高考专题训练八带电粒子在复合场中的运动
时间:40分钟分值:100分
1.(2014·高考终极猜想八)如图所示,表面粗糙的斜面固定于地面上,并处于方向垂直纸面向外、强度为B的匀强磁场中.质量为m、带电荷量为+Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑.在滑块下滑的过程中,下列判断正确的是()
A.滑块受到的摩擦力不变
B.滑块到达地面时的动能与B的大小无关
C.滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下
D.B很大时,滑块可能静止于斜面上
解析根据左手定则可知,滑块受到垂直斜面向下的洛伦兹力,C 对.随着滑块速度的变化,洛伦兹力大小变化,它对斜面的压力大小发生变化,故滑块受到的摩擦力大小变化,A错.B越大,滑块受到的洛伦兹力越大,受到的摩擦力也越大,摩擦力做功越多,据动能定理,滑块到达地面时的动能就越小,B错.由于开始时滑块不受洛伦兹力就能下滑,故B 再大,滑块也不可能静止在斜面上,D错.
答案C
2.(多选题)(2014·浙江省嘉兴市摸底)回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电源相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示,要增大带电粒子射出时的动能,则下列说法中正确的是()
A.增大匀强电场间的加速电压
B.增大磁场的磁感应强度
C.减小狭缝间的距离
D.增大D形金属盒的半径
解析回旋加速器利用电场加速和磁场偏转加速粒子,粒子射出时的
轨道半径恰好等于D形盒的半径,根据qvB=mv2
R可得,v=
qBR
m,因此离
开回旋加速器时的动能E k=1
2mv
2=
q2B2R2
2m可知,与加速电压无关,与狭缝
距离无关,A、C错误;磁感强度越大,D形盒的半径越大,动能越大,B、D正确.
答案BD
3.如图所示,一个静止的质量为m、电荷量为q的粒子(重力忽略不计),经加速电压U加速后,垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,粒子打到P点,OP=x,能正确反映x与U之间关系的是()
A.x与U成正比B.x与U成反比
C.x与U成正比D.x与U成反比
解析由x=2R=2mv
qB,qU=
1
2mv
2,可得x与U成正比,选项C正
确.
答案C
4.1931年英国物理学家狄拉克从理论上预言:存在只有一个磁极的粒子,即“磁单极子”.其周围磁感线呈均匀辐射状分布,距离它r处的磁
感应强度大小为B=k
r2(k为常数).磁单极子N的磁场分布如图①所示,与
如图②所示正点电荷Q的电场分布相似.假设磁单极子N和正点电荷Q均固定,有一非磁性材料制成的带电小球分别在N的正上方和Q的正下方附近做水平匀速圆周运动,下列关于小球的电性及运动方向的说法可能正确的是()
①②
A.图①中小球带正电,由上往下看做顺时针运动
B.图①中小球带正电,由上往下看做逆时针运动
C.图②中小球带正电,由上往下看做逆时针运动
D.图②中小球带正电,由上往下看做顺时针运动
解析受力情况如下图所示,图①中的小球如果带正电,由上往下看做顺时针运动,如果带负电,由上往下看做逆时针运动,因此A对B错;图②中的小球一定带负电,所以C、D错.
①②
答案A
5.如图所示,两个相同的半圆形光滑绝缘轨道分别竖直放置在匀强电场E和匀强磁场B中,轨道两端在同一高度上,两个相同的带正电小球a、
b同时从轨道左端最高点由静止释放,
且在运动中始终能通过各自轨道的最低点M、N,则()
A.两小球某次到达轨道最低点时的速度可能有vN=vM
B.两小球都能到达轨道的最右端
C.小球b第一次到达N点的时刻与小球a第一次到达M点的时刻相同
D.a小球受到的电场力一定不大于a的重力,b小球受到的最大洛伦兹力可能大于b的重力
解析由于洛伦兹力不做功,电场力对带电小球一定做负功,所以两小球某次到达轨道最低点时的速度不可能有v N=v M,选项A错误;小球b 可以到达轨道的最右端,小球a不能到达轨道的最右端,选项B错误;由于两个小球受力情况不同,运动情况不同,小球b第一次到达N点的时刻与小球a第一次到达M点的时刻不相同,选项C错误;a球能通过最低点M,有mgR-qER≥0即mg≥qE,所以a小球受到的电场力一定不大于a
的重力,b球到N点时速度v=2gR,可能满足qvB-mg=mv2
R,b小球
受到的最大洛伦兹力可能大于b的重力,选项D正确.答案D
6.(多选题)如图所示,在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中,有一竖直足够长固定绝缘杆MN,小球P套在杆上,已知P的质量为m,电荷量为+q,电场强度为E,磁感应强度为B,P与杆间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.小球由静止开始下滑直到稳定的过程中() A.小球的加速度一直减小
B.小球的机械能和电势能的总和保持不变
C.下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是v=2μqE-mg
2μqB
D.下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是v=2μqE+mg
2μqB
解析在运动过程中,小球受到竖直向下的重力G、水平向左的电场力F电、水平向右的洛伦兹力F洛和竖直向上的摩擦力f的作用,其中重力和电场力是恒力,洛伦兹力和摩擦力都随速度大小的改变而改变,根据牛
顿第二定律有mg-f=ma,其中f=μ|Eq-qvB|,可求得a=g-μq
m|E-Bv|,
可见,在整个运动的初始阶段,小球速度较小,洛伦兹力小于电场力,小球做加速度逐渐增大的加速运动,随着速度增大,洛伦兹力变大,当小球的电场力大小等于洛伦兹力时,加速度达到最大为g,之后,洛伦兹力大于电场力,小球开始做加速度逐渐减小的加速运动,当加速度减为零,小球的速度达到最大,之后小球以该最大速度匀速下落.根据以上分析可知,
选项A 错误;整个运动过程中,摩擦力对小球做了负功,所以小球的机械能和电势能的总和逐渐减小,选项B 错误;当下滑加速度为最大加速度一
半时即a =g 2时,g -μq m |E -Bv|=g 2,可得v =2μqE±mg 2μqB
,选项C 、D 正确. 答案 CD
7.(多选题)(2014·江苏卷)如图所示,导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间,线圈中电流为I ,线圈间产生匀强磁场,磁感应强度大小B 与I 成正比,方向垂直于霍尔元件的两侧面,此时通过霍尔元件的电流
为I H ,与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压U H 满足:U H =k I H B d
,式中k 为霍尔系数,d 为霍尔元件两侧面间的距离.电阻R 远大于R L ,霍尔元件的电阻可以忽略,则( )
A .霍尔元件前表面的电势低于后表面
B .若电源的正负极对调,电压表将反偏
C .I H 与I 成正比
D .电压表的示数与R L 消耗的电功率成正比
解析 导电物质为电子,由左手定则得电子受到洛伦兹力向后表面偏转,后表面电势低,选项A 错误;若将电源的正负极对调,磁场和电子的运动方向同时反向,洛伦兹力的方向不变,电压表仍能正常偏转,选项B
错误;电路是稳定电路,线圈中的电流和通过霍尔元件的电流的比例不变,
选项C 正确;U H =k I H B d
,而B 与I 成正比,故U H 正比于I H ·I ,而R L 的功率正比于I 2L ,I H ·I 与I 2L 的比例不变,
故U H 正比于R L 的功率,选项D 正确. 答案 CD
8.(2014·湖北省八市联考)如图①所示,水平直线MN 下方有竖直向上
的匀强电场,现将一重力不计、比荷q m
=1×106 C /kg 的正电荷置于电场中的O 点由静止释放,经过π15
×10-5 s 后,电荷以v 0=1.5×104 m /s 的速度通过MN 进入其上方的匀强磁场,磁场与纸面垂直,磁感应强度B 按图②所示规律周期性变化(图②中磁场以垂直纸面向外为正,以电荷第一次通过MN 时为t =0时刻).计算结果可用π表示.
