2023年高考物理考前冲刺串讲 十六

发布 2020-05-18 18:03:28 阅读 6279

高中物理作为高考重要科目,高考大纲中列出的考试内容范围包括必修模块和选修模块。必修模块(包括必修1和必修2)中考点共有23个,其中级要求14个(位移、速度和加速度;匀变速直线运动及其公式、图象;力的合成和分解;共点力的平衡;牛顿运动定律、牛顿运动定律的应用;运动的合成与分解;抛体运动;匀速圆周运动的向心力;功和功率;动能和动能定理;重力做功与重力势能;功能关系、机械能守恒定律及其应用;万有引力定律及其应用;环绕速度)。选修模块(包括选修3-1和3-2)中考点共有36个,其中级要求11个(库仑定律;电场强度、点电荷的场强;电势差;带电粒子在匀强电场中的运动;欧姆定律;闭合电路欧姆定律;匀强磁场中的安培力;洛伦兹力公式;带电粒子在匀强磁场中的运动;法拉第电磁感应定律;楞次定律)。

高考大纲中要求的实验共有11个(选修模块中6个,选修模块中5个)。通过分析近五年的高考试题,可以发现高考大纲中列出的必考内容59个考点中,其中级要求考点25个,考查频率高的考点只有18个。也就是说,在每年的高考必考部分12个试题中,绝大多数试题是考查这18个核心考点的。

因此在高考冲刺阶段,重点加强这18个核心考点的训练,就可拿得高分,赢在高考。

十。六、带电粒子在电磁场中的运动。

考点分析】以速度v垂直进入匀强磁场中的带电粒子,洛伦兹力提供向心力,带电粒子在垂直磁场的平面内做匀速圆周运动,其轨道半径r=mv/qb,运动周期t=2πm/qb。

解题技巧】1. 圆心的确定:因为洛伦兹力f指向圆心,根据f⊥v,画出粒子运动轨迹中任意两点(一般是射入和射出磁场的两点)的f的方向,沿两个洛伦兹力f画出延长线,两延长线的交点即为圆心。

或利用圆心位置必定在圆中一根弦的中垂线上,作出圆心位置。

2. 半径的确定和计算:利用平面几何关系,求出该圆的可能半径(或圆心角)。并注意以下两个重要的几何特点:

1)粒子速度的偏向角等于回旋角,并等于ab线与切线的夹角(弦切角φ)的2倍,即:;

2)相对的弦切角θ相等,与相邻的弦切角互补,即:。

3. 粒子在磁场中运动时间的确定:利用回旋角(即圆心角α)与弦切角的关系,或者利用四边形内角和等于360°计算出圆心角α的大小,由公式可求出粒子在磁场中的运动时间。

4. 注意圆周运动中有关的对称性。

1)从同一边界射入的粒子,从同一边界射出时,速度与边界的夹角相等;

2)在圆形磁场区域内,沿径向射入的粒子,必沿径向射出。

考前**】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umn

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

解析:(1)设粒子过n点时的速度为v,有=cos θ①

v=2v0②

粒子从m点运动到n点的过程,有。

qumn=mv2-mv02③

umn=④2)粒子在磁场中以o′为圆心做匀速圆周运动,半径为o′n,有qvb=⑤

r=⑥3)由几何关系得on=rsin θ⑦

设粒子在电场中运动的时间为t1,有。

on=v0t1⑧

t1=⑨粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期。

t=⑩设粒子在磁场中运动的时间为t2,有t2=t

t2=t=t1+t2

t=答案:(1) (2) (3)

2.如图所示,在xoy平面的第ⅰ象限内,有垂直纸面向外的匀强磁场,在第ⅳ象限内,有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小均为b。p点是x轴上的一点,横坐标为x0。现在原点o处放置一粒子放射源,能沿xoy平面,以与x轴成45°角的恒定速度v0向第一象限发射某种带正电的粒子。

已知粒子第1次偏转后与x轴相交于a点,第n次偏转后恰好通过p点,不计粒子重力。求。

(1)粒子的比荷q/m;

(2)粒子从o点运动到p点所经历的路程和时间。

(3)若全部撤去两个象限的磁场,代之以在xoy平面内加上与速度v0垂直的匀强电场(图中没有画出),也能使粒子通过p点,求满足条件的电场的场强大小和方向。

解析:1)粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得。

(2分)解得粒子运动的半径 (1分)

由几何关系知,粒子从a点到o点的弦长为,由题意。

(2分)解得粒子的比荷: (2分)

2)由几何关系得,oa段粒子运动轨迹的弧长: (2分)

粒子从o点到p点的路程 s=n (2分)

粒子从o点到p点经历的时间t= =2分)

