復(fù)合場(chǎng)大題壓軸(已修改)
2025-04-06 00:18 本頁(yè)面
【正文】 完美WORD格式資料 復(fù)合場(chǎng)大題1．（12分）在平面直角坐標(biāo)系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，第Ⅳ象限存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，、電荷量為q的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點(diǎn)以速度v0垂直于y軸射入電場(chǎng)，經(jīng)x軸上的N點(diǎn)與x軸正方向成θ＝60176。角射入磁場(chǎng)，最后從y軸負(fù)半軸上的P點(diǎn)垂直于y軸射出磁場(chǎng)，如圖所示．不計(jì)粒子重力，求(1)M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UMN；(2)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r；(3)粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的總時(shí)間t.【答案】（1）（2）（3）【解析】試題分析： (1)設(shè)粒子過(guò)N點(diǎn)時(shí)的速度為v，有＝cosθ ①故v＝2v0 ②粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程，有qUMN＝mv2－m ③UMN＝ ④(2)粒子在磁場(chǎng)中以O(shè)′為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑為O′N，有qvB＝⑤ r＝ ⑥(3)由幾何關(guān)系得ON＝rsinθ ⑦設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，有ON＝v0t1 ⑧t1＝ 粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T＝ ⑩設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2，有t2＝T ?t2＝ ? t＝t1＋t2 t＝考點(diǎn)：該題考察了電子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)和在磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，點(diǎn)評(píng)：此題要求首先要分析電子在各個(gè)區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況，必要時(shí)畫出電子的運(yùn)動(dòng)軌跡圖，了解圖中的幾何關(guān)系．利用電子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)的速度的合成與分解，解決電子 在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的相關(guān)問(wèn)題；利用電子在勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期公式，結(jié)合洛倫茲力提供向心力可解答電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的相關(guān)問(wèn)題．電子從磁場(chǎng)邊界以一定的角度射入只有一個(gè)邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)再次射出磁場(chǎng)時(shí)，速度與邊界的夾角與原來(lái)的相等．解題時(shí)充分利用這個(gè)結(jié)論，對(duì)解題有非常大的幫助．2．（14分）如圖所示，真空中有以為圓心，半徑為的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向垂直于紙面向里，在的虛線上方足夠大的范圍內(nèi)，有方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為，從O點(diǎn)向不同方向發(fā)射速率相同的質(zhì)子，質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)軌跡均在紙面內(nèi)，且質(zhì)子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)半徑也為，已知質(zhì)子的電荷量為，質(zhì)量為，不計(jì)重力、粒子間的相互作用力及阻力的作用。求：xyOE（1）質(zhì)子射入磁場(chǎng)時(shí)速度的大?。唬?分）（2）沿與x軸正方向成角射入磁場(chǎng)的質(zhì)子，到達(dá)y軸所需的時(shí)間以及到y(tǒng)軸的位置坐標(biāo)。（11分）【答案】（1）（2）【解析】試題分析：（1）質(zhì)子射入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有 得（3分）（2）質(zhì)子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)角后從P點(diǎn)垂直于電場(chǎng)線進(jìn)入電場(chǎng)，如圖xyO30oEP則在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)三分之一周期，所以 （2分）出磁場(chǎng)后進(jìn)電場(chǎng)之前做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由幾何關(guān)系可得所以 （3分）進(jìn)電場(chǎng)后由幾何關(guān)系可得所以； （2分） （1分）在電場(chǎng)中所以 （3分考點(diǎn)：考查帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)點(diǎn)評(píng)：本題算是粒子在交替復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)受力分析入手，明確粒子在各個(gè)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)軌跡，按相關(guān)孤立場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)規(guī)律求解，由于涉及到多過(guò)程，使得本題難度增大，可見(jiàn)拆分多過(guò)程問(wèn)題的能力也是需要鍛煉和提高的3．