①
②
(1)求O 点与直线MN 之间的电势差;
(2)求t=2π
3×10
-5s时刻电荷与O点的水平距离;
(3)如果在O点右方d=67.5 cm处有一垂直于MN的足够大的挡板,求电荷从O点出发运动到挡板所需的时间.
解析(1)电荷在电场中做匀加速直线运动,由动能定理Uq=1
2mv
2
U=mv20
2q=112.5 V
(2)当磁场垂直纸面向外时,设电荷运动的半径为r1,则B1qv0=mv20 r1,
r1=mv0
qB1=5 cm
周期T1=
2πm
qB1=
2π
3×10
-5s
当磁场垂直纸面向里时,电荷运动的半径r2=
mv0
qB2=3 cm
周期T2=
2πm
qB2=
2π
5×10
-5s
故电荷从t=0时刻开始做周期性运动,其运动轨迹如图所示t=
2π
3×10
-5s时刻电荷与O点的水平距离
Δd=2(r1-r2)=4 cm
(3)电荷从第一次通过MN开始,其运动的周期T=4π
5×10
-5s
根据电荷的运动情况可知,电荷到达挡板前运动的完整周期数为15个此时电荷沿MN运动的距离s=15Δd=60 cm
则最后7.5 cm的运动轨迹如图所示,
解得:cosα=0.5,则α=60°
故电荷运动的总时间t总=t1+15T+1
2T1-
60°
360°T1=3.86×10
-4s或
(553π/45)×10-5s或(12π+13π/45)×10-5s
9.(2014·河北省保定市调研)如图,MN平行于PQ,中间存在平行于纸面向上的匀强磁场,MN与PQ间距离为d,电压为U,MN上方存在足够大的磁场区域,分为圆形区域内、外两部分,磁感应强度大小均为B,方向垂直纸面向外,区域圆与边界MN相切.一个带电荷量为+q、质量为m的粒子(不计重力与空气阻力),由电场边缘沿PQ方向射入电场,运动一段时间后经过边界MN进入磁场.在磁场中运动一段时间后,从A点以指向圆心O的方向进入圆形区域,点A与圆心O的连线跟MN成30°夹角,之后粒子离开圆形区域并经过圆外区域返回电场.已知粒子在磁场运动过程中,离开MN的最远点恰好位于圆心O的正下方.(粒子始终在MN和PQ确定的平面内运动).
(1)求粒子在磁场中运动的速率;
(2)求粒子进入磁场前在电场中运动的水平位移;
(3)若圆形区域内磁场磁感应强度大小可调,圆外区域磁场不变.经调节,使粒子只经过该区域一次就可以垂直边界MN返回电场.求粒子从进入圆形区域磁场到返回电场前的运动时间可能是多少.
解析(1)粒子进入磁场后轨迹如图所示,由几何关系求得
r=3R
设粒子在磁场中的速率为v,则qvB=mv2 r
解得v=3qBR m
第二种解法:如果R按未知量算,如图所示,由几何知识知道,O′D =R;设圆周运动半径为r
CO ′=r =3R ,CD =2R
设刚进磁场时速度为v ,则v sin α=v y
又qU =12mv 2y ,且sin α=CD CO ′=63
所以v = 3qU m
再由qvB =mv 2r 可以得到R =1B
mU q (2)设粒子刚进入电场时速率为v 0,沿PQ 方向位移为x
x =v 0t ,d =12
at 2 在电场中q U d
=ma 从电场到磁场的运动过程
Uq =12mv 2-12
mv 20 x = 6B 2qR 2-4Um Um
d 第二种解法:
设粒子刚进入电场时速率为v 0,设PQ 方向位移为x ,由几何知识知道,水平位移x =v 0t ,v cos α=v 0
v sin α=at
q U d
=ma cos α=33
x =2d
或者直接得出x =GF =2EF =2d tan α
=2d (3)经过调整后,粒子可能有两种情况会垂直打在MN 边界上:
①如图所示,粒子无需经过圆外区域的磁场直接垂直打在MN 上,设调整后的磁感应强度大小为B 1,运动周期为T 1,由几何关系求得在新磁场区的运动半径:
r 1=R tan 30°=33
R 粒子在圆形区域中的运动半径r 1=mv qB 1 联立解得B 1=3B
周期T 1=2πm qB 1
从进入此区域到打在MN 上用时t 1=T 13=2πm 9qB
②如图所示,粒子经过圆区域之后再经过圆外磁场区而垂直打在MN 上,作图可知,根据几何关系可知,此种情况只需令圆区域内的磁感应强度为0即可使粒子垂直打在MN 上
设这种情况总用时为t 2则可得到
t 2=2R v +2πm 3qB =2(3+π)m 3qB
答案 (1)3qBR m 或 3qU m (2) 6B 2qR 2-4Um Um
d 或2d (3)2πm 9qB 或2(3+π)m 3qB
10.(2014·甘肃省兰州市、张掖市联考)在平面直角坐标系xOy 的第一象限内有一圆形匀强磁场区域,半径r =0.1 m ,磁感应强度B =0.5 T ,与y 轴、x 轴分别相切于A 、C 两点.第四象限内充满平行于x 轴的匀强电场,电场强度E =0.3 V /m ,如图所示.某带电粒子以v 0=20 m /s 的初速度,自A 点沿AO 1方向射入磁场,从C 点射出(不计重力).
(1)求带电粒子的比荷q m;
(2)若该粒子以相同大小的初速度,自A点沿与AO1成30°角的方向斜向上射入磁场,经磁场、电场后射向y轴,求经过y轴时的位置坐标.
解析
(1)由题意知粒子在磁场中运动的半径R=r=0.1 m
由牛顿第二定律得
qv0B=mv20/R
解得q/m=400 C/kg
(2)因粒子的半径没有变化,由几何关系知它将垂直射入电场中
x轴方向R+R sin30°=qEt2/2m
t=0.05 s
y轴方向Δy=v0t
解得Δy=1 m
则经过y轴时的位置坐标为(0,-1 m)
答案(1)400 C/kg(2)(0,-1 m)
11.(2014·黑龙江省大庆市质量检测)如图①所示,在光滑绝缘的水平桌面上建立一xOy坐标系,水平桌面处在周期性变化的电场和磁场中,电场和磁场的变化规律如图②所示(规定沿y轴正方向为电场强度的正方向,
竖直向下为磁感应强度的正方向).在t =0时刻,一质量为10 g 、电荷量为0.1 C 的带正电金属小球自坐标原点O 处,以v 0=2 m /s 的速度沿x 轴正方向射出.已知E 0=0.2 N /C 、B 0=0.2π T .求:
①
②
(1)t =1 s 末金属小球速度的大小和方向; (2)1~2 s 内,金属小球在磁场中做圆周运动的周期和半径;
(3)6 s 内金属小球运动至离x 轴最远点时的位置坐标.
