（新課標(biāo)）2013年高考物理 考前考點(diǎn)預(yù)測九

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1、新課標(biāo)2013年高考物理考前考點(diǎn)預(yù)測九 1.(2012·蘇北四市二模)在如圖所示的平行板器件中，電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B相互垂直。一帶電粒子(重力不計(jì))從左端以速度v沿虛線射入后做直線運(yùn)動(dòng)，則該粒子( ) A.一定帶正電 B.速度v= C.若速度v＞粒子一定不能從板間射出 D.若此粒子從右端沿虛線方向進(jìn)入，仍做直線運(yùn)動(dòng) 2.(2012·云南名校聯(lián)考)如圖所示，長方體玻璃水槽中盛有NaCl的水溶液，在水槽左、右側(cè)壁內(nèi)側(cè)各裝一導(dǎo)體片，使溶液中通入沿x軸正向的電流I，沿y軸正向加恒定的勻強(qiáng)磁場B。圖中a、b是垂直于z軸方向上水槽的前后兩內(nèi)側(cè)面，則( A.a處電勢(shì)高于b

2、處電勢(shì) B.a處離子濃度大于b處離子濃度 C.溶液的上表面電勢(shì)高于下表面的電勢(shì) D.溶液的上表面處的離子濃度大于下表面處的離子濃度 3.質(zhì)譜儀的兩大重要組成部分是加速電場和偏轉(zhuǎn)磁場．如圖所示為質(zhì)譜儀的原理圖．設(shè)想有一個(gè)靜止的質(zhì)量為m,帶電荷量為q的帶電粒子(不計(jì)重力)，經(jīng)電壓為U的加速電場加速后垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的偏轉(zhuǎn)磁場中，帶電粒子打到底片上的P點(diǎn)，設(shè)OP=x，則在圖中能正確反映x與U之間的函數(shù)關(guān)系的是( ) 4.(2012·池州一模)如圖所示，AB極板間存在豎直方向的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，一帶電粒子在AB間的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)滑片P向上移動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是(

3、 ) A．該粒子將做平拋運(yùn)動(dòng) B．洛倫茲力將做功 C．該粒子的電勢(shì)能將增加 D．該粒子的機(jī)械能將增加 5．(2012·寶雞二模)如圖所示，真空中有一勻強(qiáng)電場和水平面成一定角度斜向上，一個(gè)電荷量為Q=-5×10-6 C的帶電質(zhì)點(diǎn)固定于電場中的O點(diǎn)，在a點(diǎn)有一個(gè)質(zhì)量為m=9×10-3 kg、電荷量為q=2×10-8 C的點(diǎn)電荷恰能處于靜止，a與O在同一水平面上，且相距為r＝0.1 m。現(xiàn)用絕緣工具將 q搬到與 a在同一豎直平面上的 b點(diǎn)，Oa＝Ob且相互垂直，在此過程中外力至少做功為( ) A．1.8×10-2 J B．9(+1)×10-3 J C．9×10-3

4、 J D．9×10-3 J 二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題8分，共計(jì)32分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意) 6.在某一空間同時(shí)存在相互正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，勻強(qiáng)電場的方向豎直向上，勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面向里，如圖所示。兩個(gè)帶電液滴在此復(fù)合場中恰好都能在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則( ) A．它們的運(yùn)動(dòng)周期一定相等 B．它們的圓周運(yùn)動(dòng)方向可能相反 C．若它們的速度大小相等，軌道半徑就一定相等 D．若它們的動(dòng)能相等，軌道半徑就一定相等 7.(2012·如皋二模)如圖所示為阿爾法磁譜儀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，它曾由航天飛機(jī)攜帶升空，安裝在阿爾法空間站中，用來探測宇宙射線。

