向相反的电流,a 受到磁场力的大小为F 1,当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后,a 受到的磁场力大小变为F 2.则此时b 受到的磁场力大小为( ) A .F 2 B .F 1-F 2 C .F 1+F 2 D .2F 1-F 2 2.如图2所示,某空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,已知一离子在电场力和磁场力作用下, 从静止开始沿曲线acb 运动,到达b 点时速度为 零,c 为运动的最低点.则 ( ) A .离子必带负电 B .a 、b 两点位于同一高度 C .离子在c 点速度最大 D .离子到达b 点后将沿原曲线返回 3.如图3所示,带负电的橡胶环绕轴OO ′以角速 a I I 图 图3 图2

度ω匀速旋转,在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是() A.N极竖直向下 B.N极竖直向上 C.N极沿轴线向左 D.N极沿轴线向右 4.每时每刻都有大量带电的宇宙射线向地球 射来,幸好地球磁场可以有效地改变这些 宇宙射线中大多数射线粒子的运动方向, 使它们不能到达地面,这对地球上的生命 有十分重要的意义。假设有一个带正电的 宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来(如图4,地球由西向东转,虚线表示地球自转轴,上方为地理北极),在地球磁场的作用下,它将向什么方向偏转?()A.向东B.向南C.向西D.向北 5.如图5所示,甲是一个带正电的小物块,乙是一个不带电的绝缘物块,甲、乙叠放在一起静置于粗糙的水平 地板上,地板上方空间有水平方向的匀强磁 场。现用水平恒力拉乙物块,使甲、乙无相 对滑动地一起水平向左加速运动, 在加速运动阶段()图5 图4

2015高考物理一轮复习—专题系列卷:力学综合

解答题专练卷(一)力学综合 1.如图1所示,蹦床运动员正在训练大厅内训练,大厅内蹦床的床面到天花板的距离是7.6 m,在蹦床运动的训练室内的墙壁上挂着一面宽度为1.6 m的旗帜。身高1.6 m的运动员头部最高能够上升到距离天花板1 m的位置。在自由下落过程中,运动员从脚尖到头顶通过整面旗帜的时间是0.4 s,重力加速度为10 m/s2,设运动员上升和下落过程中身体都是挺直的,求: 图1 (1)运动员的竖直起跳的速度; (2)运动员下落时身体通过整幅旗帜过程中的平均速度; (3)旗帜的上边缘距离天花板的距离。 2.(2014·江西重点中学联考)如图2(a)所示,小球甲固定于足够长光滑水平面的左端,质量m=0.4 kg的小球乙可在光滑水平面上滑动,甲、乙两球之间因受到相互作用而具有一定的势能,相互作用力沿二者连线且随间距的变化而变化。现已测出势能随位置x的变化规律如图(b)所示中的实线所示。已知曲线最低点的横坐标x0=20 cm,虚线①为势能变化曲线的渐近线,虚线②为经过曲线上x=11 cm点的切线,斜率绝对值k=0.03 J/cm。 图2 试求:(1)将小球乙从x1=8 cm处由静止释放,小球乙所能达到的最大速度为多大? (2)小球乙在光滑水平面上何处由静止释放,小球乙不可能第二次经过x0=20 cm的位

置?并写出必要的推断说明。 (3)小球乙经过x=11 cm时加速度大小和方向。 3.如图3所示,物块A的质量为M,物块B、C的质量都是m,都可看作质点,且m

高考物理磁场知识点

2019高考物理磁场知识点 2019高考物理磁场知识点 1.磁场 (1)磁场:磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围的一种物质。永磁体和电流都能在空间产生磁场。变化的电场也能产生磁场。 (2)磁场的基本特点:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用。 (3)磁现象的电本质:一切磁现象都可归结为运动电荷(或电流) 之间通过磁场而发生的相互作用。 (4)安培分子电流假说------在原子、分子等物质微粒内部,存在着一种环形电流即分子电流,分子电流使每个物质微粒成为微小的磁体。 (5)磁场的方向:规定在磁场中任一点小磁针N极受力的方向(或者小磁针静止时N极的指向)就是那一点的磁场方向。 2.磁感线 (1)在磁场中人为地画出一系列曲线,曲线的切线方向表示该位置的磁场方向,曲线的疏密能定性地表示磁场的弱强,这一系列曲线称为磁感线。 (2)磁铁外部的磁感线,都从磁铁N极出来,进入S极,在内部,由S极到N极,磁感线是闭合曲线;磁感线不相交。 (3)几种典型磁场的磁感线的分布: ①直线电流的磁场:同心圆、非匀强、距导线越远处磁场越弱。