解析 (1)在0~1 s 内,小球在电场力作用下,在x 轴方向上做匀速运
动v x =v 0,y 轴方向做匀加速直线运动v y =qE 0t m
1 s 末小球的速度v 1=v 2x +v 2y =
2 2 m /s
设v 1与x 轴正方向的夹角为α,则tan α=v y /v x =1
故α=45°
(2)在1~2 s内,小球在磁场中做匀速圆周运动的周期T=2πm
qB0=1 s
由洛伦兹力公式得
qv1B0=mv21 R1
解得R1=mv1
qB0=
2
πm
(3)如图所示,在5 s内,小球部分运动轨迹可视为一个连续抛物线.由匀变速直线运动规律知x方向上x3=v x t
v x=v0
y方向上y3=at2/2
a=qE0/m
vy3=at
5 s末时小球的速度
v=v2x+y2y3=210 m/s
tanθ=vy3/v0=3(θ为v与x轴的夹角)
在5~6 s内,小球在磁场中做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力有R=mv/qB0
由几何关系得,离x轴最远点G的坐标为(x,y),其中x=x3-x2,y =y3+y2
而x2=R sinθ,y2=R(1+cosθ)
由上述各式可得x=(6-3π)m
y=(9+10+1π)m
答案(1)2 2 m/s,方向与x轴正向夹角45°
(2)1 s
2
πm
(3)x=(6-3
π) m,y=(9+
10+1
π) m
《曲线运动》经典例题 1、关于曲线运动,下列说法中正确的是(AC) A. 曲线运动一定是变速运动 B. 变速运动一定是曲线运动 C. 曲线运动可能是匀变速运动 D. 变加速运动一定是曲线运动 【解析】曲线运动的速度方向沿曲线的切线方向,一定是变化的,所以曲线运动一定是变速运动。变速运动可能是速度的方向不变而大小变化,则可能是直线运动。当物体受到的合力是大小、方向不变的恒力时,物体做匀变速运动,但力的方向可能与速度方向不在一条直线上,这时物体做匀变速曲线运动。做变加速运动的物体受到的合力可能大小不变,但方向始终与速度方向在一条直线上,这时物体做变速直线运动。 2、质点在三个恒力F1、F2、F3的共同作用下保持平衡状态,若突然撤去F1,而保持F2、F3不变,则质点(A) A.一定做匀变速运动B.一定做直线运动 C.一定做非匀变速运动D.一定做曲线运动 【解析】质点在恒力作用下产生恒定的加速度,加速度恒定的运动一定是匀变速运动。由题意可知,当突然撤去F1而保持F2、F3不变时,质点受到的合力大小为F1,方向与F1相反,故一定做匀变速运动。在撤去F1之前,质点保持平衡,有两种可能:一是质点处于静止状态,则撤去F1后,它一定做匀变速直线运动;其二是质点处于匀速直线运动状态,则撤去F1后,质点可能做直线运动(条件是F1的方向和速度方向在一条直线上),也可能做曲线运动(条件是F1的方向和速度方向不在一条直线上)。 3、关于运动的合成,下列说法中正确的是(C) A. 合运动的速度一定比分运动的速度大 B. 两个匀速直线运动的合运动不一定是匀速直线运动 C. 两个匀变速直线运动的合运动不一定是匀变速直线运动 D. 合运动的两个分运动的时间不一定相等 【解析】根据速度合成的平行四边形定则可知,合速度的大小是在两分速度的和与两分速度的差之间,故合速度不一定比分速度大。两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动。两个匀变速直线运动的合运动是否是匀变速直线运动,决定于两初速度的合速度方向是否与合加速度方向在一直线上。如果在一直线上,合运动是匀变速直线运动;反之,是匀变速曲线运动。根据运动的同时性,合运动的两个分运动是同时的。 4、质量m=0.2kg的物体在光滑水平面上运动,其分速度v x和v y随时间变化的图线如图所示,求: (1)物体所受的合力。 (2)物体的初速度。 (3)判断物体运动的性质。 (4)4s末物体的速度和位移。 【解析】根据分速度v x和v y随时间变化的图线可知,物体在x 轴上的分运动是匀加速直线运动,在y轴上的分运动是匀速直线 运动。从两图线中求出物体的加速度与速度的分量,然后再合成。 (1) 由图象可知,物体在x轴上分运动的加速度大小a x=1m/s2,在y轴上分运动的加速度为0,故物体的合加速度大小为a=1m/s2,方向沿x轴的正方向。则物体所受的合力 F=ma=0.2×1N=0.2N,方向沿x轴的正方向。 (2) 由图象知,可得两分运动的初速度大小为 v x0=0,v y0=4m/s,故物体的初速度
专题八带电粒子在复合场中的运动 考纲解读 1.能分析计算带电粒子在复合场中的运动.2.能够解决速度选择器、磁流体发电机、质谱仪等磁场的实际应用问题 1.[带电粒子在复合场中的直线运动]某空间存在水平方向的匀强电场(图中未画出),带电小球沿 如图1所示的直线斜向下由A点沿直线向B点运动,此空间同时存在由A指向B的匀强磁场,则 下列说确的是() A.小球一定带正电B.小球可能做匀速直线运动 C.带电小球一定做匀加速直线运动;D.运动过程中,小球的机械能增大;图1 2.[带电粒子在复合场中的匀速圆周运动]如图2所示,一带电小球在一正交电场、磁场区域里做匀 速圆周运动,电场方向竖直向下,磁场方向垂直纸面向里,则下列说确的是() A.小球一定带正电B.小球一定带负电; C.小球的绕行方向为顺时针;D.改变小球的速度大小,小球将不做圆周运动图2 考点梳理 一、复合场 1.复合场的分类 (1)叠加场:电场、磁场、重力场共存,或其中某两场共存. (2)组合场:电场与磁场各位于一定的区域,并不重叠或相邻或在同一区域,电场、磁场交替出现. 2.三种场的比较 项目 名称 力的特点功和能的特点 重力场大小:G=mg 方向:竖直向下 重力做功与路径无关 重力做功改变物体的重力势能 静电场大小:F=qE 方向:a.正电荷受力方向与场强方向相同 b.负电荷受力方向与场强方向相反 电场力做功与路径无关 W=qU 电场力做功改变电势能 磁场洛伦兹力F=q v B 方向可用左手定则判断 洛伦兹力不做功,不改变带电粒子 的动能 二、带电粒子在复合场中的运动形式 1.静止或匀速直线运动 当带电粒子在复合场中所受合外力为零时,将处于静止状态或做匀速直线运动. 2.匀速圆周运动 当带电粒子所受的重力与电场力大小相等,方向相反时,带电粒子在洛伦兹力的作用下,在垂直于匀强磁场的平面做匀速圆周运动. 3.较复杂的曲线运动 当带电粒子所受合外力的大小和方向均变化,且与初速度方向不在同一直线上,粒子做非匀变速曲线运动,这时粒子运动轨迹既不是圆弧,也不是抛物线. 4.分阶段运动 带电粒子可能依次通过几个情况不同的组合场区域,其运动情况随区域发生变化,其运动过程由几种不同的运动阶段组成.
