2013年高考物理二轮复习 第一阶段专题三第2讲 专题特辑 课下 针对高考押题训练
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2013年高考物理三轮复习知识点串讲态度决定一切,细节决定成败第一讲物体的平衡问题的分析方法。
一.知识网络二.热点透析(一)三个模型的正确理解: 1.轻绳(1)不可伸长——沿绳索方向的速度大小相等、方向相反. (2)不能承受压力,拉力必沿绳的方向。
(3)内部张力处处相等,且与运动状态无关. 2.轻弹簧(1)约束弹簧的力是连续变化的,不能突变。
(2)弹力的方向沿轴线。
(3)任意两点的弹力相等 3.轻杆(1)不可伸长和压缩——沿杆方向速度相同。
(2)力可突变-—弹力的大小随运动可以自由调节。
(二)受力分析习惯的养成: 1.受力分析的步骤:(1)重力是否有()⎩⎨⎧微观粒子动研究动量定理应用和圆周运宏观物体 (2)弹力看四周⎩⎨⎧--弹簧的弹力多解性利用牛顿定律力的存在性判断 (3)分析摩擦力受力确 定 研大小:由牛顿定律决定 静摩擦力 由牛顿定律判定方向:多解性 (4)不忘电磁浮 2.正确作受力分析图要求:正确、规范,涉及空间力应将其转化为平面力。
1.判断-—变量分析(1)函数讨论法(2)图解法(△法) (3)极限法 选择思路 (4)物理法2.平衡状态计算:Rt △:三角函数勾股定理 三个 力作用——合成平衡法:F 12=-F 3构成封闭△→解△一般△: 正弦定理、余弦 定理、相似定理∑F x =0受四个力及以上——分解平衡法∑F y=0第二讲力与运动一.知识图表二.热点透析运动受力紧相连,严谨笃实细分析,临界隐含图助研,物理模型呈眼前(一)动态变量分析——牛顿第二定律的瞬时性1.动态过程分析大小力加速度速度变化( V min V=0)力方向有明显形变产生的弹力不能突变2.瞬时状态的突变无明显形变产生的弹力不能突变接能的刚性物体必具有共加速度矢量性(确定正方向)关键运动示意图,对称性和周期性,v-t图a是否一样3.运动会成分解方法的灵活使用按正交方向分解平抛运动按产生运动的原因分解渡河问题(二)牛顿定律与运动1.在恒力作用下的匀变速运动(1)句变速直线运动的研究技巧矢量性(确定正方向)关键运动示意图,对称性和周期性,v—t图a是否一样(往复运动)(2)研究匀变速曲线运动的基本方法(出发点)-—灵活运用运动的合成和分解按正交方向分解抛体运动⇒带电粒子在电场中的运动按产生运动的原因分解渡河问题2.在变力作用下的圆周运动和机械振动(1)圆周运动①圆周运动的临界问题绳子T=0 圆周轨道的最高点、最低点(绳型、杆型)的极值速度临界轨道N=0 ⇒摩擦力f=fmax 锥摆型、转台型、转弯型的轨道作用力临界②典型的圆周运动:天体运动、核外电子绕核运动、带电粒子在磁场中的运动、带电粒子在多种力作用的圆周运动③等效场问题④天体运动问题考虑多解性(2)振动过程分析对称性V |a||F|的对称平衡位置的确定特殊位置特征(3)圆周运动、振动、波的系列解的确定方法考虑时空周期性运动的双向性第三讲动量和能量一.知识图表二.热点透析(一)四个物理量的比较功:——①F ②S ③功的正负判断方法④变力功的求法⑤一对内力功功率:①定义式②意义③平均功率④α⑤功率与加速度⑥机车启动与最大速度1.功和冲量冲量:——①变力冲量的求法②对合冲量的理解 ③一对内力的冲量功和冲量比较区别:一矢一标 2.动量与动能 关系:k k mE P mp E 222==PE k ∆∆与的关系:变化kE P 一定变化;P 变化;kE 不一定变化(二)四个规律的比较 1.动能定理和动量定理2.动量守恒定律和机械能守恒定律 (1)条件的比较碰撞模型(2)典型问题 反冲与爆炸 人船模型 三.功能关系 功=能的变化∑∆=kiE W∑∆+∆=p k E E W 除重力 ∑∆+∆=弹除弹力p k E E W ∑∆+∆=电除电力p k E W ε∑+∆=电除安培力E E W k电电弹安培力弹力电场力除重力E E E E W p p k +∆+∆+∆+∆=∑ε,,,即:功的表述中已考虑某力对应的能,在能量变化的表述中不考虑该力对应的能的变化.反之在能量变化的表述中已考虑该力对应的能的变化,在功的表述中不考虑该力所做的功。