5、現(xiàn)假設(shè)一束由兩種不同粒子組成的宇宙射線，恰好沿直線OO′通過正交的電場和磁場區(qū)域后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場B2，形成兩條徑跡，則下列說法中正確的是( ) A．粒子1進(jìn)入磁場B2的速度小于粒子2的速度 B．粒子1進(jìn)入磁場B2的速度等于粒子2的速度 C．粒子1的比荷大于粒子2的比荷 D．粒子1的比荷小于粒子2的比荷 8．(2012·宜春二模)如圖所示，L1和L2為兩條平行的虛線，L1上方和L2下方都是范圍足夠大，且磁感應(yīng)強(qiáng)度相同的勻強(qiáng)磁場，A、B兩點(diǎn)都在L2上。帶電粒子從A點(diǎn)以初速度v0與L2成30°角斜向右上方射出，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)后正好過B點(diǎn)，經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)速度方向也斜向上，不計(jì)重力，下列說法正確的

6、是( ) A．若將帶電粒子在A點(diǎn)時(shí)的初速度變大(方向不變)，它仍能經(jīng)過B點(diǎn) B．帶電粒子經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度一定跟在A點(diǎn)時(shí)的速度大小相同 C．此帶電粒子既可以是正電荷，也可以是負(fù)電荷 D．若將帶電粒子在A點(diǎn)時(shí)的初速度方向改為與L2成60°角斜向右上方，它將不能經(jīng)過B點(diǎn) 9.如圖所示，在第二象限內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E，在第一、第四象限內(nèi)分別存在如圖所示的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等。 有一個(gè)帶電粒子以初速度v0垂直x軸，從x軸上的P點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)電場，恰好與y軸成45°角射出電場，再經(jīng)過一段時(shí)間又恰好垂直于x軸進(jìn)入下面的磁場。已知OP之間的距離為d，則帶電粒子( )

7、 A.在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 B.在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為d C.自進(jìn)入磁場至第二次經(jīng)過x軸所用時(shí)間為 D.自進(jìn)入電場至在磁場中第二次經(jīng)過x軸的時(shí)間為 三、計(jì)算題(本題共3小題，共38分，需寫出規(guī)范的解題步驟) 10．(2012·馬鞍山一模)(13分)如圖所示，在地面附近，坐標(biāo)系xOy在豎直平面內(nèi)的空間中存在著沿水平方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，在x<0的空間內(nèi)還有沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E。一個(gè)帶正電的油滴經(jīng)圖中x軸上的M點(diǎn)，始終沿著與水平方向成θ=30°角斜向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入x>0區(qū)域。要使油滴進(jìn)入x>0的區(qū)域后能在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，需要

8、在x>0區(qū)域加一個(gè)勻強(qiáng)電場E′。若帶電油滴做勻速圓周運(yùn)動(dòng)通過x軸上的N點(diǎn)，且MO=NO，g取10 m/s2。求： (1)油滴運(yùn)動(dòng)速度大小。 (2)在x>0空間內(nèi)所加電場強(qiáng)度大小和方向。 (3)油滴從x軸上的M點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到達(dá)N點(diǎn)所用的時(shí)間。 11．(2012·煙臺(tái)一模)(12分)離子擴(kuò)束裝置由離子加速器、偏轉(zhuǎn)電場和偏轉(zhuǎn)磁場組成。偏轉(zhuǎn)電場由加了電壓的相距為d=0.1 m的兩塊水平平行放置的導(dǎo)體板形成，如圖甲所示。大量帶負(fù)電的相同離子(其重力不計(jì))由靜止開始，經(jīng)加速電場加速后，連續(xù)不斷地沿平行于導(dǎo)體板的方向從兩板正中間射入偏轉(zhuǎn)電場。當(dāng)偏轉(zhuǎn)電場兩板不帶電時(shí)，離子通過兩板之間的時(shí)間為3×10

9、-3s，當(dāng)在兩板間加如圖乙所示的電壓時(shí)，所有離子均能從兩板間通過，然后進(jìn)入水平寬度有限、豎直寬度足夠大、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1 T的勻強(qiáng)磁場中，最后通過勻強(qiáng)磁場打在豎直放置的熒光屏上。求： (1)離子在剛穿出偏轉(zhuǎn)電場兩板之間時(shí)的最大側(cè)向位移與最小側(cè)向位移之比為多少？ (2)要使側(cè)向位移最大的離子能垂直打在熒光屏上，偏轉(zhuǎn)磁場的水平寬度L為多大？ 12.(13分)如圖所示，光滑的絕緣平臺(tái)水平固定，在平臺(tái)右下方有相互平行的兩條邊界MN與PQ，其豎直距離為h=1.7 m，兩邊界間存在勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.9 T且方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，MN過平臺(tái)右端，與水平方向夾角θ=37°。在平臺(tái)

