2017年高考物理高考题和高考模拟题分项版汇编专题15计算题2电与磁含解析20170808331.wps
《2017年高考物理高考题和高考模拟题分项版汇编专题15计算题2电与磁含解析20170808331.wps》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2017年高考物理高考题和高考模拟题分项版汇编专题15计算题2电与磁含解析20170808331.wps(20页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、专题 1515 计算题 2 2(电与磁) 1【2017新课标卷】(12分)如图,空间存在方向垂直于纸面(xOy 平面)向里的磁场。 在 x0 区域,磁感应强度的大小为 B0;x1)。 一质量为 m、电荷量为 q(q0)的带电粒子以速度 v0从坐标原点 O 沿 x 轴正向射入磁场,此时 开始计时,当粒子的速度方向再次沿 x 轴正向时,求(不计重力) (1)粒子运动的时间; (2)粒子与 O 点间的距离。 【答案】(1) m 1 2mv 1 (1 ) (2) 0 (1 ) qB qB 0 0 【解析】(1)在匀强磁场中,带电粒子做圆周运动。设在 x0 区域,圆周半径为 R1;在 x0)的 带电小球
2、 M、N 先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出。小球在重力作用下进入电场区 域,并从该区域的下边界离开。已知 N 离开电场时的速度方向竖直向下;M 在电场中做直线运 动,刚离开电场时的动能为 N 刚离开电场时动能的 1.5 倍。不计空气阻力,重力加速度大小为 g。求 (1)M 与 N 在电场中沿水平方向的位移之比; (2)A 点距电场上边界的高度; (3)该电场的电场强度大小。 【答案】(1)3:1 (2) 1 3 H (3) E mg 2q 【解析】(1)设带电小球 M、N 抛出的初速度均为 v0,则它们进入电场时的水平速度仍为 v0; M、N 在电场中的运动时间 t 相等,电场力作用下
3、产生的加速度沿水平方向,大小均为 a,在电 场中沿水平方向的位移分别为 s1和 s2;由运动公式可得: v0at=0 1 s v t at 2 1 0 2 1 s v t at 2 2 0 2 联立解得:s s 1 : 2 3:1 2 (2)设 A 点距离电场上边界的高度为 h,小球下落 h 时在竖直方向的分速度为 vy,则; v2 2gh y 1 H v t gt2 y 2 因为 M 在电场中做匀加速直线运动,则 v s 0 1 v H y 由可得 h= 1 3 H v qE , a Eq (3)设电场强度为 E,小球 M 进入电场后做直线运动,则 0 v mg m y 设 M、N 离开电场
4、时的动能分别为 Ek1、Ek2,由动能定理: 1 E m v2 v2 mgH qEs ( ) k1 0 y 1 2 1 E m(v2 v2 ) mgH qEs k2 0 y 2 2 由已知条件:Ek1=1.5Ek2 联立 解得:E mg 2q 【考点定位】带电小球在复合场中的运动;动能定理 【名师点睛】此题是带电小球在电场及重力场的复合场中的运动问题;关键是分析小球的受力 情况,分析小球在水平及竖直方向的运动性质,搞清物理过程;灵活选取物理规律列方程。 3【2017江苏卷】(16分)一台质谱仪的工作原理如图所示大量的甲、乙两种离子飘入 电压为 U0的加速电场,其初速度几乎为 0,经过加速后,通
5、过宽为 L 的狭缝 MN 沿着与磁场垂 直的方向进入磁感应强度为 B 的匀强磁场中,最后打到照相底片上已知甲、乙两种离子的电 荷量均为+q,质量分别为 2m 和 m,图中虚线为经过狭缝左、右边界 M、N 的甲种离子的运动轨 迹不考虑离子间的相互作用 3 (1)求甲种离子打在底片上的位置到 N 点的最小距离 x; (2)在答题卡的图中用斜线标出磁场中甲种离子经过的区域,并求该区域最窄处的宽度 d; (3)若考虑加速电压有波动,在(U0 U )到(U U )之间变化,要使甲、乙两种离 0 子在底片上没有重叠,求狭缝宽度 L 满足的条件 【答案】(1) 4 mU x 0 L (2) B q d 2
