2017年高考沖刺物理電磁場(chǎng)計(jì)算題專練(有答案).docx

1、2017年高考沖刺物理電磁場(chǎng)計(jì)算題專練（有答案）25. （ 20分）如圖所示，在絕緣水平面上的兩物塊A、B用勁度系數(shù)為k的水平絕緣輕質(zhì)彈簧連接，物塊B、C用跨過(guò)定滑輪的絕緣輕繩連接，A靠在豎直墻邊，C在傾角為0的長(zhǎng)斜面上，滑輪兩側(cè)的輕繩分別 與水平面和斜面平行。A、B、C的質(zhì)量分別是ni、2m、2m, A、C均不帶電，B帶正電，滑輪左側(cè)存在著水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，整個(gè)系統(tǒng)不計(jì)一切摩擦，B與滑輪足夠遠(yuǎn)。B所受的電場(chǎng)力大小為6mgsin 0 .開(kāi)始時(shí)系統(tǒng)靜止?，F(xiàn)讓C在沿斜面向下的拉力 F作用下做加速度大小為 a的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，彈簧始終未超過(guò)彈性限度，重力加速度大小為go（1）求彈簧的壓縮長(zhǎng)度xl：

2、（2）求A剛要離開(kāi)墻壁時(shí)C的速度大小v 1及拉力F的大?。海?）若A剛要離開(kāi)墻壁肘，撤去拉力F,同時(shí)電場(chǎng)力大小突然減為 2mgsm 0 ,方向不變，求在之后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中彈簧的最大彈性勢(shì)能Epm o25、（18分）如圖所示，一等腰直角三角形OMN的腰長(zhǎng)為2L, P點(diǎn)為ON的中點(diǎn)，三角形 PMN存在著垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)I（磁感應(yīng)強(qiáng)度大小未知），一粒子源置于P點(diǎn)，可以射出垂直于 ON向上的不同速率、不同種類的帶正電的粒子.不計(jì)粒子的重力和粒子之間的相互作用.（1）求線段PN上有粒子擊中區(qū)域的長(zhǎng)度 s：（2）若三角形區(qū)域 OMN的外部存在著垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)【I, 磁M/J I/XXXX4

3、 4XX /XX感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B：三角形OMP區(qū)域存在著水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng).某粒子/ ：從P點(diǎn)射出后經(jīng)時(shí)間t恰好沿水平向左方向穿過(guò)MN進(jìn)入磁場(chǎng)II,然后從M點(diǎn)射出磁場(chǎng)H進(jìn)入電場(chǎng)，又在電場(chǎng)力作用下通過(guò) P點(diǎn).求該粒子的比荷N以及電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小.25.如圖a所示，豎直虛線 MN、PQ間由垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)， MN左側(cè)由水平的平行金屬板， 板的右端緊窕虛線 MN，在兩板的電極E、F上加上如圖b所示的電壓，在板的左端沿兩板的中線 00不 斷地射入質(zhì)量為 m,電量為q的帶正電粒子，粒子的速度大小均為vo,側(cè)移最大的粒子剛好從板的右3L側(cè)邊緣射入磁場(chǎng)，兩板長(zhǎng)為 L,兩板間距dX L,若_遠(yuǎn)小于

4、T,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B,粒3vo子間的相互作用及重力忽略不計(jì)，求：（I）兩板間電壓的最大值 U0為多少？（2）要使所有粒子均不能從邊界PQ射出磁場(chǎng)，PQ、MN間的最小距離為多大？（3）若將下板向下平移 bid,所有粒子仍從 O點(diǎn)射入，則所有粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后，要使所有粒子均不能從邊界PQ射出磁場(chǎng)，PQ、MN間的最小距離為多大。25.如圖，直角坐標(biāo)系 xoy中，A、C分別為x、y軸上的兩點(diǎn)，OC長(zhǎng)為L(zhǎng), N OAC-30。， OAC區(qū)域有垂直于xoy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，區(qū)域外無(wú)磁場(chǎng)。有大量質(zhì)量為m,電荷量為q的帶正電粒子，以平行于y軸方向從OA邊各處持續(xù)不斷射入磁場(chǎng)。已知能從 AC邊 垂直射

5、出的粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,不考慮粒廣間的相互作用且粒子重力不計(jì)。（1）求磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。海?）有些粒J的運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)與 AC邊相切，求相切軌跡的最大半徑1m及其對(duì)應(yīng)的入射速度vm ：（3）若粒/入射速度相同，有些粒子能在邊界AC上相遇，求相遇 的兩粒子入射時(shí)間差的最大值。25. （ 18分）如圖所示，圓心為 O、半徑為R的圓形磁場(chǎng)區(qū)域中-2R存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，以圓心 O為坐標(biāo)原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，在、一3R處有一垂宜y軸的固定絕緣擋板，一質(zhì)量為 m、帶電量為+q的粒子，與x軸成60。角從 M點(diǎn)（-R, 0）以初速 v0斜向上射入 度磁場(chǎng)區(qū)域，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后由N點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)（N點(diǎn)未畫(huà)