②通电螺线管的磁场:两端分别是N极和S极,管内可看作匀强磁场,管外是非匀强磁场。 ③环形电流的磁场:两侧是N极和S极,离圆环中心越远,磁场越弱。 ④匀强磁场:磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同。匀强磁场中的磁感线是分布均匀、方向相同的平行直线。 3.磁感应强度 (1)定义:磁感应强度是表示磁场强弱的物理量,在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,受到的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值,叫做通电导线所在处的磁感应强度,定义式B=F/IL。单位T,1T=1N/(A·m)。 (2)磁感应强度是矢量,磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向,即通过该点的磁感线的切线方向。 (3)磁场中某位置的磁感应强度的大小及方向是客观存在的,与放入的电流强度I的大小、导线的长短L的大小无关,与电流受到的力也无关,即使不放入载流导体,它的磁感应强度也照样存在,因此不能说B与F成正比,或B与IL成反比。 (4)磁感应强度B是矢量,遵守矢量分解合成的平行四边形定则,注意磁感应强度的方向就是该处的磁场方向,并不是在该处的电流的受力方向。 4.地磁场:地球的磁场与条形磁体的磁场相似,其主要特点有三个:

高考物理易错题专题三物理动能与动能定理(含解析)及解析

高考物理易错题专题三物理动能与动能定理(含解析)及解析 一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理 1.如图所示,在娱乐节目中,一质量为m=60 kg的选手以v0=7 m/s的水平速度抓住竖直绳下端的抓手开始摆动,当绳摆到与竖直方向夹角θ=37°时,选手放开抓手,松手后的上升过程中选手水平速度保持不变,运动到水平传送带左端A时速度刚好水平,并在传送带上滑行,传送带以v=2 m/s匀速向右运动.已知绳子的悬挂点到抓手的距离为L=6 m,传送带两端点A、B间的距离s=7 m,选手与传送带间的动摩擦因数为μ=0.2,若把选手看成质点,且不考虑空气阻力和绳的质量.(g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求: (1)选手放开抓手时的速度大小; (2)选手在传送带上从A运动到B的时间; (3)选手在传送带上克服摩擦力做的功. 【答案】(1)5 m/s (2)3 s (3)360 J 【解析】 试题分析:(1)设选手放开抓手时的速度为v1,则-mg(L-Lcosθ)=mv12-mv02, v1=5m/s (2)设选手放开抓手时的水平速度为v2,v2=v1cosθ① 选手在传送带上减速过程中 a=-μg② v=v2+at1③④ 匀速运动的时间t2,s-x1=vt2⑤ 选手在传送带上的运动时间t=t1+t2⑥ 联立①②③④⑤⑥得:t=3s (3)由动能定理得W f=mv2-mv22,解得:W f=-360J 故克服摩擦力做功为360J. 考点:动能定理的应用 2.如图所示,小滑块(视为质点)的质量m= 1kg;固定在地面上的斜面AB的倾角 =37°、长s=1m,点A和斜面最低点B之间铺了一层均质特殊材料,其与滑块间的动摩擦因数μ可在0≤μ≤1.5之间调节。点B与水平光滑地面平滑相连,地面上有一根自然状态下的轻弹簧一端固定在O点另一端恰好在B点。认为滑块通过点B前、后速度大小不变;最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取g=10m/s2,sin37° =0.6,cos37° =0.8,不计空气阻力。(1)若设置μ=0,将滑块从A点由静止释放,求滑块从点A运动到点B所用的时间。(2)若滑块在A点以v0=lm/s的初速度沿斜面下滑,最终停止于B点,求μ的取值范围。

全国高中物理磁场大题(超全)

高中物理磁场大题 一.解答题(共30小题) 1.如图甲所示,建立Oxy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,第一四象限有磁场,方向垂直于Oxy平面向里.位于极板左侧的粒子源沿x轴间右连续发射质量为m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子在0~3t0时间内两板间加上如图乙所示的电压(不考虑极边缘的影响).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板间的情况) (1)求电压U0的大小. (2)求t0时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径. (3)何时射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.2.如图所示,在xOy平面内,0<x<2L的区域内有一方向竖直向上的匀强电场,2L<x<3L的区域内有一方向竖直向下的匀强电场,两电场强度大小相等.x>3L 的区域内有一方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场.某时刻,一带正电的粒子从坐标原点以沿x轴正方向的初速度v0进入电场;之后的另一时刻,一带负电粒子以同样的初速度从坐标原点进入电场.正、负粒子从电场进入磁场时速度方向与电场和磁场边界的夹角分别为60°和30°,两粒子在磁场中分别运动半周后在某点相遇.已经两粒子的重力以及两粒子之间的相互作用都可忽略不计,两粒子带电量大小相等.求: (1)正、负粒子的质量之比m1:m2; (2)两粒子相遇的位置P点的坐标;