2013-07方法交流2013年是全国全面进入新课程迎来的第一次高考。
与以往的高考试题相比,今年的试题充分体现了稳定性、过渡性、基础性、选拔性的特点。
考虑到第一年进行新课程高考省份的实际情况,试题既保证从旧大纲要求向新课程课标要求的过渡,又体现了高考的基础性和选拔性。
试题不偏、不怪,难易适中,有创新、有亮点,基础知识和基本技能仍是考查重点,对学生的各项能力也起到了很有效地考查作用,体现了高考的选拔功能。
一、试题结构及各部分分值分布今年理综题结构与2012年新课程宁夏卷基本一致,总体结构上保持了新课标卷的稳定性。
值得一提的是,今年的选择题将单选和多选分开,降低了学生答题的难度。
题号分值百分比(%)20132012大纲2012新课程力学14、15、20、21、22、255045.4551.739.09电、磁学16、17、18、19、23、244540.9133.347.273-3、4、533、34、351513.64从分值分布可以看出,不考虑选考内容,与去年全国大纲卷和新课标宁夏卷相比,力学部分和电磁学部分所占比例介于二者之间,选做题和实验题内容和分值都与2012年宁夏卷一致。
二、试题评析1.选择题第14题考查牛顿运动定律和图像的结合。
第15题为物体在斜面上受静摩擦力静止的临界条件问题。
第16题为电磁感应中的力和运动问题,同时考查运动图像,属于力电综合的基础内容。
第17题为带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的问题,考查基本原理及公式的理解和掌握情况。
第19题为电磁学物理学史的题目。
第20题为卫星的变轨和能量问题。
这几题均属基本内容,较易。
18题为电场中带电小球的平衡问题,由于涉及场的叠加和力的合成与分解,有一定的数学运算量,属于中等难度。
2012年本题也是一道关于场的叠加问题。
本题学生答题情况不很理想,反映出三角函数运算能力的欠缺,这也是历年学生的主要失分点,属中等难度。
第21题为圆周运动中汽车转弯问题,虽是最后一道选择题,但由于所考查知识点是圆周运动的基本问题,教材中对该部分也有专门的章节,故大多数学生能答出,属于中等难度。
河北2013年高考二轮专题复习教案论述题一、特别提示提高综合应用能力,要加强表达、叙述能力的训练,通过对论述题的分析和练习,克服解决物理问题时存在的:表达不清、叙述无理、论证无据等各种问题,学会使用本学科的语言来表达问题,进行交流,培养分析、逻辑推理能力,从而形成物理学科的意识和思想。
1、论述题的特点论述题的特点主要体现在解题过程的表达要求上,即在对物理现象、物理过程的分析中,要求运动物理规律,用简洁、准确、清晰的语言对分析过程进行表达,在做出判断的同时,说明判断根据,也就是说不单要说明是什么,而且要说清楚为什么。
2、论述题的解法解答论述题所用的分析方法和解答其它类型(选择、计算题型)的题目没有什么差别,但需有解题过程中的分析和表达,也就是说,对于论述题,除了要能够正确进行解答之外,一些必要的文字说明一定要有,《考试说明》明确要求学生“能够根据已知的知识和所给物理事实、条件,对物理问题进行逻辑推理和论证,得出正确的结论或作出正确的判断,并能把推理过程正确地表达出来。
”因此,解答论述题,一般可按以下步骤进行:(1)根据题给条件,画出草图分析,明确题意。
(2)对题目中的物理现象,涉及的物理模型,发生的物理过程,进行简要的文字说明和进行必要的数学推导,具体说明每步的依据,从而得出结论或论证所需要的数学表达式。
(3)对导出的结果进行分类讨论,最后得出完整的结论。
不同类型的论述题,其出题的意图不同,解题的要求也有所区别。
同学们可以在平时学习、练习中加以体会。
二、典型例题题1 如图9-1,是利用高频交变电流焊接自行车零件的原理示意图,其中外圈A 是通高频交流电的线圈,B 是自行车的零件,a 是待焊接的接口,接口两端接触在一起,当A 中通有交流电时,B 中会产生感应电动势,使得接口处金属熔化而焊接起来。
