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（18分）一质量M. = 0.8 kg的中空的、粗细均匀的、足够长的绝缘细管，其内表面粗糙、外表面光滑；有一质量为m = 0.2 kg、电荷量为q = 0.1C.的带正电滑块以水平向右的速度进入管内，...
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高中物理《2011届高三上学期期末广东四校联考理综物理部分》真题及答案
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10分如图所示一质量为m电荷量为e的电子经电压U.加速后由静止开始从O.点沿水平方向OA射出要使电子恰好能够击中位于C.处的靶面已知OA与OC方向间的夹角为θOC＝d.1如果在电子出射后的右侧空间施加竖直方向的匀强电场求该匀强电场的电场强度E.的大小和方向.2如果在电子出射后的右侧空间施加垂直纸面方向的匀强磁场求该匀强磁场的磁感应强度B.的大小和方向.
如图所示m=2.00×10-10kg的小球可看成质点带电量q=+8.00×10-8C以初速度v0=1.00×102m／s从
22分下图中电源电动势E=30V内阻r=l滑动变阻器R1的可调范围为0〜55电阻R2=4两平行金属板水平放置竖直间距d=0.1m中间分布着垂直纸面向里的匀强磁场磁感应强度B1=O.4T.现闭合电键S板间电场可视为勾强电场一粒子发射器可将速率不同的带正电的粒子沿两板间中线水平射入两板间发射粒子的比荷为=104C./kg不计粒子的重力在平行金属板的右边有一等边三角形框架边长a=1.0m框架AC边与电容器两板间中线垂直框架内部有垂直纸面向里的匀强磁场磁感应强度B.2=0.1T边AC中央有一小孔O正好处在两板的中线上小孔O.仅容速度沿OB方向的粒子进入框架内设带电粒子从小孔O.进入框架后与框架发生碰撞无机械能损失和电量损失1通过调节滑动变阻器金属板两端的电压变化范围是多大2若粒子从小孔进入后第一次碰撞发生在OA段上则粒子速度大小的范围是多少3若带电粒子进入框架后经过若干次与挡板垂直碰撞运动一周后从小孔O.垂直AC边射出所用的最长时间是多少结果保留2位有效数字
如图所示长为倾角为θ的光滑绝缘斜面处于水平向右的匀强电场中.一电荷量为+q质量为m的小球以初速度由斜面底端的M.点沿斜面上滑到达斜面顶端N.的速度仍为则
8分在水平放置的两块金属板AB上加上不同电压可以使从炽热的灯丝释放的电子以不同速度沿直线穿过B.板中心的小孔O.进入宽度为L.的匀强磁场区域匀强磁场区域的磁感应强度为B.方向垂直纸面向里若在A.B.两板间加上电压U.0时电子不能穿过磁场区域而打在B.板延长线上的P.点如图18所示已知电子的质量为m电荷量为e并设电子离开A.板时的初速度为零1在A.B.两板间加上电压U.0时求电子穿过小孔O.的速度大小v02求P.点距小孔O.的距离x3若改变A.B.两板间的电压使电子穿过磁场区域并从边界MN上的Q.点射出且从Q.点穿出时速度方向偏离原来的方向的角度为θ则A.B.两板间电压U.为多大
如图所示匀强磁场中有一个电荷量为q的正离子.自a点沿半圆轨道运动当它运动到b点时突然吸收了附近若干电子接着沿另一半圆轨道运动到c点.已知abc在同一直线上且ac＝ab电子电荷量为e电子质量可忽略不计则该离子吸收的电子个数为
如图所示AB是圆O.的一条直径OC为圆的半径∠AOC=90°圆O.所在空间有一匀强电场相同的带正电的粒子以相同的初动能E.k0沿不同方向从
22分如图所示在水平直线MN的上方有一方向与MN成30°角的斜向右下方的匀强电场电场区域足够宽场强大小为E0在MN下方有一半径为R.的圆形区域圆心为O.圆O.与MN相切于D.点圆形区域内分布有垂直纸面向里的匀强磁场在MN上有一点C.圆心O.与C.点的连线和电场线平行在OC的延长线线上有一点PP点到边界MN的垂直距离为一质量为m电荷量为q的带正电的粒子从P.点静止释放已知圆形磁场的磁感应强度大小为不计粒子的重力求1粒子在磁场中的运动半径r2粒子最终离开电场时的速度v