(3)两粒子先后进入电场的时间差. 3.如图所示,相距为R的两块平行金属板M、N正对着放置,s1、s2分别为M、N板上的小孔,s1、s2、O三点共线,它们的连线垂直M、N,且s2O=R.以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场.D为收集板,板上各点到O点的距离以及板两端点的距离都为2R,板两端点的连线垂直M、N板.质量为m、带电量为+q的粒子,经s1进入M、N间的电场后,通过s2进入磁场.粒子在s1处的速度和粒子所受的重力均不计. (1)当M、N间的电压为U时,求粒子进入磁场时速度的大小υ; (2)若粒子恰好打在收集板D的中点上,求M、N间的电压值U0; (3)当M、N间的电压不同时,粒子从s1到打在D上经历的时间t会不同,求t的最小值. 4.如图所示,直角坐标系xoy位于竖直平面内,在?m≤x≤0的区域内有磁感应强度大小B=4.0×10﹣4T、方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场,其左边界与x轴交于P点;在x>0的区域内有电场强度大小E=4N/C、方向沿y轴正方向的条形匀强电场,其宽度d=2m.一质量m=6.4×10﹣27kg、电荷量q=﹣3.2×10?19C 的带电粒子从P点以速度v=4×104m/s,沿与x轴正方向成α=60°角射入磁场,经电场偏转最终通过x轴上的Q点(图中未标出),不计粒子重力.求:

高中物理经典力学练习题

F 高中物理经典力学练习题 1.一架梯子靠在光滑的竖直墙壁上,下端放在水平的粗糙地面上,有关梯子的受力情况,下 列描述正确的是 ( ) A .受两个竖直的力,一个水平的力 B .受一个竖直的力,两个水平的力 C .受两个竖直的力,两个水平的力 D .受三个竖直的力,三个水平的力 2.如图所示, 用绳索将重球挂在墙上,不考虑墙的摩擦。如果把绳的长度 增加一些,则球对绳的拉力F 1和球对墙的压力F 2的变化情况是( ) A .F 1增大,F 2减小 B .F 1减小,F 2增大 C .F 1和F 2都减小 D .F 1和F 2都增大 3.如图所示,物体A 和B 一起沿斜面匀速下滑,则物体A 受到的力是( ) A .重力, B 对A 的支持力 B .重力,B 对A 的支持力、下滑力 C .重力,B 对A 的支持力、摩擦力 D .重力,B 对A 的支持力、摩擦力、下滑力 4.如图所示,在水平力F 的作用下,重为G 的物体保持沿竖直墙壁匀速下滑, 物体与墙之间的动摩擦因数为μ,物体所受摩擦力大小为:( ) A .μF B .μ(F+G) C .μ(F -G) D .G 5.如图,质量为m 的物体放在水平地面上,受到斜向上的拉力F 的作用而没动, 则 ( ) A 、物体对地面的压力等于mg B 、地面对物体的支持力等于F sin θ C 、物体对地面的压力小于mg D 、物体所受摩擦力与拉力F 的合力方向竖直向上 6.如图所示,在倾角为θ的斜面上,放一质量为m 的光滑小球,小球被竖直挡板挡住,则球对挡板的压力为( ) A.mgco s θ B. mgtan θ C. mg/cos θ D. mg 7.如图所示,质量为50kg 的某同学站在升降机中的磅秤上,某一时刻该同学发现磅秤的示数为40kg ,则在该时刻升降机可能是以下列哪种方式运动?( ) A.匀速上升 B.加速上升 C.减速上升 D.减 速下降 8. 如图所示,用绳跨过定滑轮牵引小船,设水的阻力不变,则在小船匀速 靠岸的过程中( ) A. 绳子的拉力不断增大 B. 绳子的拉力不变 C. 船所受浮力增大 D. 船所受浮力变小 9.如图所示,两木块的质量分别为m 1和m 2,两轻质弹簧的劲度系数分别为k 1 和k 2,上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接) ,整个系统处于平衡状态.现缓

高考物理:专题9-磁场(附答案)