(1)为什么在其它条件不变的情况下,交流电频率越高,焊接越快?(2)为什么焊接过程中,接口a 处已被熔化而零件的其它部分并不很热?分析和证明 (1)交流电频率越高,磁通量变化率越大。
新课标2013年高考物理最新押题信息卷三14.下列说法正确的是A.法拉第首先总结出磁场对电流作用力的规律B.伽利略认为在同一地点,重的物体和轻的物体下落快慢不同C.在现实生活中不存在真正的质点,将实际的物体抽象为质点是物理学中一种重要的科学研究方法D.电场是人们为了了解电荷间的相互作用而引入的一种并不真实存在的物质15.北斗卫星导航系统是我国自行研制开发的区域性三维卫星定位与通信系统(CNSS),建成后的北斗卫星导航系统包括5颗同步卫星和30颗一般轨道卫星。
关于这些卫星,以下说法正确的是A.5颗同步卫星的轨道半径都相同B.5颗同步卫星的运行轨道必定在同一平面内C.导航系统所有卫星的运行速度一定大于第一宇宙速度D.导航系统所有卫星中,运行轨道半径越大的,周期越小向,下列判断正确的是:A.在0~1s内,物体平均速度为2 m/sB.在ls~2s内,物体向上运动,且处于失重状态C.在2s~3s内,物体的机械能守恒D.在3s末,物体处于出发点上方17. 如图所示,两楔形物块A、B两部分靠在一起,接触面光滑,物块B放置在地面上,物块A上端用绳子拴在天花板上,绳子处于竖直伸直状态,A、B两物块均保持静止。
则A.绳子的拉力不为零B.地面受的压力大于的物块B的重力C.物块B与地面间不存在摩擦力D.物块B受到地面的摩擦力水平向左18.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1,b是原线圈的中心接头,电压表V和电流表A均为理想电表。
从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压,2100πt(V)。
下列说法正确的是其瞬时值表达式为μ=220sinA.当单刀双掷开关与a连接时,电压表的示数为22VB.当单刀双掷开关与b连接时, 电压表的示数为11VC.当单刀双掷开关与a连接, 滑动变阻器触头P向上移动,则电压表的示数不变,电流表的示数变小D.当单刀双掷开关与a连接, 滑动变阻器触头P向上移动, 则电压表、电流表的示数都变大19.一质子从A点射入电场,从B点射出,电场的等差等势面和质子的运动轨迹如图所示,图中左侧前三个等势面彼此平行,不计质子的重力。
专题二、相互作用1. (2013全国新课标理综II 第15题)如图,在固定斜面上的一物块受到一外力F 的作用,F 平行于斜面向上。
若要物块在斜面上保持静止,F 的取值应有一定的范围,已知其最大值和最小值分别为F1和F 2(F 2>0)。
由此可求出CA.物块的质量 B .斜面的倾角C .物块与斜面间的最大静摩擦力D .物块对斜面的压力【解题思路】设斜面倾角为θ,斜面对物块的最大静摩擦力为f 。
平行于斜面的外力F 取最大值F 1时,最大静摩擦力f 方向沿斜面向下,由平衡条件可得:F 1=f+mgsin θ;平行于斜面的外力F 取最小值F 2时,最大静摩擦力f 方向沿斜面向上,由平衡条件可得:f+F 2= mgsin θ;联立解得物块与斜面的最大静摩擦力f=( F 2-F 1)/2.选项C 正确。
不能得出物块质量m ,不能得出斜面倾角θ,不能得出物块对斜面压力,选项ABD 错误。
2.(2013高考重庆理综第1题)如图所示,某人静躺在椅子上,椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角θ。
若此人所受重力为G ,则椅子各个部分对他作用力的合力大小为AA .GB .G sin θC .G cos θD .G tan θ解析:人静躺在椅子上,受力平衡,由平衡条件可知椅子各个部分对他作用力的合力大小为G,,选项A 正确。
3.(2013高考上海物理第8题)如图,质量m A >m B 的两物体A 、B 叠放在一起,靠着竖直墙面。