10、左端放一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的A球，其質(zhì)量為mA=0.17 kg，電量為q=+0.1 C，現(xiàn)給A球不同的水平速度，使其飛出平臺(tái)后恰好能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。其中sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10 m/s2。 (1)求電場強(qiáng)度的大小和方向。 (2)要使A球在MNQP區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間保持不變，則A球的速度應(yīng)滿足的條件？(A球飛出MNQP區(qū)域后不再返回) (3)在平臺(tái)右端再放一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)且不帶電的絕緣B球，A球以vA0=3 m/s的速度水平向右運(yùn)動(dòng)，與B球碰后兩球均能垂直PQ邊界飛出，則碰后A、B兩球的速度各為多少？ 答案解析 1.【解析】選B。粒

11、子帶正電和負(fù)電均可，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由洛倫茲力等于電場力，qvB=qE,解得速度v=選項(xiàng)B正確；若速度v＞粒子可能從板間射出，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若此粒子從右端沿虛線方向進(jìn)入，所受電場力和洛倫茲力方向相同，不能做直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 2.【解析】選B。由左手定則可判斷出正負(fù)離子都向a側(cè)面偏轉(zhuǎn)，a處離子濃度大于b處離子濃度，選項(xiàng)B正確。 3.【解析】選B。帶電粒子先經(jīng)加速電場加速，故qU=進(jìn)入磁場后偏轉(zhuǎn)，OP=x=2r=兩式聯(lián)立得，OP=x=所以B為正確答案。 4.【解析】選D。帶電粒子在AB間的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，必然有豎直方向的電場力與重力平衡，水平面內(nèi)洛倫茲力提供向心力，當(dāng)滑片P向上移動(dòng)時(shí)

12、，接入電路的有效電阻增大，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，極板AB間電壓增大，板間場強(qiáng)增大，電場力大于重力，粒子向上加速，電場力做正功，電勢(shì)能減小，機(jī)械能增加，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確；粒子速度增大后，只是增加豎直向上的速度，但水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的速度不變，粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡是向上的螺旋狀曲線，最后打在上極板A上，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；洛倫茲力總是不做功，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。 5．【解析】選D。點(diǎn)電荷恰好在a點(diǎn)靜止，在該位置點(diǎn)電荷受力平衡，受力分析圖如圖所示。 因?yàn)閹щ娰|(zhì)點(diǎn)Q對(duì)點(diǎn)電荷的庫侖力為F=k=9×10-2 N，點(diǎn)電荷的重力為G=mg= 9×10-2 N，根據(jù)平衡條件知，勻強(qiáng)電場對(duì)點(diǎn)電荷的電場力大小為F電=9

13、×10-2 N，方向與Oa成45°角斜向上，與ab連線垂直，直線ab與電場線垂直是勻強(qiáng)電場的等勢(shì)線。用絕緣工具將 q搬到與a在同一豎直平面上的 b點(diǎn)的過程中，庫侖力和電場力都對(duì)點(diǎn)電荷不做功，只有重力做了W=-mgr=-9×10-3 J的功，因此，在該過程中，外力至少應(yīng)克服重力做9×10-3 J的功，選項(xiàng)D正確，其他選項(xiàng)均錯(cuò)。 6.【解析】選A、C。兩個(gè)帶電液滴在此復(fù)合場中恰好都能在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，說明都滿足qE=mg，那么，兩個(gè)帶電液滴的比荷相等，即磁感應(yīng)強(qiáng)度相同，帶電液滴做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T=因此，選項(xiàng)A正確；兩帶電液滴的電場力都豎直向上，電性相同，所做的圓周運(yùn)動(dòng)的方向必然相同，垂