专题9 磁场 1.(15江苏卷)如图所示,用天平测量匀强磁场的磁感应强度,下列各选项所示的载流线圈匝数相同,边长NM 相等,将它们分别挂在天平的右臂下方,线圈中通有大小相同的电流,天平处于平衡状态,若磁场发生微小变化,天平最容易失去平衡的是 答案:A 解析:因为在磁场中受安培力的导体的有效长度(A)最大,所以选A. 2.(15海南卷)如图,a 是竖直平面P 上的一点,P 前有一条形磁铁垂直于P ,且S 极朝向a 点,P 后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下,在水平面内向右弯曲经过a 点.在电子经过a 点的瞬间.条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向() A .向上 B.向下 C.向左 D.向右 答案:A 解析:条形磁铁的磁感线方向在a 点为垂直P 向外,粒子在条形磁铁的磁场中向右运动,所以根据左手定则可得电子受到的洛伦兹力方向向上,A 正确. 3.(15重庆卷)题1图中曲线a 、b 、c 、d 为气泡室中某放射物质发生衰变放出的部分粒子的经迹,气泡室中磁感应强度方向垂直纸面向里.以下判断可能正确的是 A.a 、b 为粒子的经迹 B. a 、b 为粒子的经迹 C. c 、d 为粒子的经迹 D. c 、d 为粒子的经迹 答案:D 解析:射线是不带电的光子流,在磁场中不偏转,故选项B 错误.粒子为氦核带正电,由左手定则知受到向上的洛伦兹力向上偏转,故选项A 、C 错误;粒子是带负电的电子流,应向下偏转,选项D 正确. 4.(15重庆卷)音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机.题7图是某音圈电机的原理示意图,它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成,线圈边长为,匝数为,磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下,大小为,区域外的磁场忽略不计.线圈左边始终在磁场外,右边始终在磁场内,前后两边在磁场内的长度始终相等.某时刻线圈中电流从P 流向Q,大小为. βγαβγαβL n B I

高考物理易错题专题复习-临界状态的假设解决物理试题练习题含答案

高考物理易错题专题复习-临界状态的假设解决物理试题练习题含答案 一、临界状态的假设解决物理试题 1.如图所示,用长为L =0.8m 的轻质细绳将一质量为1kg 的小球悬挂在距离水平面高为H =2.05m 的O 点,将细绳拉直至水平状态无初速度释放小球,小球摆动至细绳处于竖直位置时细绳恰好断裂,小球落在距离O 点水平距离为2m 的水平面上的B 点,不计空气阻力,取g =10m/s 2求: (1)绳子断裂后小球落到地面所用的时间; (2)小球落地的速度的大小; (3)绳子能承受的最大拉力。 【答案】(1)0.5s(2)6.4m/s(3)30N 【解析】 【分析】 【详解】 (1)细绳断裂后,小球做平抛运动,竖直方向自由落体运动,则竖直方向有2 12 AB h gt =,解得 2(2.050.8) s 0.5s 10 t ?-= = (2)水平方向匀速运动,则有 02m/s 4m/s 0.5x v t = == 竖直方向的速度为 5m/s y v gt == 则 22 22045m/s=41m/s 6.4m/s y v v v =+=+≈ (3)在A 点根据向心力公式得 2 v T mg m L -= 代入数据解得 2 4(1101)N=30N 0.8 T =?+?

2.火车以速率v 1向前行驶,司机突然发现在前方同一轨道上距车为s 处有另一辆火车,它正沿相同的方向以较小的速率v 2做匀速运动,于是司机立即使车做匀减速运动,该加速度大小为a ,则要使两车不相撞,加速度a 应满足的关系为 A . B . C . D . 【答案】D 【解析】 试题分析:两车速度相等时所经历的时间:12 v v t a -= ,此时后面火车的位移为:22 12 12v v x a -= 前面火车的位移为:2 12222v v v x v t a -==,由12x x s =+解得:2 12()2v v a s -=,所以加速 度大小满足的条件是:2 12()2v v a s -≥,故选项D 正确. 考点:匀变速直线运动的位移与时间的关系、匀变速直线运动的速度与时间的关系 【名师点睛】速度大者减速追速度小者,速度相等前,两者距离逐渐减小,若不能追上,速度相等后,两者距离越来越大,可知只能在速度相等前或相等时追上.临界情况为速度相等时恰好相碰. 3.如图所示,一根长为L 的轻杆一端固定在光滑水平轴O 上,另一端固定一质量为m 的小球,小球在最低点时给它一初速度,使它在竖直平面内做圆周运动,且刚好能到达最高点P ,重力加速度为g 。关于此过程以下说法正确的是( ) A gL B .小球在最高点时对杆的作用力为零 C .若减小小球的初速度,则小球仍然能够到达最高点P D .若增大小球的初速度,则在最高点时杆对小球的作用力方向可能向上 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】

高三物理磁场大题

1.如图所示,圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子以速度v 从A 点沿直径AOB 方向射入磁场,经过Δt 时间从C 点射出磁场,OC 与OB 成600 角。现将带电粒子的速度变为v/3,仍从A 点沿原方向射入磁场,不计重力,则粒子在磁场中的运动时间变为 A . 12 t ? B .2t ? C .13 t ? D .3t ? 2.半径为a 右端开小口的导体圆环和长为2a 的导体直杆,单位长度电阻均为R 0。圆环水平固定放置,整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B 。杆在圆环上以速度v 平行于直径CD 向右做匀速直线运动,杆始终有两点与圆环良好接触,从圆环中心O 开始,杆的位置由θ确定,如图所示。则 A .θ=0时,杆产生的电动势为2Bav B .3π θ=3Bav C .θ=0时,杆受的安培力大小为20 3(2)R B av π+ D .3π θ=时,杆受的安培力大小为203(53)R B av π+

