第23题2018年浙江学考物理选考复习备考分题汇编真题全真模拟含解析.docx

2018浙江学考选考复习备考分题汇编“4+6”（真题+全真模拟）第23题1、【2017年11月浙江省一般高校招生选考科目考试物理试题】如图所示，x轴上方存在垂直纸面对外的匀强磁场，坐标原点处有一正离子源，单位时间在xOy平面内放射n0个速率为的离子，分布在y轴两侧各为的范围内。在x轴上放置长度为L的离子搜集板，其右端点距坐标原点的间隔 为2L，当磁感应强度为B0时，沿y轴正方向入射的离子，恰好打在搜集板的右端点。整个装置处于真空中，不计重力，不考虑离子间的碰撞，忽视离子间的互相作用。（1）求离子的比荷；（2）若放射的离子被搜集板全部搜集，求的最大值；（3）假设离子到达x轴时沿x轴匀称分布。当=370，磁感应强度在B0 B 3B0的区间取不同值时，求单位时间内搜集板搜集到的离子数n及磁感应强度B之间的关系（不计离子在磁场中运动的时间）【答案】（1）（2）（3）时，；时，；时，有（3），全部搜集到离子时的最小半径为R，如图2，有，解得当时，全部粒子均能打到搜集板上，有，恰好搜集不到粒子时的半径为，有，即当时，设，解得当时，全部粒子都不能打到搜集板上，2、【2017年4月浙江省一般高校招生选考科目考试物理试题】如图所示,在平面内，有一电子源持续不断地沿正方向每秒放射出N个速率均为的电子，形成宽为2b，在轴方向匀称分布且关于轴对称的电子流。电子流沿方向射入一个半径为R，中心位于原点O的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直xOy平面对里，电子经过磁场偏转后均从P点射出，在磁场区域的正下方有一对平行于轴的金属平行板K和A，其中K板及P点的间隔 为d，中间开有宽度为且关于轴对称的小孔。K板接地，A及K两板间加有正负、大小均可调的电压，穿过K板小孔到达A板的全部电子被搜集且导出，从而形成电流。已知，电子质量为m，电荷量为e，忽视电子间互相作用。（1）求磁感应强度B的大小；（2）求电子从P点射出时及负轴方向的夹角的范围；（3）当时，每秒经过极板K上的小孔到达极板A的电子数；（4）画出电流随改变的关系曲线（在答题纸上的方格纸上）。【答案】（1），（2）60o,（3）（4）【考点】本题主要考察学问点：磁聚焦、类平抛【解析】由题意可以知道是磁聚焦问题，即（1） 轨到半径R=r（2） 右图以及几何关系可知，上端电子从P点射出时及负y轴最大夹角，由几何关系同理下端电子从p点射出及负y轴最大夹角也是60度范围是每秒进入两极板间的电子数为nn=0.82N3、【2016年10月浙江省一般高校招生选考科目考试物理试题】【加试题】如图所示，在x轴上的上方存在垂直纸面对里，磁感应强度大小为的匀强磁场，位于x轴下方粒子源C放射质量为m、电荷量为q的一束负离子，其初速度大小范围为。这束粒子经电势差为U=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，最终打到x轴上，在x轴上2a3a区间程度固定放置一探测板（），假设每秒射入磁场的离子总数为，打到x轴上的离子数匀称分布（粒子重力不计）（1）求粒子束从小孔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；（3）保持磁感应强度不变，求每秒打在探测板上的离子数N，若打在板上的离子80被板汲取，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。