专题练(二) 大气的运动规律 一、选择题(每小题4分,共44分) (2019·高考全国卷Ⅱ)积云为常见的一类云,其形成受下垫面影响强烈。空气在对流过程中,气流携带来自下垫面的水汽上升,温度不断下降,至凝结温度时,水汽凝结成云。水汽开始凝结的高度即为积云的云底高度。据此完成1~3题。 1.大气对流过程中上升气流与下沉气流相间分布,因此积云常常呈( ) A.连续层片状B.鱼鳞状 C.间隔团块状D.条带状 2.积云出现频率最高的地带是( ) A.寒温带针叶林地带B.温带落叶阔叶林地带 C.亚热带常绿阔叶林地带D.热带雨林地带 3.在下垫面温度决定水汽凝结高度的区域,积云的云底高度低值多出现在( ) A.日出前后B.正午 C.日落前后D.午夜 解析:第1题,根据材料,积云是由空气对流上升冷却使水汽发生凝结而形成的。因此,积云的外形特征与空气对流运动的特点紧密相关。由于大气对流过程中上升气流和下沉气流相间分布,气流上升地方的高空形成积云,气流下沉地方的水汽不易凝结,高空无积云,故积云常出现间隔团块状。C对。连续层片状、鱼鳞状和条带状的云,都在空中大面积连续分布,不符合空气对流运动下积云的特点。A、B、D错。第2题,积云是下垫面受热使空气产生对流运动形成的,热带雨林地带属于热带雨林气候,空气对流运动最显著,因而积云出现频率最高。D对。寒温带针叶林地带分布纬度较高,主要属于亚寒带针叶林气候,空气对流运动弱。A错。温带落叶阔叶林地带主要受温带季风气候或温带海洋性气候影响,空气对流运动较弱。B错。亚热带常绿阔叶林地带地处亚热带,属于亚热带季风和季风性湿润气候,虽然气温较高,但空气对流运动比热带雨林地带弱。C错。第3题,一天中日出前后地面温度最低,近地面气温最低,导致空气对流运动最弱,上升气流到达的高度最低,因此积云的云底高度最低。A对。正午、午夜和日落前后的温度一般要高于日出前后,因而对流运动相对较强,其形成积云的云底高度也相对较高。B、C、D错。 答案:1.C 2.D 3.A (2019·辽宁抚顺一模)下图为晴天我国某绿洲与周围沙漠气温日变化示意图。读图,
专题 曲线运动 一、运动的合成和分解 【题型总结】 1.合力与轨迹的关系 如图所示为一个做匀变速曲线运动质点的轨迹示意图,已知在B 点的速度与加速度相互垂直,且质点的运动方向是从A 到E ,则下列说法中正确的是( ) A .D 点的速率比C 点的速率大 B .A 点的加速度与速度的夹角小于90° C .A 点的加速度比D 点的加速度大 D .从A 到D 加速度与速度的夹角先增大后减小 2.运动的合成和分解 例:一人骑自行车向东行驶,当车速为4m /s 时,他感到风从正南方向吹来,当车速增加到7m /s 时。他感到风从东南方向(东偏南45o)吹来,则风对地的速度大小为( ) A. 7m/s B. 6m /s C. 5m /s D. 4 m /s 3.绳(杆)拉物类问题 例:如图所示,重物M 沿竖直杆下滑,并通过绳带动小车m 沿斜面升高.问:当滑轮右侧的绳与竖直方向成θ角,且重物下滑的速率为v 时,小车的速度为多少? 练习1:一根绕过定滑轮的长绳吊起一重物B ,如图所示,设汽车和重物的速度的大小分别为B A v v ,,则( ) A 、 B A v v = B 、B A v v ? C 、B A v v ? D 、重物B 的速度逐渐增大 4.渡河问题 例1:在抗洪抢险中,战士驾驶摩托艇救人,假设江岸是平直的,洪水沿江向下游流去,水流速度为v 1,摩托艇在静水中的航速为v 2,战士救人的地点A 离岸边最近处O 的距离为d ,如战士想在最短时间内将人送上岸,则摩托艇登陆的地点离O 点的距离为( ) 例2:某人横渡一河流,船划行速度和水流动速度一定,此人过河最短时间为了T 1;若此船用最短的位移过河,则需时间为T 2,若船速大于水速,则船速与水速之比为( ) (A) (B) (C) (D) 【巩固练习】 1、 一个劈形物体M ,各面都光滑,放在固定的斜面上,上表面水平,在上表面放一个 光滑小球m ,劈形物体由静止开始释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( ) m
42+ 32 【题型总结】 专题五曲线运动 一、运动的合成和分解 1.速度的合成:(1)运动的合成和分解(2)相对运动的规律v甲地=v甲乙+v乙地 例:一人骑自行车向东行驶,当车速为 4m/s 时,他感到风从正南方向吹来,当车速增加到 7m/s 时。他感到风从东南方向(东偏南45o)吹来,则风对地的速度大小为() A. 7m/s B. 6m/s C. 5m/s D. 4 m/s 解析:“他感到风从正南方向(东南方向)吹来” ,即风相对车的方向是正南方向(东南方向)。而风相 对地的速度方向不变,由此可联立求解。 解:∵θ=45°∴V 风对车=7—4=3 m/s ∵V 风对车 +V 车对地 =V 风对地 V 风对 ∴V 风对地= =5 答案:C 2.绳(杆)拉物类问题 m/s V 风对 V 车对 ① 绳(杆)上各点在绳(杆)方向上的速度相等 ②合速度方向:物体实际运动方向 分速度方向:沿绳(杆)伸(缩)方向:使绳(杆)伸(缩) 垂直于绳(杆)方向:使绳(杆)转动 例:如图所示,重物M 沿竖直杆下滑,并通过绳带动小车m 沿斜面升高.问:当滑轮右侧的绳与竖直方向成θ 角,且重物下滑的速率为v 时,小车的速度为多少? 解:方法一:虚拟重物M 在Δt 时间内从A 移过Δh 到达C的运动,如图(1)所示,这个运动可设想为两 个分运动所合成,即先随绳绕滑轮的中心轴O 点做圆周运动到B,位移为Δs1,然后将绳拉过Δs2到C. 1 若Δt 很小趋近于0,那么Δφ→0,则Δs1=0,又OA=OB,∠OBA=β=2 (180°- Δφ)→90°.亦即Δs1近似⊥Δs2,故应有:Δs2=Δh·cosθ ?s 2 因为?t = ?h ?t ·cosθ,所以v′=v·cosθ 方法二:重物M 的速度v 的方向是合运动的速度方向,这个v 产生两个效果:一是使绳的这一端绕滑轮做顺时针方向的圆周运动;二是使绳系着重物的一端沿绳拉力的方向以速率v′运动,如图(2)所示,由图可知,v′=v·cosθ. (1)(2) V 风对 θ