3.如图,质量分别为m A 和m B 的两小球带有同种电荷,电荷最分别为q A 和q B ,用绝缘细线悬挂在天花板上。平衡时,两小球恰处于同一水平位置,细线与竖直方向间夹角分别为θ1与θ2(θ1>θ2)。两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动,最大速度分别v A 和v B ,最大动能分别为E kA 和E kB 。则 ( ) (A )m A 一定小于m B (B )q A 一定大于q B (C )v A 一定大于v B (D )E kA 一定大于E kB 4.如图,理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1,两个标有“12V ,6W ”的小灯泡并联在副线圈的两端。当两灯泡都正常工作时,原线圈中电压表和电流表(可视为理想的)的示数分别是 A .120V ,0.10A B .240V ,0.025A C .120V ,0.05A D .240V ,0.05A 5.如图,均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框,半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里,磁感应强度大小为B 0.使该线框从静止开始绕过圆心O 、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周,在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置,磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流,磁感应强度随时间的变化率t B ??的大小应为 A.πω0 4B B.πω0 2B C.πω0B D.π ω20B

(word完整版)高三物理力学综合测试题

实验高中高三物理力学综合测试题 (时间:90分钟) 一、选择题(共10小题,每小题4分,共计40分。7、8、9、10题为多选。) 1.一辆汽车以10m/s的速度沿平直公路匀速运动,司机发现前方有障碍物立即减速,以0.2m/s2的加速度做匀减速运动,减速后一分钟内汽车的位移是() A.240m B。250m C。260m D。90m 2.某人在平静的湖面上竖直上抛一小铁球,小铁球上升到最高点后自由下落,穿过湖水并陷入湖底的淤泥中一段深度。不计空气阻力,取向上为正方向,在下面的图象中,最能反映小铁球运动过程的v-t图象是() A B C D 3. 我国“嫦娥一号”探月卫星经过无数人的协 作和努力,终于在2007年10月24日晚6点05 分发射升空。如图所示,“嫦娥一号”探月卫星 在由地球飞向月球时,沿曲线从M点向N点飞行 的过程中,速度逐渐减小。在此过程中探月卫星 所受合力的方向可能的是() 4.设物体运动的加速度为a、速度为v、位移为s。现有四个不同物体的运动图象如图所示,假设物体在t=0时的速度均为零,则其中表示物体做单向直线运动的图象是() 5.如图所示,A、B两小球分别连在弹簧两端,B端用细线固定在倾角为30°的光滑斜面上,若不计弹簧质量,在线被剪断瞬间,A、B两球的加速度分别为 A.都等于 2 g B. 2 g 和0 C. 2 g M M M B B A? + 和0 D.0和 2 g M M M B B A? + 6.如图1所示,带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在这条线上有A、B两点,用E A、E B表示A、B两处的场强,则() A.A、B两处的场强方向相同 B.因为A、B在一条电场上,且电场线是直线,所以E A=E B C.电场线从A指向B,所以E A>E B a t a t 2 4 6 -1 1 2 5 6 -1 1 C 3 4 1 S t v 2 4 6 -1 1 2 4 6 -1 1 A B v v v v

高考物理物理学史知识点易错题汇编附解析

高考物理物理学史知识点易错题汇编附解析 一、选择题 1.万有引力的发现实现了物理学史上第一次大统一:“地上物理学”和“天上物理学”的统一.它表明天体运动和地面上物体的运动遵从相同的规律.牛顿发现万有引力定律的过程中将行星的椭圆轨道简化为圆轨道,还应用到了其他的规律和结论.下面的规律和结论没有被用到的是( ) A.开普勒的研究成果 B.卡文迪许通过扭秤实验得出的引力常量 C.牛顿第二定律 D.牛顿第三定律 2.下列说法正确的是 A.伽利略的理想斜面实验说明了“力是维持物体运动的原因” B.采用比值定义法定义的物理量有:电场强度 F E q =,电容Q C U =,加速度 F a m = C.库仑通过实验得出了库仑定律,并用扭秤实验最早测量出了元电荷e的数值 D.放射性元素发生一次β衰变,新核原子序数比原来原子核序数增加1 3.2014年,我国在实验中发现量子反常霍尔效应,取得世界级成果。实验在物理学的研究中有着非常重要的作用,下列关于实验的说法中正确的是() A.在探究求合力的方法的实验中运用了控制变量法 B.密立根利用油滴实验发现电荷量都是某个最小值的整数倍 C.牛顿运用理想斜面实验归纳得出了牛顿第一定律 D.库仑做库仑扭秤实验时采用了归纳的方法 4.在物理学发展过程中, 很多科学家做出了巨大的贡献,下列说法中符合史实的是()A.伽利略通过观测、分析计算发现了行星的运动规律 B.卡文迪许用扭秤实验测出了万有引力常量 C.牛顿运用万有引力定律预测并发现了海王星和冥王星 D.开普勒利用他精湛的数学经过长期计算分析,最后终于发现了万有引力定律 5.电闪雷鸣是自然界常见的现象,古人认为那是“天神之火”,是天神对罪恶的惩罚,下面哪位科学家()冒着生命危险在美国费城进行了著名的风筝实验,把天电引了下来,才使人类摆脱了对雷电现象的迷信。 A.库仑 B.安培 C.富兰克林 D.伏打 6.下列说法正确的是() A.牛顿提出了万有引力定律,并通过实验测出了万有引力常量 B.经典力学只适用微观、高速、强引力场 C.库仑在前人研究的基础上,通过扭秤实验研究得出了库仑定律 D.哥白尼提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律 7.物理学中最早使用理想实验方法、发现万有引力定律、最早引入了电场概念并提出用电场线表示电场和发现电流磁效应分别由不同的物理学家完成,他们依次是()