6、mU 4mU L2 0 0 B q qB 4 2 2 m L 2 (U U) 2(U U) (3) 0 0 B q (2)(见图) 最窄处位于过两虚线交点的垂线上 L d r1 r1 ( ) 2 2 2 解得 d 2 mU 4mU L 2 0 0 B q qB 4 2 (3)设乙种离子在磁场中的运动半径为r2 4 r1的最小半径 r 1min 2 m(U U) 0 B q r2 的最大半径 r 2max 1 2m(U U) 0 B q 由题意知 2r1min2r2max L,即 4 m(U U) 2 2m(U U) 0 0 B q B q L 2 m L 2 (U U) 2(U U) 解得 0
7、 0 B q 【考点定位】带电粒子在组合场中的运动 【名师点睛】本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动,对此类问题主要是画出粒子运动的轨迹, 分析粒子可能的运动情况,找出几何关系,有一定的难度 4【2017天津卷】(18分)平面直角坐标系 xOy 中,第 象限存在垂直于平面向里的匀强 磁场,第现象存在沿 y 轴负方向的匀强电场,如图所示。一带负电的粒子从电场中的 Q 点以 速度 v0沿 x 轴正方向开始运动,Q 点到 y 轴的距离为到 x 轴距离的 2 倍。粒子从坐标原点 O 离 开电场进入磁场,最终从 x 轴上的 P 点射出磁场,P 点到 y 轴距离与 Q 点到 y 轴距离相等。不 计粒子重力,
8、问: (1)粒子到达 O 点时速度的大小和方向; (2)电场强度和磁感应强度的大小之比。 【答案】(1)v 2v ,方向与 x 轴方向的夹角为 45角斜向上 (2) 0 E B v 0 2 【解析】(1)粒子在电场中由 Q 到 O 做类平抛运动,设 O 点速度 v 与+x 方向夹角为 ,Q 点 到 x 轴的距离为 L,到 y 轴的距离为 2L,粒子的加速度为 a,运动时间为 t,根据类平抛运动 的规律,有: 5 x 方向: 2L v t 0 y 方向:L 1 2 at 2 粒子到达 O 点时沿 y 轴方向的分速度为: v at y 又:tan v y v 0 解得: tan 1,即 45 ,粒
9、子到达 O 点时速度方向与 x 轴方向的夹角为 45角斜向上。 粒子到达 O 点时的速度大小为 v v 0 2v 0 cos 45 【考点定位】带电粒子在复合场中的运动 【名师点睛】本题难度不大,但需要设出的未知物理量较多,容易使学生感到混乱,要求学生 认真规范作答,动手画图。 5【2017天津卷】(20分)电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度,其原 理可用来研制新武器和航天运载器。电磁轨道炮示意如图,图中直流电源电动势为 E,电容器 的电容为 C。两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为 l,电阻不计。炮弹可视为一质 量为 m、电阻为 R 的金属棒 MN,垂直放在两导轨间处于静
10、止状态,并与导轨良好接触。首先开 关 S 接 1,使电容器完全充电。然后将 S 接至 2,导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大 6 小为 B 的匀强磁场(图中未画出),MN 开始向右加速运动。当 MN 上的感应电动势与电容器两 极板间的电压相等时,回路中电流为零,MN 达到最大速度,之后离开导轨。问: (1)磁场的方向; (2)MN 刚开始运动时加速度 a 的大小; (3)MN 离开导轨后电容器上剩余的电荷量 Q 是多少。 【答案】(1)磁场的方向垂直于导轨平面向下 (2) BEl a (3) mR Q 2 B l C E 2 2 2 B l 2 2 C m (3)电容器放电前所带的电荷量Q
11、 CE 1 开关 S 接 2 后,MN 开始向右加速运动,速度达到最大值 vm时,MN 上的感应电动势: E Blvm 最终电容器所带电荷量Q CE 2 设在此过程中 MN 的平均电流为 I ,MN 上受到的平均安培力: F B I l 由动量定理,有:F t mvm 0 又:I t Q Q 1 2 整理的:最终电容器所带电荷量 Q 2 B l C E 2 2 2 B l 2 2 C m 【考点定位】电磁感应现象的综合应用,电容器,动量定理 【名师点睛】本题难度较大,尤其是最后一个小题,给学生无从下手的感觉:动量定理的应用 是关键。 7 1【2017四川省凉山州高三第三次诊断】如图所示,光滑平
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2017 年高 物理 考题 高考 模拟 题分项版 汇编 专题 15 算题 解析 20170808331
链接地址:https://www.31doc.com/p-2911276.html