带电粒子在复合场中的运动 一、复合场的概念 1.重力是否考虑:研究对象的重力是否要考虑,应根据题目的条件而定;一般情况下微观粒子重力不考虑,宏观物体的重力要考虑; 2.电场力的大小及方向要会判断 3.洛仑兹力的大小及方向要会判断 二、复合场中的运动分类 1.复合场分立在不同区域――应熟悉在各种场中的运动及相应解题方法 (1)在电场中常考的运动:加(减)速直线――动能定理;类平抛――速度、位移的合成与分解。(2)在磁场中常考的运动:匀速圆周运动――定圆心、画轨迹、找几何关系列方程求解 例1. 在平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M 点以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成θ=60°角射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场,如图所示,不计粒子重力,求 (1)M、N两点间的电势差U MN; (2)粒子在磁场中运动的轨道半径r; (3)粒子从M点运动到P点的总时间t. 2.复合场叠加在同一区域 (1)当研究对象所受合外力为0时,静止或者匀速直线运动 (2)当研究对象所受合外力与v共线时,匀变速直线运动 例2.如图,两虚线之间的空间内存在着正交或平行的匀强电场E和匀强磁场B,有一个带正电的小球(电量为+q,质量为m)从正交或平行的电磁复合场上方的某一高度自由落下。那么小球可能沿直线通过下列哪个复合场() 重要结论1:在含有磁场的区域,研究对象做直线运动,则一定为匀速直线运动. (3)当研究对象所受合处力与v不共线时,曲线运动。(圆周运动或者复杂曲线) (圆周)例3. 如图所示,带电液滴从h高处自由落下,进入一个匀强电场与匀强磁场互相垂 直的区域,磁场方向垂直纸面,电场强度为E,磁感应强度为B.已知液滴在此区域中做匀 速圆周运动,则圆周运动的半径R=__________________ 重要结论2:在三个场都存在的时候,若研究对象做匀速圆周运动,则电场力一定与重力大小相等方(复杂曲线)例4.在空间有相互垂直的场强为E的匀强电场和磁感强度为B的匀强磁 场,如图所示,一质量为m电荷量为e的电子从原点静止释放,不计重力。求电子在 y轴方向前进的最大距离Y m。 重要结论3:当合外力大小和方向均变化,且与初速度方向不在一条直线上,粒子做非匀变速曲线运动,这时粒子运动轨迹既不是圆弧,也不是抛物线。常用配速法对轨迹进行分解。
专题二大气运动 强化练 时间:45分钟分数:90分 一、选择题(共11个小题,每小题4分,共44分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。) [2019·北京丰台区二模]“山明水净夜来霜,数树深红出浅黄”(唐·刘禹锡)。下图为大气受热过程示意图。读图回答1~2题。 1.“数树深红出浅黄”的时节,下列说法可信的是() A.地球公转速度逐渐变慢B.我国江南地区草长莺飞 C.“雪龙号”科考船前往南极考察D.美国洛杉矶地区森林火险等级高 2.“夜来霜”的形成原因是() A.①增强B.②增强C.③减弱D.④减弱 [2019·北京海淀区查漏补缺]读图,回答3~4题。
3.如果图中表示三圈环流中的低纬环流,则正确的叙述为() A.丙为极地高气压带 B.常年受丙控制的地区往往形成干燥的气候 C.在气压带丁和风带①交替控制下会形成地中海气候 D.丙为副热带高气压带,其成因与极地高气压带相同 4.如果此图表示东亚冬季的季风环流,则下列叙述正确的是() A.丙、丁两地中,丁地是陆地 B.丙、丁两地中,丙地气温高于丁地 C.该环流形成的主要原因是海陆热力性质差异 D.①气候温暖湿润 [2019·北京卷]下图为北半球某日2时海平面气压分布图(单位:百帕)。读图回答5~6题。 5.据图推断,() A.北京风速大,风向偏东南B.甲地可能出现强降水天气 C.极地气温低,气压值最高D.热带太平洋洋面生成台风 6.依据气压分布,该日最接近() A.冬至B.小满C.夏至D.立秋 [2019·江苏苏锡常镇四市模拟]下图为某地某一时刻气压场
分布与天气系统剖面图(仅考虑大气状况)。读图回答7~8题。 7.关于图示地区,下列说法正确的是() A.暖气团在此天气系统形成过程中占主导 B.①处的气压高于②处 C.此时③处多阴雨天气 D.④处此时吹偏北风 8.控制以下天气现象的天气系统与上图可能相似的是() A.春季华北的沙尘暴天气B.夏季浙江的台风 C.我国北方地区秋高气爽的天气D.长江中下游的梅雨天气 [2019·泄露天机押题卷]一般情况下,大气温度随着高度增加而下降,可是在某些天气条件下,地面上空的大气结构会出现气温随高度增加而升高的反常现象,气象学上称之为“逆温”。读我国某地区温度垂直剖面(单位:℃)示意图,完成9~11题。 9.图中气温垂直分布形成的主要原因是() A.海拔越高,吸收的地面辐射越少 B.海拔越高,吸收的太阳辐射越少 C.纬度越高,到达地面的太阳辐射越少 D.纬度越高,受冷空气影响越强 10.导致甲处等温线凸向低纬的主要因素是() A.海拔B.纬度位置C.大气环流D.距海远近 11.下列城市中,逆温层厚度最大的是()
专题五曲线运动 一、运动的合成和分解【题型总结】 1.速度的合成:(1)运动的合成和分解(2)相对运动的规律 乙地 甲乙 甲地 v v v+ = 例:一人骑自行车向东行驶,当车速为4m/s时,他感到风从正南方向吹来,当车速增加到7m/s时。他 感到风从东南方向(东偏南45o)吹来,则风对地的速度大小为() A. 7m/s B. 6m/s C. 5m/s D. 4 m/s 解析:“他感到风从正南方向(东南方向)吹来”,即风相对车的方向是正南方向(东南方向)。而风相对地的速度方向不变,由此可联立求解。 解:∵θ=45°∴V风对车=7—4=3 m/s ∵ 风对地 车对地 风对车 V V V= + ∴V风对地=5 3 42 2= + m/s 答案:C 2.绳(杆)拉物类问题 ①绳(杆)上各点在绳(杆)方向 ......上的速度相等 ②合速度方向:物体实际运动方向 分速度方向:沿绳(杆)伸(缩)方向:使绳(杆)伸(缩) 垂直于绳(杆)方向:使绳(杆)转动 例:如图所示,重物M沿竖直杆下滑,并通过绳带动小车m沿斜面升高.问:当滑轮右侧的绳与竖直方向成θ角,且重物下滑的速率为v时,小车的速度为多少? 解:方法一:虚拟重物M在Δt时间内从A移过Δh到达C的运动,如图(1)所示,这个运动可设想为两个分运动所合成,即先随绳绕滑轮的中心轴O点做圆周运动到B,位移为Δs1,然后将绳拉过Δs2到C. 若Δt很小趋近于0,那么Δφ→0,则Δs1=0,又OA=OB,∠OBA=β=2 1 (180°-Δφ)→90°. 亦即Δs1近似⊥Δs2,故应有:Δs2=Δh·cosθ 因为t h t s ? ? = ? ? 2 ·cosθ,所以v′=v·cosθ 方法二:重物M的速度v的方向是合运动的速度方向,这个v产生两个效果:一是使绳的这一端绕滑轮做顺时针方向的圆周运动;二是使绳系着重物的一端沿绳拉力的方向以速率v′运动,如图(2)所示,由图可知,v′=v·cosθ. (1)(2) V风对车 V风对地 V车对地 V风对车 θ
专题带电粒子在复合场中的运动 考点梳理 一、复合场 1.复合场的分类 (1)叠加场:电场、磁场、重力场共存,或其中某两场共存. (2)组合场:电场与磁场各位于一定的区域内,并不重叠或相邻或在同一区域,电场、磁 场交替出现. 二、带电粒子在复合场中的运动形式 1.静止或匀速直线运动 当带电粒子在复合场中所受合外力为零时,将处于静止状态或做匀速直线运动. 2.匀速圆周运动 当带电粒子所受的重力与电场力大小相等,方向相反时,带电粒子在洛伦兹力的作用下,在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动. 3.较复杂的曲线运动 当带电粒子所受合外力的大小和方向均变化,且与初速度方向不在同一直线上,粒子做非匀变速曲线运动,这时粒子运动轨迹既不是圆弧,也不是抛物线. 4.分阶段运动 带电粒子可能依次通过几个情况不同的组合场区域,其运动情况随区域发生变化,其运动过程由几种不同的运动阶段组成.