高考物理 法拉第电磁感应定律 推断题综合题附详细答案

一、法拉第电磁感应定律 1.如图所示,在倾角30o θ=的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度大小相等、方向分别 垂直斜面向上和垂直斜面向下的匀强磁场,两磁场宽度均为L 。一质量为m 、边长为L 的正方形线框距磁场上边界L 处由静止沿斜面下滑,ab 边刚进入上侧磁场时,线框恰好做匀速直线运动。ab 边进入下侧磁场运动一段时间后也做匀速度直线运动。重力加速度为g 。求: (1)线框ab 边刚越过两磁场的分界线ff′时受到的安培力; (2)线框穿过上侧磁场的过程中产生的热量Q 和所用的时间t 。 【答案】(1)安培力大小2mg ,方向沿斜面向上(2)4732mgL Q = 7 2L t g = 【解析】 【详解】 (1)线框开始时沿斜面做匀加速运动,根据机械能守恒有 2 1sin 302 mgL mv ?= , 则线框进入磁场时的速度 2sin30v g L gL =?= 线框ab 边进入磁场时产生的电动势E =BLv 线框中电流 E I R = ab 边受到的安培力 22B L v F BIL R == 线框匀速进入磁场,则有 22sin 30B L v mg R ?= ab 边刚越过ff '时,cd 也同时越过了ee ',则线框上产生的电动势E '=2BLv

线框所受的安培力变为 22422B L v F BI L mg R ==''= 方向沿斜面向上 (2)设线框再次做匀速运动时速度为v ',则 224sin 30B L v mg R ?= ' 解得 4v v = '=根据能量守恒定律有 2211 sin 30222 mg L mv mv Q ?'?+=+ 解得4732 mgL Q = 线框ab 边在上侧磁扬中运动的过程所用的时间1L t v = 设线框ab 通过ff '后开始做匀速时到gg '的距离为0x ,由动量定理可知: 22sin 302mg t BLIt mv mv ?-='- 其中 ()022BL L x I t R -= 联立以上两式解得 ()02432L x v t v g -= - 线框ab 在下侧磁场匀速运动的过程中,有 00 34x x t v v ='= 所以线框穿过上侧磁场所用的总时间为 123t t t t =++= 2.如图()a ,平行长直导轨MN 、PQ 水平放置,两导轨间距0.5L m =,导轨左端MP 间接有一阻值为0.2R =Ω的定值电阻,导体棒ab 质量0.1m kg =,与导轨间的动摩擦因数 0.1μ=,导体棒垂直于导轨放在距离左端 1.0d m =处,导轨和导体棒电阻均忽略不计.整 个装置处在范围足够大的匀强磁场中,0t =时刻,磁场方向竖直向下,此后,磁感应强度B 随时间t 的变化如图()b 所示,不计感应电流磁场的影响.当3t s =时,突然使ab 棒获得