18分电子激光器是利用高速电子束射入方向交替变化的磁场使电子在磁场中摆动着前进而产生激光的一种装置在磁场中建立与磁场方向垂直的平面坐标系xoy如图甲所示方向交替变化的磁场随x坐标变化的图线如图乙所示每个磁场区域的宽度均为L.=0.30m磁场的磁感应强度大小B.0=3.75×10-4T规定磁场方向垂直纸面向里为正方向现将初速度为零的电子经电压U.=4.5×103V的电场加速后从坐标原点沿y轴正方向射入磁场电子电荷量e为1.6×10-19C电子质量m取9.0×10-31Kg不计电子的重力不考虑电子因高速运动而产生的影响求l电子从坐标原点进入磁场时速度的大小v2请在答题卡中图甲的位置画出x＝0至x＝4L区域内电子在磁场中运动的轨迹并计算电子通过图中各磁场区域边界时位置的纵坐标请在图中标出来3从x＝0至x＝NLN为整数区域内电子运动的平均速度的大小
20分如图所示PR是一长为L.=0.64m的绝缘平板固定在水平地面上挡板R.固定在平板的右端.整个空间有一个平行于PR的匀强电场E.在板的右半部分有一垂直于纸面向里的匀强磁场磁场的宽度d=0.32m.一个质量m=0.50×10-3kg带电荷量为q=5.0×10-2C的小物体从板的P.端由静止开始向右做匀加速运动从D.点进入磁场后恰能做匀速直线运动.当物体碰到挡板R.后被弹回若在碰撞瞬间撤去电场不计撤去电场对原磁场的影响物体返回时在磁场中仍作匀速运动离开磁场后做减速运动停在C.点PC=L/4.若物体与平板间的动摩擦因数μ=0.20g取10m/s2.⑴判断电场的方向及物体带正电还是带负电⑵求磁感应强度B.的大小⑶求物体与挡板碰撞过程中损失的机械能.
如图空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场电场和磁场相互垂直在电磁场区域中有一个竖直放置的光滑绝缘圆环环上套有一个带正电的小球O.点为圆环的圆心abc为圆环上的三个点a点为最高点c点为最低点Ob沿水平方向已知小球所受电场力与重力大小相等现将小球从环的顶端a点由静止释放下列判断正确的是
18分注意在试卷上作答无效如图所示空间某平面内有一条折线是磁场的分界线在折线的两侧分布着方向相反与平面垂直的匀强磁场磁感应强度大小都为B.折线的顶角∠A.＝90°P.Q.是折线上的两点AP=AQ=L.现有一质量为m电荷量为q的带负电微粒从P.点沿PQ方向射出不计微粒的重力求⑴若在P.Q.间加一与磁场方向垂直的匀强电场能使速度为v0射出的微粒沿PQ直线运动到Q.点则场强为多大⑵撤去电场为使微粒从P.点射出后途经折线的顶点A.而到达Q.点求初速度v应满足什么条件⑶求第2问中微粒从P.点到达Q.点所用的时间
15分如图所示Oxyz坐标系的y轴竖直向上坐标系所在的空间存在匀强电场和匀强磁场电场方向与x轴平行从y轴上的M.点0H0无初速度释放一个质量为m电荷量为q的带负电的小球它落在xz平面上的Nl0b点l>0b>O.若撤去磁场则小球落在xz平面上的Pl00点.已知重力加速度大小为g.1已知匀强磁场方向与某个坐标轴平行请确定其可能的具体方向2求出电场强度的大小3求出小球落至N.点时的速率.
18分如图所示为某种质谱仪的结构示意图其中加速电场的电压为U.静电分析器中与圆心O.1等距各点的电场强度大小相同方向沿径向指向圆心O.1磁分析器中以O.2为圆心圆心角为90°的扇形区域内分布着方向垂直于纸面的匀强磁场其左边界与静电分析器的右边界平行由离子源发出一个质量为m电荷量为q的正离子初速度为零重力不计经加速电场加速后从M.点沿垂直于该点的场强方向进入静电分析器在静电分析器中离子沿半径为R.的四分之一圆弧轨道做匀速圆周运动并从N.点射出静电分析器而后离子由P.点沿着既垂直于磁分析器的左边界又垂直于磁场方向射入磁分析器中最后离子沿垂直于磁分析器下边界的方向从Q.点射出并进入收集器测量出Q.点与圆心O.2的距离为d1求静电分析器中离子运动轨迹处电场强度E.的大小2求磁分析器中磁场的磁感应强度B.的大小和方向3通过分析和必要的数学推导请你说明如果离子的质量为0.9m电荷量仍为q其他条件不变这个离子射出电场和射出磁场的位置是否变化
15分如图所示质量为m电荷量为q的带电粒子沿与水平面成θ=60°的方向匀速运动进入圆形匀强磁场区域后从水平金属板M.左端边缘附近以平行于板面的速度离开磁场进入两平行金属板M.N.间并恰从N.板右边缘飞出已知匀强磁场的磁感应强度大小为B.方向垂直于纸面向里两带龟极板板长为l板距为d板间电压为U.不计粒子重力1分析判断极板朋带正电还是带负电?2求粒子在磁场中运动的速度大小3求粒子进入磁场时的入射点与离开磁场时的出射点间的距离
如下图所示在xoy直角坐标系中第Ⅰ象限内分布着方向垂直纸面向里的匀强磁场第Ⅱ象限内分布着方向沿y轴负方向的匀强电场初速度为零带电量为q质量为m的离子经过电压为U.的电场加速后从x上的A.点垂直x轴进入磁场区域经磁场偏转后过y轴上的P.点且垂直y轴进入电场区域在电场偏转并击中x轴上的C.点已知OA=OC=d求电场强度E.和磁感强度B.的大小.