【答案】（1）（2）（3）（2）当速度最大的离子打在探测板右端，解得（3）离子束能打到探测板的实际位置范围为对应的速度范围为每秒打在探测板上的离子数为依据动量定理汲取的离子受到板的作用力大小反弹的离子受到板的作用力大小依据牛顿第三定律，探测板受到的作用力大小考点：考察了带电粒子在组合场中的运动【名师点睛】带电粒子在组合场中的运动问题，首先要运用动力学方法分析清晰粒子的运动状况，再选择适宜方法处理对于匀变速曲线运动，经常运用运动的分解法，将其分解为两个直线的合成，由牛顿第二定律和运动学公式结合求解；对于磁场中圆周运动，要正确画出轨迹，由几何学问求解半径4、【2016年4月浙江省一般高校招生选考科目考试物理试题】某同学设计了一个电磁推动加喷气推动的火箭放射装置，如图所示竖直固定在绝缘底座上的两根长直光滑导轨，间距为L导轨间加有垂直导轨平面对里的匀强磁场B绝缘火箭支撑在导轨间，总质量为m，其中燃料质量为m´，燃料室中的金属棒EF电阻为R，并通过电刷及电阻可忽视的导轨良好接触引燃火箭下方的推动剂，快速推动刚性金属棒CD（电阻可忽视且和导轨接触良好）向上运动，当回路CEFDC面积削减量到达最大值S，用时t，此过程鼓励出强电流，产生电磁推力加速火箭在t时间内，电阻R产生的焦耳热使燃料燃烧形成高温高压气体当燃烧室下方的可控喷气孔翻开后喷出燃气进一步加速火箭（1）求回路在t时间内感应电动势的平均值及通过金属棒EF的电荷量，并推断金属棒EF中的感应电流方向；（2）经t时间火箭恰好脱离导轨求火箭脱离时的速度v0； （不计空气阻力）（3）火箭脱离导轨时，喷气孔翻开，在极短的时间内喷射出质量为m´的燃气，喷出的燃气相对喷气前火箭的速度为u，求喷气后火箭增加的速度v（提示：可选喷气前的火箭为参考系）【答案】（1）回路在t时间内感应电动势的平均值为，通过金属棒EF的电荷量为，金属棒EF中的感应电流方向向右；（2）经t时间火箭恰好脱离导轨，火箭脱离时的速度v0为；（3）喷气后火箭增加的速度v为【考点】动量守恒定律；功能关系；法拉第电磁感应定律【分析】（1）依据电磁感应定律求出平均电动势，依据q=求解电荷量，依据楞次定律推断电流方向；（2）先求出平均感应电流，进而求出平均安培力，再依据动量定理求解速度；（3）以火箭为参考系，设竖直向上为正，依据动量守恒定律列式求解即可（3）以火箭为参考系，设竖直向上为正，依据动量守恒定律得：mu+（mm）v=0解得：v=答：（1）回路在t时间内感应电动势的平均值为，通过金属棒EF的电荷量为，金属棒EF中的感应电流方向向右；（2）经t时间火箭恰好脱离导轨，火箭脱离时的速度v0为；（3）喷气后火箭增加的速度v为 1、如图所示，足够长的光滑程度导轨的间距为l，电阻不计，垂直轨道平面有磁感应强度为B的匀强磁场，导轨上相隔肯定间隔 放置两根长度均为l的金属棒，a棒质量为m，电阻为R，b棒质量为2m，电阻为2R现给a棒一个程度向右的初速度v0，求：（a棒在以后的运动过程中没有及b棒发生碰撞）（1）b棒开场运动的方向：（2）当a棒的速度减为时，b棒刚好遇到了障碍物，经过很短时间t0速度减为零（不反弹）求碰撞过程中障碍物对b棒的冲击力大小：（3）b棒遇到障碍物后，a棒接着滑行的间隔 【答案】（1）b棒开场运动的方向向右；（2）碰撞过程中障碍物对b棒的冲击力大小为；（3）b棒遇到障碍物后，a棒接着滑行的间隔 为【考点】动量守恒定律；闭合电路的欧姆定律；导体切割磁感线时的感应电动势【分析】（1）依据右手定则得出回路中的电流方向，再依据左手定则得出b棒所受安培力的方向，确定b棒的运动方向（2）对a、b棒运用动量守恒定律，求出a棒的速度减为时b棒的速度，依据动量定理求出碰撞过程中障碍物对b棒的冲击力大小（3）依据a棒的速度得出a棒所受的安培力，结合动量定理，运用积分思想求出b棒遇到障碍物后，a棒接着滑行的间隔 （3）a棒单独向右滑行的过程中，当其速度为v时，所受的安培力大小为极短时间ti0，a棒的速度由v变为v，依据动量定理，有：F安ti=mvmv，代入后得，把各式累加，得，a棒接着前进的间隔 