高中物理磁场知识点汇总

高中物理磁场知识点汇总 一、磁场 磁体是通过磁场对铁一类物质发生作用的,磁场和电场一样,是物质存在的另一种形式,是客观存在。小磁针的指南指北表明地球是一个大磁体。磁体周围空间存在磁场;电流周围空间也存在磁场。电流周围空间存在磁场,电流是大量运动电荷形成的,所以运动电荷周围空间也有磁场。静止电荷周围空间没有磁场。磁场存在于磁体、电流、运动电荷周围的空间。磁场是物质存在的一种形式。磁场对磁体、电流都有磁力作用。与用检验电荷检验电场存在一样,可以用小磁针来检验磁场的存在。如图所示为证明通电导线周围有磁场存在? ?奥斯特实验,以及磁场对电流有力的作用实验。 1.地磁场地球本身是一个磁体,附近存在的磁场叫地磁场,地磁的南极在地球北极附近,地磁的北极在地球的南极附近。 2.地磁体周围的磁场分布与条形磁铁周围的磁场分布情况相似。 3.指南针放在地球周围的指南针静止时能够指南北,就是受到了地磁场作用的结果。 4.磁偏角地球的地理两极与地磁两极并不重合,磁针并非准确地指南或指北,其间有一个交角,叫地磁偏角,简称磁偏角。说明:①地球上不同点的磁偏角的数值是不同的。 ②磁偏角随地球磁极缓慢移动而缓慢变化。③地磁轴和地球自转轴的夹角约为11°。 二、磁场的方向 在电场中,电场方向是人们规定的,同理,人们也规定了磁场的方向。规定:在磁场中的任意一点小磁针北极受力的方向就是那一点的磁场方向。确定磁场方向的方法是:将一不受外力的小磁针放入磁场中需测定的位置,当小磁针在该位置静止时,小磁针 N 极的指向即为该点的磁场方向。磁体磁场:可以利用同名磁极相斥,异名磁极相吸的方法来判定磁场方向。 电流磁场:利用安培定则(也叫右手螺旋定则)判定磁场方向。 三、磁感线

高考物理最新物理方法知识点易错题汇编及解析

高考物理最新物理方法知识点易错题汇编及解析 一、选择题 1.如图所示,两质量相等的物体A、B叠放在水平面上静止不动,A与B间及B与地面间的动摩擦因数相同.现用水平恒力F拉物体A,A与B恰好不发生相对滑动;若改用另一水平恒力拉物体B,要使A与B能发生相对滑动,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则拉物体B的水平恒力至少应大于 A.F B.2F C.3F D.4F 2.如图所示,bc为固定在小车上的水平横杆,物块M穿在杆上,靠摩擦力与杆保持相对静止,M又通过轻细线悬吊着一个小铁球m,此时小车以大小为a的加速度向右做匀加速运动,而M、m均相对小车静止,细线与竖直方向的夹角为小车的加速度逐渐增大,M 始终和小车保持相对静止,当加速度增加到2a时 A.细线与竖直方向的夹角增加到原来的2倍 B.细线的拉力增加到原来的2倍 C.横杆对M弹力增大 D.横杆对M的摩擦力增加到原来的2倍 3.如图所示,三个重均为100N的物块,叠放在水平桌面上,各接触面水平,水平拉力F=20N作用在物块2上,三条轻质绳结于O点,水平绳与物块3连接,竖直绳悬挂重物B,倾斜绳通过定滑轮与物体A连接,已知倾斜绳与水平绳间的夹角为120o,A物体重 40N,不计滑轮质量及摩擦,整个装置处于静止状态。则物块3受力个数为() A.3个 B.4个 C.5个 D.6个 4.如图所示,物体A和B叠放并静止在固定粗糙斜面C上,A、B的接触面与斜面平行。以下说法正确的是()

A.A物体受到四个力的作用 B.B物体受到A的作用力的合力方向竖直向上 C.A物体受到B的摩擦力沿斜面向上 D.斜面受到B的压力作用,方向垂直于斜面向下 5.如图所示,粗糙程度均匀的绝缘空心斜面ABC放置在水平面上,∠CAB=30°,斜面内部O点(与斜面无任何连接)固定有一正点电荷,一带负电的小物体(可视为质点)可以分别静止在M、N、MN的中点P上,OM=ON,OM∥AB,则下列判断正确的是() A.小物体分别在三处静止时所受力的个数一定都是4个 B.小物体静止在P点时受到的支持力最大,静止在M、N点时受到的支持力相等 C.小物体静止在P点时受到的摩擦力最大 D.当小物体静止在N点时,地面给斜面的摩擦力为零 6.两个质量均为m的A、B小球用轻杆连接,A球与固定在斜面上的光滑竖直挡板接触,B球放在倾角为θ的斜面上,A、B均处于静止,B球没有滑动趋势,则A球对挡板的压力大小为 A.mg tanθB.2 tan mg θ C. tan mg θ D.2mg tan θ 7.如图所示,相互垂直的固定绝缘光滑挡板PO、QO竖直放置在重力场中,a、b为两个带有同种电荷的小球(可以近似看成点电荷),当用水平向左的作用力F作用于b时,a、b 紧靠挡板处于静止状态.现若稍改变F的大小,使b稍向左移动一段小距离,则当a、b重新处于静止状态后 ()