3)撤去磁场,加上与v0垂直的匀强电场后,粒子做类平抛运动,由 (1分)

(1分)消去解得 (2分)

方向:垂直v0指向第ⅳ象限。(1分)

3.如图所示装置中,区域ⅰ和ⅲ中分别有竖直向上和水平向右的匀强电场,电场强度分别为e和;ⅱ区域内有垂直向外的水平匀强磁场,磁感应强度为b。一质量为m、带电量为q的带负电粒子(不计重力)从左边界o点正上方的m点以速度v0水平射入电场,经水平分界线op上的a点与op成60°角射入ⅱ区域的磁场,并垂直竖直边界cd进入ⅲ区域的匀强电场中。求:

1)粒子在ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径。

2)o、m间的距离。

3)粒子从m点出发到第二次通过cd边界所经历的时间。

解析:(1)粒子在匀强电场中做类平抛运动,设粒子过a点时速度为v,由类平抛规律知v1分。

粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得qvb=m,

所以 r=。

2)设粒子在电场中运动时间为t1,加速度为a。

则有qe=ma,联立解得。

o、m两点间的距离为1分。

3)设粒子在ⅱ区域磁场中运动时间为t2

则由几何关系知2分。

设粒子在ⅲ区域电场中运行时间为t3,a’==

则t3=22分。

粒子从m点出发到第二次通过cd边界所用时间为。

………1分。

4.如图所示的空间分布ⅰ、ⅱ三个区域,各边界面相互平行,ⅰ区域存在匀强电场,电场强度e=1.0×104 v/m,方向垂直边界面向右.ⅱ、区域存在匀强磁场,磁场的方向分别为垂直纸面向外和垂直纸面向里,磁感应强度分别为b1=2.0 t、b2=4.

0 t.三个区域宽度分别为d1=5 m、d2=d3=6.25 m,一质量m=1.0×10-8 kg、电荷量q=1.

6×10-6 c的粒子从o点由静止释放,粒子的重力忽略不计.求:

1)粒子离开ⅰ区域时的速度大小v;

2)粒子在ⅱ区域内运动时间t;

3)粒子离开ⅲ区域时速度与边界面的夹角α.

解析:(1)粒子在电场中做匀加速直线运动,由动能定理有qed1=mv2-0 解得v=4.0×103 m/s

2)设粒子在磁场b1中做匀速圆周运动的半径为r,则qvb1= 解得r=12.5 m

设在ⅱ区域内圆周运动的圆心角为θ,则sin解得θ=30°

粒子在ⅱ区域运动周期t=

粒子在ⅱ区域运动时间t=t 解得t=s=1.6×10-3 s

3)设粒子在ⅲ区域做圆周运动轨道半径为r,则qvb2=解得r=6.25 m

粒子运动轨迹如答图所示,由几何关系可知△mo2p为等边三角形,粒子离开ⅲ区域时速度与边界面的夹角α=60°.

答案:(1)4.0×103 m/s (2)1.6×10-3 s (3)60°

5.在如图所示的x-o-y坐标系中, y>0的区域内存在着沿y轴正方向、场强为e的匀强电场,y<0的区域内存在着垂直纸面向里、磁感应强度为b的匀强磁场。一带电粒子从y轴上的p(0,h)点以沿x轴正方向的初速度射出,恰好能通过x轴上的d(d,0)点。已知带电粒子的质量为m,带电量为-q,h、d、q均大于0,不计重力的影响。

(1)若粒子只在电场作用下直接到达d点,求粒子初速度的大小v0;

(2)若粒子在第二次经过x轴时到达d点,求粒子初速度的大小v0;

(3)若粒子在从电场进入磁场时到达d点,求粒子初速度的大小v0.

解析:(1)粒子只在电场力作用下直接到达d点,设粒子在电场中运动时间为t,粒子沿x方向做匀速直线运动,x=v0t,沿y轴负方向做初速度为零的匀加速直线运动,h=at2,加速度a=qe/m,粒子只在电场力作用下直接到达d点的条件为x=d,联立解得:v0=d。

2)粒子在第二次经过x轴时到达d点,其轨迹如图所示。设粒子进入磁场时的速度大小为v,v与x轴夹角为θ,轨迹半径为r,则vsinθ=,qvb=mv2/r,粒子在第二次经过x轴时到达d点的条件为x-2rsinθ=d

联立解得v0=d+2e/b。

3)粒子从电场进入磁场时到达d点,其轨迹如图所示。根据运动的对称性,可知,qn=2om=2x

粒子在从电场进入磁场时到达d点的条件为x+n(2x-2rsinθ)=d,其中n为非负整数。

解得:v0=+。

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