18分为了使粒子经过一系列的运动后又以原来的速率沿相反方向回到原位可设计如下的一个电磁场区域如图所示水平线QC以下是水平向左的匀强电场区域I梯形PQCD内有垂直纸面向里的匀强磁场磁感应强度为B.区域II三角形APD内的磁场方向与I.内相同但是大小可以不同区域Ⅲ虚线PD之上三角形APD以外的磁场与Ⅱ内大小相等方向相反已知等边三角形AQC的边长为2LP.D.分别为AQAC的中点带正电的粒子从Q.点正下方距离Q.点为L.的0点以某一速度射出在电场力作用下从QC边中点N.以速度V0垂直QC射入区域Ⅰ再从P.点垂直AQ射入区域Ⅲ又经历一系列运动后返回O.点粒子重力忽略不计求1该粒子的比荷2粒子从O.点出发再回到O.点的整个运动过程所需时间
如图所示在直角坐标系的第II象限和第Ⅳ象限中的直角三角形区域内分布着磁感应强度均为B.=5.0×10—3T.的匀强磁场方向分别垂直纸面向外和向里质量为m=6.64×10—27kg电荷量为q=+3.2×10—19C.的α粒子不计α粒子重力由静止开始经加速电压为U=1205V的电场图中未画出加速后从坐标点M.—4处平行于x轴向右运动并先后通过两个匀强磁场区域1请你求出α粒子在磁场中的运动半径2你在图中画出α粒子从直线x=—4到直线x=4之间的运动轨迹并在图中标明轨迹与直线x=4交点的坐标3求出α粒子在两个磁场区域偏转所用的总时间
如图所示的平行板器件中存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场磁场的磁感应强度B.1=0.40T方向垂直纸面向里电场强度E.=2.0×105V/mPQ为板间中线.紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内有垂直纸面向外的匀强磁场磁感应强度为B.2的匀强磁场磁场边界AO和y轴的夹角∠AOy=45°.一束带电量q=8.0×10-19C质量m=8.0×10-26kg的正离子从P.点射入平行板间沿中线PQ做直线运动穿出平行板后从y轴上坐标为00.2m的Q.点垂直y轴射入磁场区.正离子重力不计1离子运动的速度为多大2要使离子都不能打到x轴上AOy区域内磁感应强度大小B.2应满足什么条件3若AOy区域内磁感应强度大小B.2介于0.25T到0.5T之间试求正离子经过x轴时的区域范围.
16分如图所示矩形abcd关于x轴对称长ad=2L宽ab=L三角形oab区域内存在竖直向下的匀强电场梯形obcd区域内存在垂直于纸面向外的匀强磁场一个质量为m电荷量为+q的带电粒子不计重力以初速度v从P.点沿X.轴正方向进入电场穿过电场后从ob边上Q.点处进入磁场然后从y轴负半轴上的M.点图中未标出垂直于y轴离开磁场已知试求1匀强电场的场强E.大小2匀强磁场的磁感应强度B.的大小
16分如图平面内在轴左侧某区域内有一个方向竖直向下水平宽度为电场强度为的匀强电场.在轴右侧有一个圆心位于轴上半径为的圆形磁场区域磁场方向垂直纸面向里磁感应强度在坐标为处有一垂直于轴的面积足够大的荧光屏今有一束带正电的粒子从电场左侧沿方向射入电场穿出电场时恰好通过坐标原点速度为方向与轴成角斜向下.若粒子的质量电量为试求1粒子射入电场时的位置坐标和初速度2若圆形磁场可沿轴移动圆心在轴上的移动范围为由于磁场位置的不同导致该粒子打在荧光屏上的位置也不同试求粒子打在荧光屏上的范围
20分如图甲所示建立Oxy坐标系两平行极板P.Q.垂直于y轴且关于x轴对称极板长度和板间距均为l第一四象限有磁场方向垂直于Oxy平面向里位于极板左侧的粒子源沿x轴向右连续发射质量为m电量为＋q速度相同重力不计的带电粒子在0~3t0时间内两板间加上如图乙所示的电压不考虑极板边缘的影响已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t0时刻经极板边缘射入磁场上述mqlt0B.为已知量不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况求1两板间的电压U04分20~3t0时间__入两板间的带电粒子在磁场中运动的最短时间t8分3t0时刻射入两板间的带电粒子进入磁场和离开磁场时的位置坐标8分
如图所示在绝缘水平面上