让它们由静止释放,在沿粗糙墙面下落过程中,物体B 的受力示意图是A解析:两物体A 、B 叠放在一起,在沿粗糙墙面下落过程中,由于物块与竖直墙面之间没有压力,没有摩擦力,二者一起做自由落体运动,AB 之间没有弹力作用,物体B 的受力示意图是图A 。
AD4.(2013高考上海物理第18题)两个共点力F l 、F 2大小不同,它们的合力大小为F ,则(A)F 1、F 2同时增大一倍,F 也增大一倍 (B)F 1、F 2同时增加10N ,F 也增加10N(C)F 1增加10N ,F 2减少10N ,F 一定不变 (D)若F 1、F 2中的一个增大,F 不一定增大解析:F 1、F 2同时增大一倍,F 也增大一倍,选项A 正确。
第4讲曲线运动常考的4个问题(选择题或计算题)考情报告•主要题型:选择题•难度档次:中档•①以平抛运动、圆周运动为背景考查学生对基本运动形式的认识及理解、推理和分析能力;•②综合万有引力、天体的运动的相关知识点,体现于题中各选项中,以简单分析,计算为主.•1.运动的合成与分解•2.平抛运动•3.圆周运动•4.万有引力定律,与天体•的运动•1.物体做曲线运动的条件不共线•当物体所受合外力的方向跟它的速度方等时性向时,物体做曲线运动.合运动与分运动具有等效性、独立性和.•2.物体(或带电粒子)做平抛运动或类平抛垂直运动的条件•(1)有初速度;(2)初速度与加速度的方向.3.物体做匀速圆周运动的条件合外力的方向与物体运动的方向垂直;绳固定物体能通过最高点的条件是v≥gL(L为绳长);杆固定物体能通过最高点的条件是v>0.物体做匀速圆周运动的向心力,即为物体所受合外力.4.描述圆周运动的几个物理量角速度ω、线速度v和向心加速度a,还有周期T和频2π2v22ω率f.其关系式为a==r=T r=(2πf)2r.r•特别提醒•(1)平抛(类平抛)运动是匀变速曲线运动,物体所受合力为恒力;而圆周运动是变速运动,物体所受合力为变力.•(2)平抛运动有两个重要的推论:①从抛出点开始,任意时刻速度偏向角的正切值等于位移偏向角的正切值的2倍;②从抛出点开始,任意时刻速度的反向延长线交于水平位移的中点.5.万有引力定律及天体的运动m1m2G2r(1)万有引力定律的表达式F=.(2)天体的运动天体的运动看成是匀速圆周运动,其所Mm万有引力提供.需要的向心力由其基本关系式为G2r 2π2v22=m=mωr=m T r=m(2πf)2r.rMm在天体表面,忽略自转的情况下有G2=mg.R(3)卫星的绕行速度v、角速度ω、周期T与轨道半径r的关系GM2Mmvr①由G2=m,得v=,则r越大,v越小.rrGMMm2r3,则r越大,ω越小.②由G2=mωr,得ω=r4π2r3Mm4π2GM,则r越大,T越大.③由G2=m2r,得T=rT•(4)第一宇宙速度:近地卫星的线速度即第最大一宇宙速度,是卫星绕地球做圆周运动的速度,也是发射卫星的速度.最小•状元微博•名师点睛•●处理曲线运动问题的基本思想——“化曲为直”•竖直平面内圆周运动的最高点和最低点的速度关系通常利用动能定理来建立联系.•●对于平抛或类平抛运动与圆周运动组合的问题。
2013浙江省高考压轴卷理综试题第Ⅰ卷选择题(共120分)一.选择题(本题共17小题。
在每个小题给出的四个选项中只有一个选项符合题目要求。
)14.类比就是就是根据两个或两类对象之间在某些方面相似或相同而推出它们在其他方面也可能相似或相同的一种逻辑方法。
下列类比不正确的是()A.点电荷可以与质点类比,都是理想化模型B.电场力做功可以与重力做功类比,两种力做功都与路径无关C.电磁波可以与机械波类比,都可以发生干涉现象.衍射现象,传播都需要介质D.电场线可以与磁感线类比,都是用假想的曲线描绘“场”的客观存在15.如图所示,一些商场安装了智能化的自动扶梯。
为了节约能源,在没有乘客乘行时,自动扶梯以较小的速度匀速运行,当有乘客乘行时自动扶梯经过先加速再匀速两个阶段运行。
则电梯在运送乘客的过程中()A.乘客始终受摩擦力作用B.乘客经历先超重再失重C.乘客对扶梯的作用力先指向右下方,再竖直向下D.扶梯对乘客的作用力始终竖直向上16.如图所示,水平金属圆盘置于磁感应强度为B.方向竖直向下的匀强磁场中,随盘绕金属转轴以角速度沿顺时针方向匀速转动,盘的中心及边缘处分别用金属滑片与一理想变压器的原线圈相连。