高三物理磁场大题知识讲解

高三物理磁场大题

1.如图所示,圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子以速度v 从A 点沿直径AOB 方向射入磁场,经过Δt 时间从C 点射出磁场,OC 与OB 成600角。现将带电粒子的速度变为v/3,仍从A 点沿原方向射入磁场,不计重力,则粒子在磁场中的运动时间变为 A .1 2t ? B .2t ? C .1 3 t ? D .3t ? 2.半径为a 右端开小口的导体圆环和长为2a 的导体直杆,单位长度电阻均为R 0。圆环水平固定放置,整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B 。杆在圆环上以速度v 平行于直径CD 向右做匀速直线运动,杆始终有两点与圆环良好接触,从圆环中心O 开始,杆的位置由θ确定,如图所示。则 A .θ=0时,杆产生的电动势为2Bav B .3 π θ= 3Bav C .θ=0时,杆受的安培力大小为23(2)R B av π+

D. 3 π θ=时,杆受的安培力大小为 2 3 (53)R B av π+ 3.如图,质量分别为m A 和m B 的两小球带有同种电荷,电荷最分别为q A 和 q B ,用绝缘细线悬挂在天花板上。平衡时,两小球恰处于同一水平位置,细线与竖直方向间夹角分别为θ1与θ2(θ1>θ2)。两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动,最大速度分别v A和v B ,最大动能分别为E kA 和E kB 。则() (A)m A一定小于m B (B)q A一定大于q B (C)v A一定大于v B (D)E kA一定大于E kB 4.如图,理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1,两个标有“12V,6W”的小灯泡并联在副线圈的两端。当两灯泡都正常工作时,原线圈中电压表和电流表(可视为理想的)的示数分别是 A.120V,0.10A B.240V,0.025A C.120V,0.05A D.240V,0.05A 5.如图,均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框,半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里,磁感应强度大小为B0.使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周,在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置,磁感应强度

高考物理专题突破—力学综合题集锦

力学综合题集锦 1.长为L 的轻绳,将其两端分别固定在相距为d 的两坚直墙面上的A 、B 两 点。一小滑轮O 跨过绳子下端悬挂一重力为G 的重物C ,平衡时如图所示, 则AB 绳中的张力为 。 2.如图所示,由物体A 和B 组成的系统处于静止状态.A 、B 的质量分别为 m A 和m B ,且m A >m B ,滑轮的质量和一切摩擦不计.使绳的悬点由P 点向右移动一 小段距离到Q 点,系统再次达到静止状态.则悬点移动前后图中绳与水平方 向的夹角θ将( ) A .变大 B .变小 C .不变 D .可能变大,也可能变小 3.如图所示,三个木块A 、B 、C 在水平推力F 的作用下靠在竖直墙上,且处于静止状态,则下列说法中正确的是( ) A .A 与墙的接触面可能是光滑的 B .B 受到A 作用的摩擦力,方向可能竖直向下 C .B 受到A 作用的静摩擦力,方向与C 作用的静摩擦力方向一定相反 D .当力F 增大时,A 受到墙作用的静摩擦力一定不增大 4.如图所示,水平桌面光滑,A 、B 物体间的动摩擦因数为μ(可认为最大静摩擦力等于滑动 摩擦力),A 物体质量为2m ,B 和C 物体的质量均为m ,滑轮光滑,砝 码盘中可以任意加减砝码.在保持A 、B 、C 三个物体相对静止且共同 向左运动的情况下,B 、C 间绳子所能达到的最大拉力是 ( ) A .12 μmg B .μmg C .2μmg D .3μmg 5.如图所示,物体B 叠放在物体A 上,A 、B 的质量均为m ,且上、下表面均与斜面平行,它们以共同速度沿倾角为θ的固定斜面C 匀速下滑,则( ) A .A , B 间没有静摩擦力 B .A 受到B 的静摩擦力方向沿斜面向上 C .A 受到斜面的滑动摩擦力大小为2mgsin θ D .A 与B 间的动摩擦因数μ=tan θ 6.如图所示,自动卸货车始终静止在水平地面上,车厢在液压机的作用下可以改变与水平面间的倾角θ,用以卸下车厢中的货物.下列说法正确的是 ( ) A .当货物相对车厢静止时,随着θ角的增大货物与车厢间的摩擦力增大 B .当货物相对车厢静止时,随着θ角的增大货物与车厢间的支持力增大 C .当货物相对车厢加速下滑时,地面对货车没有摩擦力 D .当货物相对车厢加速下滑时,货车对地面的压力小于货物和货车的总重力 7.如图所示,在倾角为α的传送带上有质量均为m 的三个木块1、2、3,中间均用原长为L 、劲度系数为k 的轻弹簧连接起来,木块与传送带间的动摩擦因数均为μ,其中木块1被与传送带平行的细线拉住,传送带按图示方向匀速运行,三个木块处于平衡状态.下列结论

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