某人设计了一种质量选择器其原理如题25图.正离子源A.产生的离子被电压为U的电场加速后进入准直管然后沿中线垂直射入匀强电场偏转后通过极板HM上的小孔S.离开电场经过一段匀速直线运动垂直于边界MN的中点K.进入恒定匀强磁场然后在边界NQ出射并可在整个NQ边界收集离子磁场方向垂直纸面向外=d1=d2若要使从A.出来的初速为零的一价正离子从S.处射出并能按上述方式进入磁场忽略离子所受重力1求偏转电场电压U.2求HM与MN的夹角Φ3若离子源出射的有质量为4u和质量为16u两种离子且刚好在磁场边界NQ的中心处S1出射离子在S2处出射问S1和S2之间的距离为多大并讨论该仪器能检验的离子的质量范围
某空间存在着如图所示的足够大的沿水平方向的匀强磁场在磁场中
15分电子扩束装置由电子加速器偏转电场和偏转磁场组成.偏转电场由加了电压的相距为d的两块水平平行放置的导体板形成如图甲所示.大量电子其重力不计由静止开始经加速电场加速后连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入偏转电场.当两板不带电时这些电子通过两板之间的时间为2t0当在两板间加如图乙所示的周期为2t0幅值恒为U.0的电压时所有电子均从两板间通过然后进入水平宽度为L.竖直宽度足够大的匀强磁场中最后通过匀强磁场打在竖直放置的荧光屏上.问1电子在刚穿出两板之间时的最大侧向位移与最小侧向位移之比为多少2要使侧向位移最大的电子能垂直打在荧光屏上匀强磁场的磁感应强度为多少3在满足第2问的情况下打在荧光屏上的电子束的宽度为多少已知电子的质量为m电荷量为e
22分如图所示直角坐标系xoy位于竖直平面内在‑m≤x≤0的区域内有磁感应强度大小B.=4.0×10-4T方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场其左边界与x轴交于P.点在x＞0的区域内有电场强度大小E.=4N/C方向沿y轴正方向的条形匀强电场其宽度d=2m一质量m=6.4×10-27kg电荷量q=-3.2×10-19C的带电粒子从P.点以速度V.=4×104m/s沿与x轴正方向成α=60°角射入磁场经电场偏转最终通过x轴上的Q.点图中未标出不计粒子重力求⑴带电粒子在磁场中运动时间⑵当电场左边界与y轴重合时Q.点的横坐标⑶若只改变上述电场强度的大小要求带电粒子仍能通过Q.点讨论此电场左边界的横坐标x′与电场强度的大小E.′的函数关系
12分如图甲所示在一水平放置的隔板MN的上方存在一磁感应强度大小为B.的匀强磁场磁场方向如图所示O.为隔板上的一个小孔通过O.点可以从不同方向向磁场区域发射电量为+q质量为m速率为的粒子且所有入射的粒子都在垂直于磁场的同一平面内运动不计重力及粒子间的相互作用1如图乙所示与隔板成450角的粒子经过多少时间后再次打到隔板上此粒子打到隔板的位置与小孔的距离为多少2所有从O.点射入的带电粒子在磁场中可能经过区域的面积为多少3若有两个时间间隔为t0的粒子先后射入磁场后恰好在磁场中给定的P.点相遇如图丙所示则P.与O.之间的距离为多少
16分如图直线MN上方有平行于纸面且与MN成45°的有界匀强电场电场强度大小未知MN下方为方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场磁感应强度大小为B.今从MN上的O.点向磁场中射入一个速度大小为v方向与MN成45°角的带正电粒子该粒子在磁场中运动时的轨道半径为R.若该粒子从O.点出发记为第一次经过直线MN而第五次经过直线MN时恰好又通过O.点不计粒子的重力求⑴电场强度的大小⑵该粒子再次从O.点进入磁场后运动轨道的半径⑶该粒子从O.点出发到再次回到O.点所需的时间
19分如图所示在坐标系xOy内有一半径为a的圆形区域圆心坐标为0a圆内分布有垂直纸面向里的匀强磁场在直线y=a的上方和直线x=2a的的左侧区域内有一沿着y轴负方向的匀强电场场强大小为E.一质量为m电荷量为+qq>0的粒子以速度v从O.点垂直于磁场方向射入当速度方向沿x轴正方向时粒子恰好从点正上方的A.点射出磁场不计粒子重力1求磁感应强度B.的大小2若粒子以速度v从O.点垂直于磁场方向射入第一象限当速度方向与x轴正方向的夹角θ=30º时画出粒子在磁场中的运动轨迹并求粒子从射入磁场到最终离开磁场的时间t
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