已知圆盘半径为r,理想变压器原.副线圈匝数比为n,变压器的副线圈与一电阻为R的负载相连。
不计圆盘及导线的电阻,则下列说法中正确的是()A.变压器原线圈两端的电压为B.变压器原线圈两端的电压为C.通过负载R的电流为D.通过负载R的电流为17.华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理奖,他被誉为“光纤通讯之父”。
光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维,它的结构如图所示,其内芯和外套材料不同,光在内芯中传播。
下列关于光导纤维的说法中正确的是A.波长越短的光在光纤中传播的速度越大B.频率越大的光在光纤中传播的速度越大C.内芯的折射率比外套的小,光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射D.内芯的折射率比外套的大,光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射二.选择题(本题共3小题。
[课下——针对高考押题训练]1.(2012·北京高考)处于匀强磁场中的一个带电粒子,仅在磁场力作用下做匀速圆周运动。
将该粒子的运动等效为环形电流,那么此电流值( )A .与粒子电荷量成正比B .与粒子速率成正比C .与粒子质量成正比D .与磁感应强度成正比解析:选D 由电流概念知,该电流是通过圆周上某一个位置(即某一截面)的电荷量与所用时间的比值。
若时间为带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T ,则公式I =q /T 中的电荷量q 即为该带电粒子的电荷量。
又T =2πm qB ,解出I =q 2B2πm。
故只有选项D 正确。
2.(2012·晋江四校联考)如图1所示,长为L 的通电直导体棒放在光滑水平绝缘轨道上,劲度系数为k 的水平轻弹簧一端固定,另一端拴在棒的中点,且与棒垂直,整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为B 的匀强磁场中,弹簧伸长x ,棒处于静止状态。
则( )A .导体棒中的电流方向从b 流向a 图1B .导体棒中的电流大小为kxBLC .若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度,x 变大D .若只将磁场方向缓慢逆时针转过一小角度,x 变大解析:选B 由左手定则可知,导体棒中的电流方向从a 流向b ,选项A 错误;由BIL =kx 可得导体棒中的电流大小为I =kx /BL ,选项B 正确;若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度,或逆时针转过一小角度,导体棒沿水平方向所受安培力变小,故x 都变小,选项C 、D 错误。
3. (2012·大纲版全国卷)如图2所示,两根相互平行的长直导线过纸面上的M 、N 两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流。
a 、O 、b 在M 、N 的连线上,O 为MN 的中点。
c 、d 位于MN 的中垂线上,且a 、b 、c 、d 到O 点的距离均相等。
关于以上几点 图2 处的磁场,下列说法正确的是( )A .O 点处的磁感应强度为零B .a 、b 两点处的磁感应强度大小相等,方向相反C .c 、d 两点处的磁感应强度大小相等,方向相同D .a 、c 两点处磁感应强度的方向不同解析:选C 由安培定则可知,两导线在O 点产生的磁场均竖直向下,合磁感应强度一定不为零,选项A 错;由安培定则,两导线在a 、b 两处产生的磁场方向均竖直向下,由于对称性,电流M 在a 处产生磁场的磁感应强度等于电流N 在b 处产生磁场的磁感应强度,同时电流M 在b 处产生磁场的磁感应强度等于电流N 在a 处产生磁场的磁感应强度,所以a 、b 两处磁感应强度大小相等方向相同,选项B 错;根据安培定则,两导线在c 、d 两处分别产生的磁场垂直c 、d 两点与导线连线方向斜向下,且产生的磁场的磁感应强度相等,由平行四边形定则可知,c 、d 两点处的磁感应强度大小相等,方向相同,选项C 正确;a 、c 两处磁感应强度的方向均竖直向下,选项D 错。
