第八章高频考点真题验收全通关.docx
- 文档编号:5828308
- 上传时间:2023-01-01
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:589.21KB
第八章高频考点真题验收全通关.docx
《第八章高频考点真题验收全通关.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第八章高频考点真题验收全通关.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
第八章高频考点真题验收全通关
第八章高频考点真题验收全通关
[把握本章在高考中考什么、怎么考,练通此卷、平步高考!
1.(2013上·海高考)如图1,通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面,位置靠近ab且相互绝缘。
当MN中电流突然减小时,线圈所受安培力的合力方向()
图1
当电
2.(多选)(2012海·南高考)图2中装置可演示磁场对通电导线的作用。
电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨,L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆。
下列说法正确的是(
D.a、c两点处磁感应强度的方向不同
高频考点二:
带电粒子在匀强磁场中的运动
图4
半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面),磁电荷量为q(q>0)、质量为m的粒子沿平行于
ab的距离为R2。
已知粒子射出磁场与射入磁场时运
图5
B.qBmR
A.q2BmR
3qBR
C.2m
2qBR
D.m
高频考点三:
带电粒子在组合场中的运动
7.(2013安·徽高考)如图6所示的平面直角坐标系xOy,在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场,方向沿y轴正方向;在第Ⅳ象限的正三角形abc区域内有匀强磁场,方向垂直于
xOy平面向里,正三角形边长为L,且ab边与y轴平行。
一质量为从y轴上的P(0,h)点,以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场,
m、电荷量为q的粒子,通过电场后从x轴上的
a(2h,0)点进入第Ⅳ象限,又经过磁场从y轴上的某点进入第Ⅲ象限,
且速度与y轴负方向成
45°角,不计粒子所受的重力。
求:
图6
(1)电场强度E的大小;
(2)粒子到达a点时速度的大小和方向;
(3)abc区域内磁场的磁感应强度B的最小值。
8.(2011北·京高考)利用电场和磁场,可以将比荷不同的离子分开,这种方法在化学分析和原子核技术等领域有重要的应用。
如图7所示的矩形区域ACDG(AC边足够长)中存在
垂直于纸面的匀强磁场,A处有一狭缝。
离子源产生的离子,经静电场加速后穿过狭缝沿垂
直于GA边且垂直于磁场的方向射入磁场,运动到GA边,被相应的收集器收集,整个装置
m1和m2(m1>m2),电荷量均为q。
加速电场的电势差为U,离子进入电场时的初速度可以忽略。
不计重力,也不考虑离子间的相互
内部为真空。
已知被加速的两种正离子的质量分别是
作用。
(1)
求质量为m1的离子进入磁场时的速率v1;
(3)在前面的讨论中忽略了狭缝宽度的影响,实际装置中狭缝具有一定宽度。
若狭缝过
宽,可能使两束离子在GA边上的落点区域交叠,导致两种离子无法完全分离。
设磁感应强度大小可调,GA边长为定值L,狭缝宽度为d,狭缝右边缘在A处。
离子可以从狭缝各处射入磁场,入射方向仍垂直于GA边且垂直于磁场。
为保证上述两种离子能落在GA边上并被完全分离,求狭缝的最大宽度。
如图8
9.(2012天·津高考)对铀235的进一步研究在核能的开发和利用中具有重要意义。
所示,质量为m、电荷量为q的铀235离子,从容器A下方的小孔S1不断飘入加速电场,
其初速度可视为零,然后经过小孔S2垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,做半径为R的匀速圆周运动,离子行进半个圆周后离开磁场并被收集,离开磁场时离子束的等效电流为I。
不考虑离子重力及离子间的相互作用。
图8
(1)求加速电场的电压U。
(2)求出在离子被收集的过程中任意时间t内收集到离子的质量M。
(3)实际上加速电压的大小会在U±ΔU范围内微小变化。
若容器A中有电荷量相同的铀
235和铀238两种离子,如前述情况它们经电场加速后进入磁场中会发生分离,为使这两种
ΔU
离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠,ΔUU应小于多少?