【规律总结】 带电粒子在复合场中运动的应用实例 1. 质谱仪 (1)构造:如图5所示,由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等构成. 图5 (2)原理:粒子由静止被加速电场加速,根据动能定理可得关系式qU =1 2 m v 2. 粒子在磁场中受洛伦兹力作用而偏转,做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律得关系式q v B =m v 2r . 由两式可得出需要研究的物理量,如粒子轨道半径、粒子质量、比荷. r =1B 2mU q ,m =qr 2B 22U ,q m =2U B 2r 2 . 2. 回旋加速器 (1)构造:如图6所示,D 1、D 2是半圆形金属盒,D 形盒的缝隙处 接交流电源,D 形盒处于匀强磁场中. (2)原理:交流电的周期和粒子做圆周运动的周期相等,粒子在圆周 运动的过程中一次一次地经过D 形盒缝隙,两盒间的电势差一次一 次地反向,粒子就会被一次一次地加速.由q v B =m v 2 r ,得 E km =q 2B 2r 2 2m ,可见粒子获得的最大动能由磁感应强度B 和D 形盒 图6 半径r 决定,与加速电压无关. 特别提醒 这两个实例都应用了带电粒子在电场中加速、在磁场中偏转(匀速圆周运动) 的原理. 3. 速度选择器(如图7所示)(1)平行板中电场强度E 和磁感应强度B 互相 垂直.这种装置能把具有一定速度的粒子选择出来,所以叫做速度 选择器. (2)带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是qE =q v B , 即v =E B . 图7 4. 磁流体发电机 (1)磁流体发电是一项新兴技术,它可以把内能直接转化为电能. (2)根据左手定则,如图8中的B 是发电机正极. (3)磁流体发电机两极板间的距离为L ,等离子体速度为v ,磁场的 磁感应强度为B ,则由qE =q U L =q v B 得两极板间能达到的最大电势 图8
曲线运动经典专题 知识要点: 一、曲线运动三要点 1、条件:运动方向与所受合力不在同一直线上, 2、特点: (1)速度一定是变化的——变速运动 (2)加速度一定不为零,但加速度可能是变化的,也可能是不变的 3、研究方法——运动的合成与分解 二、运动的合成与分解 1、矢量运算:(注意方向) 2、特性: (1)独立性 (2)同时性 (3)等效性 3、合运动轨迹的确定: (1)两个分运动都是匀速直线运动 (2)两个分运动一个是匀速直线运动,另一个是匀变速直线运动 (3)两个分运动都是初速不为零的匀变速直线运动 (4)两个分运动都市初速为零的匀变速直线运动 三、平抛 1、平抛的性质:匀变速曲线运动(二维图解) 2、平抛的分解: 3、平抛的公式: 4、平抛的两个重要推论 5、平抛的轨迹 6、平抛实验中的重要应用 7、斜抛与平抛 8、等效平抛与类平抛 四、匀速圆周运动 1、运动性质: 2、公式: 3、圆周运动的动力学模型和临界问题 五、万有引力 1、万有引力定律的条件和应用 2、重力、重力加速度与万有引力 3、宇宙速度公式和意义 4、人造卫星、航天工程 5、地月系统和嫦娥工程 6、测天体的质量和密度 7、双星、黑洞、中子星 六、典型问题 1、小船过河 2、绳拉小船 3、平抛与斜面 4、等效的平抛 5、平抛与体育 6、皮带传动 7、表针问题 8、周期性与多解问题 6、转盘问题 7、圆锥摆 8、杆绳模型、圆轨道与圆管模型 9、卫星问题 10、测天体质量和密度 11、双星问题 一、绳拉小船问题 例:绳拉小船 汽车通过绳子拉小船,则( D ) A、汽车匀速则小船一定匀速 B、汽车匀速则小船一定加速 C、汽车减速则小船一定匀速 D、小船匀速则汽车一定减速 练习1:如图,汽车拉着重物G,则() A、汽车向左匀速,重物向上加速 B、汽车向左匀速,重物所受绳拉力小于重物重力 C、汽车向左匀速,重物的加速度逐渐减小 D、汽车向右匀速,重物向下减速 练习2:如左图,若已知物体A的速度大小为v A,求重物B的速度大小v B? 练习3:如右图,若α角大于β角,则汽车A的速度汽车B的速度 v B v Aθ A B
2015年带电粒子在复合场中运动的经典例题 1、(15分)如图所示,MN、PQ是平行金属板,板长为L,两板间距离为d,在PQ板的上 方有垂直纸面向里的匀强磁场。一个电荷量为q、质量为m的带负电粒子以速度v0从MN板边缘沿平行于板的方向射入两板间,结果粒子恰好从PQ板左边缘飞进磁场,然后又恰好从PQ板的右边缘飞进电场。不计粒子重力。试求: (1)两金属板间所加电压U的大小; (2)匀强磁场的磁感应强度B的大小; (3)在图中画出粒子再次进入电场的运动轨迹,并标出粒子再次从电场中飞出的位置与速度方向。 B 2.(16分)如图,在x oy平面内,MN和x轴之间有平行于y轴的匀强电场和垂直于x oy 平面的匀强磁场,y轴上离坐标原点4 L的A点处有一电子枪,可以沿+x方向射出速度为v0的电子(质量为m,电量为e)。如果电场和磁场同时存在,电子将做匀速直线运动.如果撤去电场,只保留磁场,电子将从x轴上距坐标原点3L的C点离开磁场.不计重力的影响,求: (1)磁感应强度B和电场强度E的大小和方向; (2)如果撤去磁场,只保留电场,电子将从D点(图中未标出)离开电场,求D点的坐标;(3)电子通过D点时的动能。 3.(12分)如图所示,在y>0的空间中,存在沿y轴正方向的匀强电场E;在y<0的空间中,存在沿y轴负方向的匀强电场,场强大小也为E,一电子(电量为-e,质量为m)在y 轴上的P(0,d)点以沿x轴正方向的初速度v0开始运动,不计电子重力,求: (1)电子第一次经过x轴的坐标值
(2)电子在y方向上运动的周期 (3)电子运动的轨迹与x轴的各个交点中,任意两个相邻交点间的距离 (4)在图上画出电子在一个周期内的大致运动轨迹 4.(16分)如图所示,一个质量为m=2.0×10-11kg,电荷量q=+1.0×10-5C的带电微粒(重力忽略不计),从静止开始经U=100V电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中。金属板长L=20cm,两板间距d=103cm。求:⑴微粒进入偏转电场时的速度v是多大?⑵若微粒射出电场过程的偏转角为θ=30°,并接着进入一个方向垂直与纸面向里的匀强磁场区,则两金属板间的电压U2是多大?⑶若该匀强磁场的宽度为D=103cm,为使微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少多大? 5、如图所示,两个共轴的圆筒形金属电极,外电极接地,其上均匀分布着平行于轴线的四条狭缝a、b、c和d,外筒的外半径为r,在圆筒之外的足够大区域中有平行于轴线方向的均匀磁场,磁感强度的大小为B。在两极间加上电压,使两圆筒之间的区域内有沿半径向外的电场。一质量为m、带电量为+q的粒子,从紧靠内筒且正对狭缝a的S点出发,初速为零。如果该粒子经过一段时间的运动之后恰好又回到出发点S,则两电极之间的电压U应是多少?(不计重力,整个装置在真空中) 解析:如图所示,带电粒子从S点出发,在两筒之间的电场作用下加速,沿径向穿过狭缝a而进入磁场区,在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动。粒子再回到S点的条件是能沿径向穿过狭缝d.只要穿过了d,粒子就会在电场力作用下先减速,再反向加速,经d重新进入磁场区,然后粒子以同样方式经过c、b,再回到S点。设粒子进入磁场区的速度大小为V,根据动能定理,有