4.如图3所示,平面直角坐标系的第Ⅰ象限内有一匀强磁场垂直于纸面向里,磁感应强度为B 。
一质量为m 、电荷量为q 的粒子以速度v 从O 点沿着与y 轴夹角为30°的方向进入磁场,运动到A 点时速度方向与x 轴的正方向相同,不计粒子的重力,则( )A .该粒子带正电 图3B .A 点与x 轴的距离为mv2qBC .粒子由O 到A 经历时间t =πm2qBD .运动过程中粒子的速度不变解析:选B 由左手定则可判断该粒子带负电,A 错误;粒子运动轨迹如图所示,则A 点离x 轴的距离为r (1-cos θ)=mv Bq (1-cos 60°)=mv2Bq,B 正确;t =θ2π·T =πm3qB,C 错误;运动过程中粒子速度大小不变,方向时刻改变,D 错误。
5.利用如图4所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子。
图中板MN 上方是磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场,板上有两条宽度分别为2d 和d 的缝,两缝近端相距为L 。
一群质量为m 、电荷量为q ,具有不同速度的粒子从宽度为2d 的缝垂直于板MN 进入磁场,对于能够从宽度为d 的缝射出的粒子,下列说法错误的是( ) 图4A .粒子带负电B .射出粒子的最大速度为qB 3d +L 2mC .保持d 和L 不变,增大B ,射出粒子的最大速度与最小速度之差增大D .保持d 和B 不变,增大L ,射出粒子的最大速度与最小速度之差增大解析:选D 由左手定则和粒子的偏转情况可以判断粒子带负电,选项A 对;根据洛伦兹力提供向心力qvB =mv 2r 可得v =qBrm,r 越大v 越大,由题图可知r 最大值为r max =3d +L 2,选项B 正确;又r 最小值为r min =L2,将r 的最大值和最小值代入v 的表达式后得出速度之差为Δv =3qBd2m,可见选项C 正确、D 错误。
6.(2012·广州二模)薄铝板将同一匀强磁场分成Ⅰ、Ⅱ两个区域,高速带电粒子可穿过铝板一次,在两个区域内运动的轨迹如图5所示,半径R 1>R 2。
假定穿过铝板前后粒子电荷量保持不变,则该粒子( )A .带正电 图5B .在Ⅰ、Ⅱ区域的运动速度大小相同C .在Ⅰ、Ⅱ区域的运动时间相同D .从Ⅱ区域穿过铝板运动到Ⅰ区域解析:选C 粒子穿过铝板受到铝板的阻力速度将减小,由r =mvBq可得粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径将减小,故可得粒子由Ⅰ区域运动到Ⅱ区域,结合左手定则可知粒子带负电,A 、B 、D 选项错误;由T =2πmBq可知粒子运动的周期不变,粒子在Ⅰ区域和Ⅱ区域中运动的时间均为t =12T =πmBq,C 选项正确。
7.(2012·安徽高考)如图6所示,圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子以速度v 从A 点沿直径AOB 方向射入磁场,经过Δt 时间从C 点射出磁场,OC 与OB 成60°角。
现将带电粒子的速度变为v3,仍从A 点沿原方向射入磁场,不计重力,则粒子在磁场中的运动时间 图6变为( )A.12Δt B .2Δt C.13ΔtD .3Δt解析:选B 作出粒子运动轨迹如图所示,设电子粒子以速度v 进入磁场做圆周运动,圆心为O 1,半径为r 1,则根据qvB =mv 2r ,得r 1=mv qB ,根据几何关系得R r 1=tan φ12,且φ1=60°当带电粒子以13v 的速度进入时,轨道半径r 2=m ·13vqB =mv 3qB =13r 1,圆心在O 2,则R r 2=tan φ22。