(结果用百分数表示,保留两位有效
数字)
10.(2013天·津高考)一圆筒的横截面如图9所示,其圆心为O。
筒内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。
圆筒下面有相距为d的平行金属板M、N,其中M板带正电
荷,N板带等量负电荷。
质量为m、电荷量为q的带正电粒子自M板边缘的P处由静止释
放,经N板的小孔S以速度v沿半径SO方向射入磁场中。
粒子与圆筒发生两次碰撞后仍从
S孔射出,设粒子与圆筒碰撞过程中没有动能损失,且电荷量保持不变,在不计重力的情况
下,求:
图9
(1)M、N间电场强度E的大小;
(2)圆筒的半径R;
2
n。
(3)保持M、N间电场强度E不变,仅将M板向上平移3d,粒子仍从M板边缘的P处由静止释放,粒子自进入圆筒至从S孔射出期间,与圆筒的碰撞次数
11.(2013·江苏高考)在科学研究中,可以通过施加适当的电场和磁场来实现对带电粒子
运动的控制。
如图10甲所示的xOy平面处于匀强电场和匀强磁场中,电场强度E和磁感应强度B随时间t做周期性变化的图像如图乙所示。
x轴正方向为E的正方向,垂直纸面向里为B的正方向。
在坐标原点O有一粒子P,其质量和电荷量分别为m和+q。
不计重力。
在
v0;
t=2τ时刻释放P,它恰能沿一定轨道做往复运动。
图10
(1)求P在磁场中运动时速度的大小
(2)求B0应满足的关系;
(3)在t0(0 高频考点四: 带电粒子在叠加场中的运动 12.(2012浙·江高考)如图11所示,两块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上。 两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。 将喷墨打印机的喷口靠近 图11 离为l,不计颗粒间相互作用。 求 图12 4.选A设带电粒子以速度v 由洛伦兹力公式和牛顿运动定律得, 点的磁感应强度大小相等。 所以只有 在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力, 2 qvB=mvR,解得mv=qBR。 两个粒子的动量mv相等, 则有qaBRa=qbBRb。 根据题述,a运动的半径大于b运动的半径,即Ra>Rb,所以qa B错误。 带电粒子在匀强 项A正确。 根据题述条件,不能判断出两粒子的质量关系,选项 C、D 磁场中运动的周期T=2vπR=2qπBm,不能判断出两粒子的周期、比荷之间的关系,选项 错误。 6.选B作出粒子在圆柱形匀强磁场区域的运动轨迹如图,连接 MN,根据粒子射出磁场时的速度方向与初速度方向间的夹角为 等高,四边形OMO′N为菱形,粒子做圆周运动的半径r=R,根据qvB2 =mv,得v=qBR。 =,得v=。 Rm 7.解析: (1)设粒子在电场中运动的时间为t,则有x=v0t=2h y=21at2=hqE=ma 联立以上各式可得 2 mv0 E=2qh (2)粒子到达a点时沿y轴负方向的分速度为vy=at=v0 所以v=v20+vy2=2v0,方向指向第Ⅳ象限与x轴正方向成45°角2 v (3)粒子在磁场中运动时,有qvB=mr 当粒子从b点射出时,磁场的磁感应强度为最小值,此时有 r=22L,所以 2mv0 B=2qmLv0 2 答案: (1)mv0 (2)2v0方向指向第Ⅳ象限与x轴正方向成45°角(3)2mv0 2qhqL 1 8.解析: (1)加速电场对离子m1做的功W=qU由动能定理2m1v21=qU 离子在磁场中的轨道半径分别为 两种离子在GA上落点的间距 解得M=mqIt⑦ 设m′为铀238离子的质量,由于电压在U±ΔU之间有微小变化,铀235离子在磁场 中最大半径为 q+ΔU⑨ q 铀238离子在磁场中最小半径为 这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠的条件为 Rmax 则有m(U+ΔU) ΔUm′-mU 其中铀235离子的质量m=235u(u为原子质量单位),铀238离子的质量m′=238u, ΔU238u-235u U238u+235u 解得ΔUU<0.63%? 