14、直紙面看都沿逆時(shí)針方向，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r=磁感應(yīng)強(qiáng)度相同，比荷相同，若速度大小相等，則運(yùn)動(dòng)半徑相等，故選項(xiàng)C正確，而選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 7.【解析】選B、C。兩種不同的宇宙射線粒子沿直線通過正交的電場和磁場區(qū)域(速度選擇器)，說明兩種粒子的速度大小相等，都是v=則選項(xiàng)B正確，而選項(xiàng)A錯(cuò)誤；兩種粒子在同一磁場中的運(yùn)動(dòng)半徑不相等，且r2>r1，即 因此，粒子1的比荷大于粒子2的比荷，選項(xiàng)C正確，而選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 8．【解析】選A、B、C。帶電粒子從L2上的A點(diǎn)以初速度v0與L2成30°角斜向右上方射出后，如果一個(gè)周期內(nèi)剛好通過L2上的B點(diǎn)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。由圖可知，粒子到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速

15、度與在A點(diǎn)時(shí)的速度相同，選項(xiàng)B正確；根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律及題目條件可知，A、B兩點(diǎn)間的距離應(yīng)等于LAB= (其中d表示L1與L2之間的距離，r表示粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑)，粒子能否通過B點(diǎn)與粒子的初速度大小及方向無關(guān)，故選項(xiàng)A正確，而選項(xiàng)D錯(cuò)誤；同理，可根據(jù)粒子帶負(fù)電時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，得到LAB與粒子的速度無關(guān)，則粒子帶負(fù)電時(shí)也能通過B點(diǎn)，選項(xiàng)C正確。 9.【解析】選A、D。帶電粒子在勻強(qiáng)電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，出電場時(shí)與y軸成45°角，水平速度與豎直速度相等，則由水平方向則豎直方向的位移y=v0t1=2d,帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，恰好垂直于

16、x軸進(jìn)入下面的磁場，則由幾何關(guān)系可求出粒子的半徑為r=2d且r=粒子垂直進(jìn)入下面磁場中繼續(xù)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，又垂直x軸出磁場，粒子自進(jìn)入磁場至第二次經(jīng)過x軸所用時(shí)間為自進(jìn)入電場至在磁場中第二次經(jīng)過x軸的時(shí)間為t=t1+t2=故選A、D。 10．【解析】(1)帶正電的油滴在x<0空間的受力分析圖如圖所示。 根據(jù)平衡條件可得：在豎直方向上qvBcos30°=mg (1分) 在水平方向上qvBsin30°=qE (1分) 解得v= (1分) (2)聯(lián)立(1)中兩式解得mg= (1分) 油滴在磁場

17、中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，要求mg=qE′ 故E′= (1分) 且場強(qiáng)方向豎直向上 (1分) (3)設(shè)油滴從M點(diǎn)到P點(diǎn)的時(shí)間為t1,從P點(diǎn)到N點(diǎn)的時(shí)間為t2,油滴做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R。過P點(diǎn)作直線MP的垂線交x軸于O′,由幾何知識(shí)得： O′P=tan30°=·OM (1分) O′N=ON-O′Psin30°=OM (1分) 故O′為圓心。 qvB= (1分) 由幾何知識(shí)MP=Rcot30° (1分)

18、 (1分) (1分) (1分) 答案：(1) (2)E 豎直向上 (3)() 【方法技巧】解決帶電粒子運(yùn)動(dòng)問題的方法——數(shù)形思維法 數(shù)形思維方法是解決帶電粒子運(yùn)動(dòng)問題的基本方法。帶電粒子在磁場中的圓周運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵是根據(jù)題中的“幾何約束”，挖掘隱含的幾何關(guān)系，求出軌跡半徑，要善于將物理問題劃歸為幾何問題，建立數(shù)形結(jié)合的思想。 建立數(shù)形結(jié)合思想可以從“數(shù)、形、鏈”三個(gè)方面進(jìn)行。 (1)所謂“數(shù)”也就是物理量，可以是具體數(shù)據(jù)，也可以是符號(hào)；(2)所謂“形”，就是將題設(shè)物理情境以圖形的形