6、出）恰好垂直打在擋板上，粒子與擋板碰撞后原速率彈回，再次進(jìn)入磁場(chǎng)，最后離開(kāi)磁場(chǎng)。不計(jì)粒子的重力，求：（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；Q）N點(diǎn)的坐標(biāo)：（3）粒從M點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)到最終離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間。25. （18分）如圖甲所示，直角坐標(biāo)系xoy中，第二象限有沿X軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，第一、四象限有垂直坐 標(biāo)平面的勻強(qiáng)交變磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙而向外為正方向。第三象限有一發(fā)射裝置（沒(méi)有畫(huà)出）沿y軸正方向射出一個(gè)比荷Z-lOOC/kg的帶正電的粒子（可視為質(zhì)點(diǎn)且不計(jì)重力），該粒子以vo-20m/sg 10m / s：.的速度從X軸上的點(diǎn) a （-2m, 0）進(jìn)入第二象限，從 y軸上的點(diǎn) C （ 0, 4

7、m）進(jìn)入第一象限。取粒子剛進(jìn)入第一象限的時(shí)刻為0時(shí)刻，第一、四象限磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙所示規(guī)律變化（1）求第二象限電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大?。唬?）求粒廣第次經(jīng)過(guò)x軸時(shí)的位置坐標(biāo);25.如圖所示為一方向垂直紙面向里的半圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，O為其圓心，AB為其直徑。足夠長(zhǎng)的收集板MN平行于AB且與半圓形區(qū)域相切與P點(diǎn)，O放置粒子源，可在OA與OB之間180圍向磁場(chǎng)連續(xù)射入速度均為 V。的帶負(fù)電粒子，已知 AB-2L,粒子的質(zhì)量均為 m,帶電荷量均為 q,不計(jì)粒子重力以及相互作用。/X X X x、/X X X X X xLx 彼 X X ：OB 1）若要使所用粒子均不能被收集板收集，所加磁場(chǎng)需滿足的條件

8、（2）若所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 吧，收集板上被粒子擊中區(qū)域上嵬近M端 P點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離距qL5- （6分）設(shè)粒產(chǎn)在微場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)華枝為，,根據(jù)題設(shè)條件Wi出粒干的運(yùn)動(dòng)航跡,由幾何關(guān)系得一-/? 3由洛倫茲力等右向心力：夕%6=也工（2分） r分）（2） （2分）由圖幾何關(guān)系可得:Wh 8 =*（1 分） qRx = /?sin60M（1分）y = -J?cos600 =（I 分）2N點(diǎn)的坐標(biāo)為 灣R, -R） 22 （10分）粒;在出場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期r= 綱 2分 qB由幾何知識(shí)得粒f在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的朧心角共為ixo.粒廣在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間r,=-2分）2粒f在磁場(chǎng)外的運(yùn)動(dòng)，由勻速H線運(yùn)動(dòng)可行；從出磁場(chǎng)劃

9、杵次進(jìn)建場(chǎng)的時(shí)間r, = （2 分）-%其中 $ = 3/?-；A（1 分）粒r從”點(diǎn)進(jìn)入附場(chǎng)到我終離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間片，計(jì)“（2分）WJ： / J5+“q d 分）25.（1）帶電粒在第二象限的電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)粒廣從A點(diǎn)到C點(diǎn)用時(shí)為t，則vc粒子在第一象限磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)有：qvc B m 一r解得：r am2cF 2 1粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期 T- _ sVC 20所以粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖甲所示，粒子運(yùn)動(dòng)第四個(gè)半圓的過(guò)程中第一-次經(jīng)過(guò)X軸，在X軸上時(shí)應(yīng)的弦長(zhǎng)為r所以O(shè)D-3nl粒子第一次經(jīng)過(guò)x軸時(shí)的位置坐標(biāo)為(3m.O)24、( 1)當(dāng)釋放高度為ho時(shí)，恰好觸發(fā)壓力開(kāi)關(guān)，mgh

10、o 4mvo2 , N mg2R代入-15N,解得Nho -0.2m由于h ho ,未觸發(fā)壓力開(kāi)關(guān)，長(zhǎng)木板不動(dòng)，小滑塊在木板上減速運(yùn)動(dòng)最終停止mgh- mgs 0得 s-0.5m(2)當(dāng) h h 時(shí)，o Q mghqElo = mv， lOh1當(dāng) h， ho 時(shí)，mgh 1 - niv2，mv m m v, 2Q L111V2 X M m v ,解得 q 5h 2225、(1) qv0 B 1W-,由左手定則可知 OA方向入射的粒子不被收集，則所有粒子均不能被收集，可r知幾何關(guān)系 21 LqLmvn(2)若所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為一，可得半徑呼 LqLqB沿OA方向入射的粒能打到收集板靠近M端離

11、P點(diǎn)最遠(yuǎn)的位置，由幾何關(guān)系可知，射出磁場(chǎng)時(shí)的速度方向?yàn)檠刈笊吓c水平成60。，如圖所示 zx xk飛 x x * x xf xkxIx X X、AOB由幾何關(guān)系可得，M端距P點(diǎn)最遠(yuǎn)的距離1L.sill 603OB的角 -30,粒r sini cos解得Bmv0或者B.qL5(3)有 的粒子能被收集板收集到，恰被收集到的粒子射入磁的速度方向與 6子偏出磁的速度方向與MN平行其幾何關(guān)系如所示L1 入勻磁后做勻速周運(yùn)有qvB m yi要求粒子在磁中恰好不從上界射出，： , r M224. （14 分）(1)粒子在中加速,根據(jù)能定理有2分）2分）r = 102分）qB bKE-2m（ 1(2)由“將光屏向x正方向平移，粒子