22 答案: (1)qB2mR (2)mqIt(3)小于0.63% 10.解析: 本题考查带电粒子在电磁场中的运动,意在考查考生应用电磁学知识分析问 题和综合应用知识解题的能力。 12 (1)设两板间的电压为U,由动能定理得qU=2mv2① 由匀强电场中电势差与电场强度的关系得U=Ed② 联立上式 2可得E=2mqvd③2qd ∠AO′S等于π。 3 π 由几何关系得r=Rtanπ④ 3 qvB=mvr⑤ 粒子运动过程中洛伦兹力充当向心力,由牛顿第二定律,得 联立④⑤式得R=33qmBv⑥ (3)保持M、N间电场强度E不变,M板向上平移了23d后,设板间电压为U′,则U′ EdU 3=3 U′v′2设粒子进入S孔时的速度为v′,由①式看出UU′=vv′2 综合⑦式可得 v′=3v⑧ 设粒子做圆周运动的半径为r′,则 可见 θ=2π⑩ 粒子须经过四个这样的圆弧才能从S孔射出,故 11.解析: (1)2 ττ做匀加速直线运动,τ~2τ做匀速圆周运动,电场力F=qE0 加速度a=F m 速度v0=at,且t=2τ 解得v0=q2Em0τ (2) 只有当t=2τ时,P在磁场中做圆周运动结束并开始沿x轴负方向运动, 才能沿一定轨道做往复运动,如图所示。 则(n-2)T=τ(n=1,2,3,⋯), 匀速圆周运动qvB0=mvr,T=2vπr qτ 解得B0=2n-1πm(n=1,2,3,⋯), (3)在t0时刻释放,P在电场中加速度时间为τ-t0在磁场中做匀速圆周运动 v1=qE0τ-t0 1m 圆周运动的半径r1=mqBv01 解得r1=E0τ-t0 B0 又经(τ-t0)时间P减速为零后向右加速时间为t0 P再进入磁场v2=qEm0t0 圆周运动的半径r2=mqBv02 解得r2=EB00t0 综上分析,速度为零时横坐标x=0 相应的纵坐标为 y=22k[krr1-r2](k=1,2,3,⋯)。 2kr1-r2 解得 2E0[kτ-2t0+t0] B0 y=。 y=2kE0Bτ-02t0k=1,2,3... 答案: 见解析 12.解析: (1)墨滴在电场区域做匀速直线运动,有 qUd=mg① 由①式得 q=mUgd② 由于电场方向向下,电荷所受电场力向上,可知: 墨滴带负电荷。 ③ (2)墨滴垂直进入电、磁场共存区域,重力仍与电场力平衡,合力等于洛伦兹力,墨滴做匀速圆周运动,有 2 qv0B=m0④ R 考虑墨滴进入磁场和撞板的几何关系,可知墨滴在该区域恰好完成四分之一圆周运动,则半径 R=d⑤ 由②④⑤式得 v0U R′,有 B=g0d2⑥ (3)根据题设,墨滴运动轨迹如图,设圆周运动半径为 2 qv0B′=m⑦ R′ 由图示可得 R′2=d2+(R′-d2)2⑧ 得R′=54d⑨ 联立②⑦⑨式可得 4v0U B′=5g0d2 13.解析: (1)设带电颗粒的电荷量为q,质量为m。 有Eq=mg 将q=1代入,得E=kgmk (2)如图1,有 2v0qv0B=mR R2=(3d)2+(R-d)2 得B=kv0 5d (3)如图2所示,有 qλv0B=mλRv0 3d tanθ=22 R21-3d2y1=R1-R1-3dy2=ltanθy=y1+y2 得y=d(5λ-25λ2-9) +25λ2-9 答案: (1)kg (2)k5vd0 (3)d(5λ-25λ2-9)+ 3l 25λ2-9
- 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:
- 第八 高频 考点 验收 通关