二轮专题强化练 一、选择题 (2019·天津市七校期末)“穿堂风”也叫过堂风,是气象学中一种空气流动现象。左图是我国四川某山区的传统民居景观,右图示意穿堂风的形成。据此完成1~2题。 1.“穿堂风”形成的原理和右图近地面气流运动的方向是( ) A.热力环流原理由北向南 B.大气受热过程原理由南向北 C.热力环流原理由南向北 D.温室效应原理由东向西 2.为了使房屋背后的山林夏遮荫、冬挡风,最适宜栽植的地带性植被是( ) A.落叶阔叶林B.常绿硬叶林 C.常绿阔叶林D.针阔叶混交林 答案 1.A 2.C 解析第1题,由题中材料可知,因堂屋北侧的山林和南侧的石质地面热力性质不同,所以白天和夜晚受热不均,而形成热力环流;白天,南侧的石质地面气温高,气压低;北侧的山林气温低,气压高,所以近地面的气流由北向南流。故选A。第2题,落叶阔叶林冬季已落叶,挡风作用弱,A不符合题意;常绿硬叶林是地中海气候区的地带性植被,我国不存在地中海气候,B不符合题意;针阔叶混交林在我国主要分布在纬度较高的东北地区,D不符合题意;四川的地带性植被是亚热带常绿阔叶林,树叶终年不落,树冠茂密,能起到夏遮荫、
冬挡风的作用,C正确。故选C。 (2019·天津市七校期末)2018年1月3日,名为格雷森的“炸弹气旋”袭击了美国东部。“炸弹气旋”是在冷气团与暖气团相遇时形成的气旋,其中心气压在24小时内下降超过24百帕。该类气旋爆发强、发展快,会带来强烈的暴风雪和降温,威力如同炸弹,故被称作“炸弹气旋”。下图为“美国东部1月3日降雪量分布图”。据此完成3~4题。 3.图中降雪量( ) A.最低值出现在伊利湖东南岸 B.从阿巴拉契亚山脉向两侧递减 C.最大值出现在东北沿海 D.布法罗少于亚特兰大 4.“炸弹气旋”格雷森( ) A.生成于热带洋面B.属于温带气旋 C.中心盛行下沉气流D.东南侧盛行偏北风 答案 3.C 4.B 解析第3题,读图分析可知,伊利湖东南岸降雪量大于6英寸,不是最低值,A错误;该区域的降雪量最大值并非在阿巴拉契亚山脉,也没有呈现出从阿巴拉契亚山脉向两侧递减的特点,B错误;图示降雪量最大值出现在东北沿海,C正确;图中的布法罗降雪量介于3~6英寸之间,亚特兰大的降雪量小于1英寸,因此布法罗多于亚特兰大,D错误。故答案选C 项。第4题,由材料分析可知,“炸弹气旋”是在冷气团与暖气团相遇时形成的气旋,由其所在的纬度位置可知,该天气系统主要发生在中高纬度洋面上,由于冷暖空气相遇,暖空气
第五章曲线运动经典分类例题 §5.1 曲线运动基础 一、知识讲解 二、【典型例题】 知识点1、力和运动的关系 1、曲线运动的定义: 2、合外力决定运动的速度: 】 3、合外力和速度是否共线决定运动的轨迹: 4、物体做曲线运动的条件: 习题 1、关于曲线运动的速度,下列说法正确的是:() A、速度的大小与方向都在时刻变化 ) B、速度的大小不断发生变化,速度的方向不一定发生变化 C、速度的方向不断发生变化,速度的大小不一定发生变化 D、质点在某一点的速度方向是在曲线的这一点的切线方向 2、下列叙述正确的是:() A、物体在恒力作用下不可能作曲线运动 B、物体在变力作用下不可能作直线运动 C、物体在变力或恒力作用下都有可能作曲线运动 D、物体在变力或恒力作用下都可能作直线运动 ^ 3、下列关于力和运动关系的说法中,正确的上:() A.物体做曲线运动,一定受到了力的作用 B.物体做匀速运动,一定没有力作用在物体上 C.物体运动状态变化,一定受到了力的作用 D.物体受到摩擦力作用,运动状态一定会发生改变 4、下列曲线运动的说法中正确的是:() A、速率不变的曲线运动是没有加速度的 B、曲线运动一定是变速运动 C、变速运动一定是曲线运动 D、曲线运动一定有加速度,且一定是匀加速曲线运动; 5、物体受到的合外力方向与运动方向关系,正确说法是:() A、相同时物体做加速直线运动 B、成锐角时物体做加速曲线运动 C、成钝角时物体做加速曲线运动 D、如果一垂直,物体则做速率不变的曲线运动6.某质点作曲线运动时:() A.在某一点的速度方向是该点曲线的切线方向 B.在任意时间内位移的大小总是大于路程
经典习题 1、(15分)如图所示,MN、PQ是平行金属板,板长为L,两板间距离为d,在PQ板的上 方有垂直纸面向里的匀强磁场。一个电荷量为q、质量为m的带负电粒子以速度v0从MN板边缘沿平行于板的方向射入两板间,结果粒子恰好从PQ板左边缘飞进磁场,然后又恰好从PQ板的右边缘飞进电场。不计粒子重力。试求: (1)两金属板间所加电压U的大小; (2)匀强磁场的磁感应强度B的大小; (3)在图中画出粒子再次进入电场的运动轨迹,并标出粒子再次从电场中飞出的位置与速度方向。 B 2.(16分)如图,在x oy平面内,MN和x轴之间有平行于y轴的匀强电场和垂直于x oy 平面的匀强磁场,y轴上离坐标原点4 L的A点处有一电子枪,可以沿+x方向射出速度为v0的电子(质量为m,电量为e)。如果电场和磁场同时存在,电子将做匀速直线运动.如果撤去电场,只保留磁场,电子将从x轴上距坐标原点3L的C点离开磁场.不计重力的影响,求: (1)磁感应强度B和电场强度E的大小和方向; (2)如果撤去磁场,只保留电场,电子将从D点(图中未标出)离开电场,求D点的坐标;(3)电子通过D点时的动能。 3.(12分)如图所示,在y>0的空间中,存在沿y轴正方向的匀强电场E;在y<0的空间中,存在沿y轴负方向的匀强电场,场强大小也为E,一电子(电量为-e,质量为m)在y 轴上的P(0,d)点以沿x轴正方向的初速度v0开始运动,不计电子重力,求: (1)电子第一次经过x轴的坐标值
(2)电子在y方向上运动的周期 (3)电子运动的轨迹与x轴的各个交点中,任意两个相邻交点间的距离 (4)在图上画出电子在一个周期内的大致运动轨迹 4.(16分)如图所示,一个质量为m=2.0×10-11kg,电荷量q=+1.0×10-5C的带电微粒(重力忽略不计),从静止开始经U=100V电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中。金属板长L=20cm,两板间距d=103cm。求:⑴微粒进入偏转电场时的速度v是多大?⑵若微粒射出电场过程的偏转角为θ=30°,并接着进入一个方向垂直与纸面向里的匀强磁场区,则两金属板间的电压U2是多大?⑶若该匀强磁场的宽度为D=103cm,为使微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少多大? 5、如图所示,两个共轴的圆筒形金属电极,外电极接地,其上均匀分布着平行于轴线的四条狭缝a、b、c和d,外筒的外半径为r,在圆筒之外的足够大区域中有平行于轴线方向的均匀磁场,磁感强度的大小为B。在两极间加上电压,使两圆筒之间的区域内有沿半径向外的电场。一质量为m、带电量为+q的粒子,从紧靠内筒且正对狭缝a的S点出发,初速为零。如果该粒子经过一段时间的运动之后恰好又回到出发点S,则两电极之间的电压U应是多少?(不计重力,整个装置在真空中) 解析:如图所示,带电粒子从S点出发,在两筒之间的电场作用下加速,沿径向穿过狭缝a而进入磁场区,在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动。粒子再回到S点的条件是能沿径向穿过狭缝d.只要穿过了d,粒子就会在电场力作用下先减速,再反向加速,经d重新进入磁场区,然后粒子以同样方式经过c、b,再回到S点。设粒子进入磁场区的速度大小为V,根据动能定理,有