即tan φ22=R r 2=3R r 1=3tan φ12=3。
故φ22=60°,φ2=120°;带电粒子在磁场中运动的时间t =φ360°T ,所以Δt 2Δt 1=φ2φ1=21,即Δt 2=2Δt 1=2Δt ,故选项B 正确,选项A 、C 、D 错误。
8.空间存在垂直于纸面方向的均匀磁场,其方向随时间做周期性变化,磁感应强度B 随时间t 变化的图象如图7所示。
规定B >0时,磁场的方向穿出纸面。
一电荷量q =5π×10-7C 、质量m =5×10-10kg 的带电粒子,位于某点O 处,在t =0时以初速度v 0=π m/s 沿某方向开始运动。
不计重力的作用,不计磁场的变化可能产生的一切其他影响。
则在磁场变化N 个(N 为整数)周期的时间内带电粒子的平均速度的大小等于( )图7A .π m/s B.π2 m/s C .2 2 m/sD .2 m/s解析:选C 带电粒子在磁场中的运动半径为r =mv 0Bq=0.01 m ,周期为T =2πmBq=0.02 s ,作出粒子的轨迹示意图如图所示,所以在磁场变化N 个(N 为整数)周期的时间内,由平均速度的定义式v =s t =N ·22rNT 0=22×0.010.01m/s =2 2 m/s ,即C 选项正确。
9.(2012·新课标全国卷)如图8所示,一半径为R 的圆表示一柱形区域的横截面(纸面)。
在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场,一质量为m 、电荷量为q 的粒子沿图中直线在圆上的a 点射入柱形区域,在圆上的b 点离开该区域,离开时速度方向与直线垂直。
圆心O 到直线的距离为35R 。
现将磁场换为平行于纸面且垂直于直线的匀强电场,同一粒 图8子以同样速度沿直线在a 点射入柱形区域,也在b 点离开该区域。
若磁感应强度大小为B ,不计重力,求电场强度的大小。
解析:粒子在磁场中做圆周运动。
设圆周的半径为r ,由牛顿第二定律和洛伦兹力公式得qvB =m v 2r①式中v 为粒子在a 点的速度。
过b 点和O 点作直线的垂线,分别与直线交于c 和d 点。
由几何关系知,线段ac 、bc 和过a 、b 两点的轨迹圆弧的两条半径(未画出)围成一正方形。
因此ac =bc =r ②设cd =x ,由几何关系得ac =45R +x ③ bc =35R +R 2-x 2④联立②③④式得r =75R ⑤再考虑粒子在电场中的运动。
设电场强度的大小为E ,粒子在电场中做类平抛运动。
设其加速度大小为a ,由牛顿第二定律和带电粒子在电场中的受力公式得qE =ma ⑥粒子在电场方向和直线方向所走的距离均为r ,由运动学公式得r =12at 2⑦ r =vt ⑧式中t 是粒子在电场中运动的时间。
联立①⑤⑥⑦⑧式得 E =14qRB 25m ⑨答案:14qRB 25m10.(2012·海南高考)图9(a)所示的xOy 平面处于匀强磁场中,磁场方向与xOy 平面(纸面)垂直,磁感应强度B 随时间t 变化的周期为T ,变化图线如图(b)所示。
当B 为+B 0时,磁感应强度方向指向纸外。
在坐标原点O 有一带正电的粒子P ,其电荷量与质量之比恰好等于2πTB 0。
不计重力。
设P 在某时刻t 0以某一初速度沿y 轴正向自O 点开始运动,将它经过时间T 到达的点记为A 。
图9(1)若t 0=0,则直线OA 与x 轴的夹角是多少? (2)若t 0=T4,则直线OA 与x 轴的夹角是多少?解析:(1)设粒子P 的质量、电荷量与初速度分别为m 、q 与v ,粒子P 在洛伦兹力作用下,在xOy 平面内做圆周运动,分别用R 与T ′表示圆周的半径和运动周期,则有qvB 0=m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT ′2R① v =2πRT ′②由①②式与已知条件得T ′=T ③粒子P 在t =0到t =T2时间内,沿顺时针方向运动半个圆周,到达x 轴上的B 点,此时磁场方向反转;继而,在t =T2到t =T 时间内,沿逆时针方向运动半个圆周,到达x 轴上的A 点,如图(a)所示。