（18分）如右圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)E＝4V/m，方向水平向左，勻強(qiáng)磁場(chǎng) B＝2T，方向垂直紙面向里。m＝1g帶正電的小物塊A，從M點(diǎn)沿絕緣粗糙的豎直壁無(wú)初速下滑，在P點(diǎn)A瞬時(shí)受力平衡，此時(shí)其速度與水平方向成45176。角。(g取10m/s2) 求：（1）A沿壁下滑時(shí)摩擦力做的功；（2）P與M的水平距離?！敬鸢浮?1)610－3J (2)【解析】(1)從M→N過(guò)程，只有重力和摩擦力做功．剛離開(kāi)N點(diǎn)時(shí)有 Eq＝Bqv即v＝E/B＝m/s＝2m/s.根據(jù)動(dòng)能定理mgh－Wf＝mv2所以Wf＝mgh＋mv2＝110－310－110－322＝610－3(J)．(2)從已知P點(diǎn)速度方向及受力情況分析如下圖由θ＝45176。可知 mg＝Eqf洛＝mg＝Bqvp所以vP＝＝＝2m/s.根據(jù)動(dòng)能定理，取M→P全過(guò)程有 mgH－Wf－Eqs＝求得最后結(jié)果s＝＝.本題考查帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，離開(kāi)豎直墻面時(shí)彈力等于零，分析受力可知，此時(shí)的電場(chǎng)力等于洛侖茲力，由此求得此時(shí)的速度大小，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，有重力和阻力做功，根據(jù)動(dòng)能定理可求得克服阻力做功，再以P點(diǎn)分析，由于在P點(diǎn)受力平衡可以判斷電場(chǎng)力與重力的合力、洛侖茲力的關(guān)系是等大反向的，根據(jù)洛侖茲力公式可判斷此時(shí)速度大小，由M到P點(diǎn)應(yīng)用動(dòng)能定理可求得位移s點(diǎn)評(píng)：復(fù)合場(chǎng)的問(wèn)題一直是高考的熱點(diǎn)，分析受力、做功和某一個(gè)狀態(tài)是解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵，本題中隨著物體速度的變化洛侖茲力也在發(fā)生變化，物體不是勻變速運(yùn)動(dòng)，這是學(xué)生容易忽視的問(wèn)題4．（18分）如圖所示，在y0的空間中存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)沿y軸負(fù)方向；在y0的空間中，存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直xy平面（紙面）、質(zhì)量為m的帶正電的運(yùn)動(dòng)粒子，經(jīng)過(guò)y軸上y=h處的點(diǎn)P1時(shí)速率為V0，方向沿x軸正方向；然后，經(jīng)過(guò)x軸上x=2h處的P2點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，并經(jīng)過(guò)y軸上y=－：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度的大小.（2）粒子到達(dá)P2時(shí)速度的大小和方向.（3）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小.【答案】（1）（2），θ=450（3）【解析】(1)粒子在電場(chǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E，粒子在電場(chǎng)中的加速度為a，由牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有：qE=ma， V0t=2h， h=at2/2 (3分)由以上三式求得： (2分)(2)粒子到達(dá)P2時(shí)速度沿x方向的分量仍為V0，以V1表示速度沿y方向分量的大小，V表示速度的大小，θ表示速度和x軸的夾角，則有：V12=2ah， V=， tanθ=V1/V0 (3分)由以上三式可求得：，θ=450 (2分)(2)設(shè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，在洛侖茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)r是圓周的半徑，由牛頓第二定律可得：BqV=mV2/r (2分)此圓周與x軸和y軸的交點(diǎn)分別為P=OP3，θ=450，由幾何關(guān)系可知，連線P2P3為圓軌道的直徑，由此可求得 (3分)由以上各式可求得 (3分)5．如圖，在xOy平面第一象限整個(gè)區(qū)域分布一勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向平行y軸向下．在第四象限內(nèi)存在一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，左邊界為y軸，右邊界為的直線，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外．一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子從y軸上P點(diǎn)以初速度v0垂直y軸射人勻強(qiáng)電場(chǎng)，在電場(chǎng)力作用下從x軸上Q點(diǎn)以與x軸正方向成450角進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)．已知OQ=l，不計(jì)粒子重力．求：
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