19、式呈現(xiàn)出來；(3)所謂“鏈”，也就是情景鏈接和條件關(guān)聯(lián)。情景鏈接就是將物理情境分解成若干的子過程，并將這些子過程由“數(shù)、形”有機(jī)地鏈接起來；條件關(guān)聯(lián)就是“數(shù)”間關(guān)聯(lián)或臨界條件關(guān)聯(lián)。 “數(shù)、形、鏈”三位一體，三維建模，一般分為三步建立物理模型： (1)分析和分解物理過程，確定不同過程的初、末狀態(tài)，將狀態(tài)量與過程量對(duì)應(yīng)起來； (2)畫出關(guān)聯(lián)整個(gè)物理過程的思維導(dǎo)圖，對(duì)于運(yùn)動(dòng)過程直接畫出運(yùn)動(dòng)草圖； (3)在草圖上標(biāo)出物理過程和對(duì)應(yīng)的物理量，建立情景鏈接和條件關(guān)聯(lián)，完成情景模型。 11．【解題指導(dǎo)】解答本題時(shí)應(yīng)該注意：(1)離子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后在偏轉(zhuǎn)方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析和判斷。(2)根據(jù)幾何知

20、識(shí)求離子在磁場中的運(yùn)動(dòng)半徑與磁場寬度的關(guān)系。 【解析】(1)設(shè)t0=1×10-3 s，由題意可知，從0、3t0、6t0…時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的離子側(cè)向位移最大，在這種情況下，離子的側(cè)向位移為ymax= (2分) 從2t0、5t0、8t0…時(shí)刻進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場的離子側(cè)向位移最小，在這種情況下，離子的側(cè)向位移為ymin= (2分) 所以最大側(cè)向位移與最小側(cè)向位移之比為ymax∶ymin=2∶1 (1分) (2)設(shè)離子從偏轉(zhuǎn)電場中射出時(shí)的偏向角為θ，由于離子要垂直打在熒光屏上，離子在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。 由幾何知識(shí)可知離子在磁場中運(yùn)動(dòng)半徑應(yīng)為

21、R= (1分) 設(shè)離子從偏轉(zhuǎn)電場中出來時(shí)的速度為v，垂直偏轉(zhuǎn)極板的速度為vy，則離子從偏轉(zhuǎn)電場中出來時(shí)有sinθ= (1分) 式中 (1分) 離子在磁場中由牛頓第二定律可得：qvB= (2分) 故：R= 綜上所述可得：L==0.02 m (2分) 答案：(1)2∶1 (2)0.02 m 12.【解題指導(dǎo)】(1)帶電小球進(jìn)入復(fù)合場后恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，說明合外力是洛倫茲力、重力與電場力平衡。 (2)帶電小球在復(fù)合場區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同，說明圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過的圓心角相等，離開復(fù)合

22、場時(shí)的速度方向一定相同。 【解析】(1)A球能做圓周運(yùn)動(dòng)，必須有：qE=mAg (1分) E==17 N/C (1分) 電場強(qiáng)度方向豎直向上。 (1分) (2)要使A球在MNQP區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間保持不變，帶電小球A就必須從邊界MN飛出，剛好能從邊界MN飛出的軌跡如圖所示。 最大半徑滿足：R′cosθ+R′=hcosθ (2分) A球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)有： (1分) 解得：=0.4 m/s 依題意知，A球速度必須滿足：0<≤0.4 m/s (1分) (3)A、

23、B相碰后，A做勻速圓周運(yùn)動(dòng)且垂直PQ飛出，則運(yùn)動(dòng)半徑R=h， (1分) 運(yùn)動(dòng)軌跡如圖甲所示。由BqvA= 代入數(shù)據(jù)得vA=0.9 m/s (1分) B球做平拋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖乙所示，設(shè)飛行的水平距離為x，時(shí)間為t，則有：x=vB0t,h-xtanθ= (2分) 又vB0=vytanθ=gttanθ 聯(lián)立以上三式可得，x=1.2 m，t=0.4 s (1分) vB0=3 m/s。 (1分) 答案：(1)17 N/C 方向豎直向上 (2)0<≤0.4 m/s (3)vA=0.9 m/s vB0=3 m/s