一、绳拉小船问题 1、汽车通过绳子拉小船,则( D ) A 、汽车匀速则小船一定匀速 B 、汽车匀速则小船一定加速 C 、汽车减速则小船一定匀速 D 、小船匀速则汽车一定减速 2 、如左图,若已知物体A 的速度大小为v A ,求重物 B 的速度大小v B ? 3、如图,竖直平面内放一直角杆,杆的水平部分 粗糙,竖直部分光滑,两部分个套有质量分别为m A =2.0kg 和m B =1.0kg 的小球A 和B ,A 小球与水平杆的动摩擦因数μ=0.20,AB 间用不可伸长的轻绳相连,图示位置处OA=1.5m ,OB=2.0m ,取g=10m/s 2,若用水平力F 沿杆向右拉A ,使B 以1m/s 的速度上升,则在B 经过图示位置上升0.5m 的过程中,拉力F 做了多少功?(6.8J) 二、小船过河问题 1、甲船对静水的速度为v 1,以最短时间过河,乙船对静水的速度为v 2,以最短位移过河,结果两船运动轨迹重合,水速恒定不变,则两船过河时间之比为( ) A 、v 1/v 2 B 、v 2/v 1 C 、(v 1/v 2)2 D 、(v 2/v 1)2 三、平抛与斜面 1、如左图一水平抛出的小球落到一倾角为θ的斜面上时,其速度方向与斜面垂直,运动轨 迹如右图中虚线所示。小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为( ) A . 1tan θ B .12tan θ C .tan θ D .2tan θ 2如图,一物体自倾角为θ的固定斜面顶端平抛后落在斜面上,物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角α满足( ) A 、tan α=sin θ B 、tan α=cos θ C 、tan α=tan θ D 、tan α=2tan θ 3、如右图物体从倾角θ为的斜面顶端以v 0平抛,求物体距斜面的最大距离? 4如图物体从倾角θ为的斜面顶端以v 0平抛,从抛出到离斜面最远所用的时间为t 1,沿斜面位移为s 1,从离斜面最远到落到斜面所用时间为t 2,沿斜面位移为s 2,则( ) A 、t 1 =t 2 B 、t 1 一、带电粒子在复合场中的运动专项训练 1.如图所不,在x轴的上方存在垂直纸面向里,磁感应强度大小为B0的匀强磁场.位于x 轴下方的离子源C发射质量为m、电荷量为g的一束负离子,其初速度大小范围0? ,这束离子经电势差的电场加速后,从小孔O(坐标原点)垂直x轴并垂直磁场射入磁场区域,最后打到x轴上.在x轴上2a?3a区间水平固定放置一探测板(),假设每秒射入磁场的离子总数为N0,打到x轴上的离子数均匀分布(离子 重力不计). (1)求离子束从小孔O射入磁场后打到x轴的区间; (2)调整磁感应强度的大小,可使速度最大的离子恰好打在探测板右端,求此时的磁感应强度大小B1; (3)保持磁感应强度B1不变,求每秒打在探测板上的离子数N;若打在板上的离子80%被吸收,20%被反向弹回,弹回速度大小为打板前速度大小的0.6倍,求探测板受到的作用力大小. 【来源】浙江省2018版选考物理考前特训(2017年10月)加试30分特训:特训7 带电粒子在场中的运动试题 【答案】(1);(2)(3) 【解析】 (1)对于初速度为0的离子,根据动能定理::qU=mv 在磁场中洛仑兹力提供向心力:,所以半径:r1==a 恰好打在x=2a的位置; 对于初速度为v0的离子,qU=mv-m(v0)2 r2==2a, 恰好打在x=4a的位置 故离子束从小孔O射入磁场打在x轴上的区间为[2a,4a] (2)由动能定理 qU=mv-m(v0)2 r3= r3=a 解得B1=B0 (3)对速度为0的离子 qU=mv r4==a 2r4=1.5a 离子打在x轴上的区间为[1.5a,3a] N=N0=N0 对打在x=2a处的离子 qv3B1= 对打在x=3a处的离子 qv4B1= 打到x轴上的离子均匀分布,所以= 由动量定理 -Ft=-0.8Nm+0.2N(-0.6m-m) 解得F=N0mv0. 【名师点睛】 初速度不同的粒子被同一加速电场加速后,进入磁场的速度也不同,做匀速圆周运动的半径不同,转半圈后打在x轴上的位置不同.分别求出最大和最小速度,从而求出最大半径和最小半径,也就知道打在x轴上的区间;打在探测板最右端的粒子其做匀速圆周运动的半径为1.5a,由半径公式也就能求出磁感应强度;取时间t=1s,分两部分据动量定理求作用力.两者之和就是探测板受到的作用力. 2.如图,空间存在匀强电场和匀强磁场,电场方向为y轴正方向,磁场方向垂直于xy平面(纸面)向外,电场和磁场都可以随意加上或撤除,重新加上的电场或磁场与撤除前的一样.一带正电荷的粒子从P(x=0,y=h)点以一定的速度平行于x轴正向入射.这时若只有磁场,粒子将做半径为R0的圆周运动;若同时存在电场和磁场,粒子恰好做直线运动.现在,只加电场,当粒子从P点运动到x=R0平面(图中虚线所示)时,立即撤除电场同时加上磁场,粒子继续运动,其轨迹与x轴交于M点.不计重力.求: (1)粒子到达x=R0平面时速度方向与x轴的夹角以及粒子到x轴的距离; (2)M点的横坐标x M. 考点一从“人地协调观”角度分析大气受热过程与热力环流 [考情报告]高考对大气受热过程的考查,一是利用具体生产生活现象考查大气受热过程及原理应用,二是利用相关等温线图考查气温变化特点及其影响因素。侧重考查考生的综合思维能力和地理实践力。高考对热力环流的考查,常结合自然或社会环境变化,以示意图为载体,综合考查大气环流及其影响,侧重考查考生的区域认知、综合思维和人地协调观。多以选择题的形式呈现。 (2020·全国卷Ⅱ)对我国甘肃某绿洲观测发现,在天气稳定的状态下,会季节性出现绿洲地表温度全天低于周边沙漠的现象。下图呈现该绿洲和附近沙漠某时间段内地表温度的变化。据此完成(1)~(3)题。 (1)图示观测时段内() A.正午绿洲和沙漠长波辐射差值最大 B.傍晚绿洲降温速率大于沙漠 C.凌晨绿洲和沙漠降温速率接近 D.上午绿洲长波辐射强于沙漠 (2)导致绿洲夜间地表温度仍低于沙漠的主要原因是绿洲() ①白天温度低②蒸发(腾)多③空气湿度大④大气逆辐射强A.①②B.②③ C.③④D.①④ (3)这种现象最可能发生在() A.1~2月B.4~5月 C.7~8月D.10~11月 思维流程 尝试作答(1)C(2)A(3)C 1.运用“综合思维”,分析大气的受热过程 大气的受热过程实质上就是一个热量的传输过程,该传输过程可以划分成三个环节,如图所示: 2.运用“综合思维”,分析影响气温及气温日变化的因素 (1)影响气温高低的因素 ①纬度→纬度高,气温低;纬度低,气温高 ② ③ ④洋流→同纬度,暖流流经地区的气温高于寒流流经地区 (2)影响气温变化(日变化、年变化)的因素 一.选择题(共25小题) 1.(2015春?苏州校级月考)如图所示,在水平地面上做匀速直线运动的汽车,通过定滑轮用绳子吊起一个物体,若汽车和被吊物体在同一时刻的速度分别为v1和v2,则下面说法正确的是() A.物体做匀速运动,且v2=v1B.物体做加速运动,且v2>v1 C.物体做加速运动,且v2<v1D.物体做减速运动,且v2<v1 2.(2015春?潍坊校级月考)如图所示,沿竖直杆以速度v为速下滑的物体A,通过轻质细绳拉光滑水平面上的物体B,细绳与竖直杆间的夹角为θ,则以下说法正确的是() A.物体B向右做匀速运动B.物体B向右做加速运动 C.物体B向右做减速运动D.物体B向右做匀加速运动 3.(2014?蓟县校级二模)如图所示,绕过定滑轮的细绳一端拴在小车上,另一端吊一物体A,A的重力为G,若小车沿水平地面向右匀速运动,则() A.物体A做加速运动,细绳拉力小于G B.物体A做加速运动,细绳拉力大于G C.物体A做减速运动,细绳拉力大于G D.物体A做减速运动,细绳拉力小于G 4.(2014秋?鸡西期末)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 5.(2014春?邵阳县校级期末)人用绳子通过动滑轮拉A,A穿在光滑的竖直杆上,当以速度v0匀速地拉绳使物体A到达如图所示位置时,绳与竖直杆的夹角为θ,求A物体实际运动的速度是() A.v0sinθB.C.v0cosθD. 6.(2013秋?海曙区校级期末)如图中,套在竖直细杆上的环A由跨过定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连.由于B的质量较大,故在释放B后,A将沿杆上升,当A环上升至与定滑轮的连线处于水平位置时,其上升速度V1≠0,若这时B的速度为V2,则()最新 物理带电粒子在复合场中的运动专题练习(及答案)
专题2 大气运动规律
高中物理曲线运动经典习题30道-带答案