x=xi=viti=答：（1）b棒开场运动的方向向右；（2）碰撞过程中障碍物对b棒的冲击力大小为；（3）b棒遇到障碍物后，a棒接着滑行的间隔 为2、如图所示，一对足够大的金属板M、N正对且竖直放置，两极板分别接在大小可调的电源两端，N极板右侧分布有匀强磁场，磁场大小为B，方向垂直纸面对里，磁场区域放有一半径为R的圆柱体，圆柱体的轴线及磁场方向平行，圆柱体的横截面圆的圆心O到右极板N的间隔 为，在贴近左极板M处有足够大的平行且带负电等离子束，在电场力的作用下无初速沿垂直于N极板（经过特别处理，离子能透过）射入磁场区域，已知全部离子的质量均为m，电量为q，忽视离子的重力和离子间的互相作用力求：（1）若某个离子经过N极板后恰好垂直打在圆柱体的最高点，则此时加在极板上的电源电压；（2）为了使全部的离子均不能打在圆柱体上，则电源电压需满意什么条件；（3）若电源电压调为，则从极板N上哪个范围内射出的离子能打在圆柱体上。【答案】（1）（2）（3）在离O1上方不大于和在离O1下方不大于的范围内的离子均能打在圆柱体上（2）设全部离子刚好不能打在圆柱体上时速度为v2，轨迹如图1，此时离子的轨迹半径由牛顿第二定律知联立得则电源电压需满意（3）若电源电压调为，由、得，离子的轨迹半径r=3R因此在离O1上方不大于和在离O1下方不大于的范围内的离子均能打在圆柱体上。点睛：本题主要考察了带电粒子在混合场中运动的问题，要求同学们能正确分析粒子的受力状况，再通过受力状况分析粒子的运动状况，娴熟驾驭圆周运动及牛顿第二定律公式 3、在第一象限（含坐标轴）内有垂直xoy平面周期性改变的匀称磁场，规定垂直xoy平面对外的磁场方向为正磁场改变规律如图，磁感应强度的大小为B0，改变周期为T0某一正粒子质量为m、电量为q在t=0时从0点以初速度v0沿y轴正向射入磁场中。若要求粒子在t=T0时距y轴最远，则B0的值为（1）求磁场的磁感应强度Bo（2）距y轴最远是多少？【答案】（1）；（2）【解析】（1）粒子要想在t=T0时距x轴最远，后半个周期的运动轨迹及y轴相切，如图所示。（2）依据运动轨迹图可知，距y轴最远解得4、现代科学仪器常利用电场、磁场限制带电粒子的运动，某装置可用于气体中某些有害离子的搜集，如图甲所示，区为加速区，区为离子搜集区，其原理是通过板间的电场或磁场使离子偏转并吸附到极板上，到达搜集的目的已知金属极板CE、DF长均为d，间距也为d，AB、CD间的电势差为U，假设质量为m、电荷量为q的大量正离子在AB极匀称分布离子由静止开场加速进入搜集区域，区域板间有匀强电场和垂直于纸面对里的匀强磁场，离子恰好沿直线通过区域；且只撤去电场时，恰好无离子从区域间射出，搜集效率(打在极板上的离子占离子总数的百分比)为100%，(不考虑离子间的互相作用力、重力和极板边缘效应)(1)求离子到达区域时的速度大小；(2)求区域磁感应强度B的大小；(3)若撤去区域磁场，只保存原来的电场，则装置的搜集效率是多少？(4)现撤去区域的电场，保存磁场但磁感应强度大小可调假设AB极上有两种正离子，质量分别为m1、m2，且m14m2，电荷量均为q1.现将两种离子完全分别，同时搜集更多的离子，需在CD边上放置一探测板CP (离子必需打在探测板上)，如图乙所示在探测板下端留有狭缝PD，离子只能通过狭缝进入磁场进展分别，试求狭缝PD宽度的最大值。【答案】（1）（2）（3）50%（4） (2)区域只撤去电场时，沿DF极板进入的离子恰好不从极板射出，确定圆心，离子在磁场中的半径rd，如图所示磁场中洛伦兹力供应向心力：qvBmB.(3)电场、磁场同时存在时，离子直线通过区域，满意：qEqvB撤去磁场以后离子在电场力作用下做类平抛运动，假设进入区域时间隔 DF极板为y的离子恰好分开电场：由平抛运动规律：yat2dvtqEma解得：y0.5d当y>0.5d时，离子运动到区域的右边界时仍位于DF极板的上方，因此离子会射出区域，即进入区域时到DF极板的间隔 为0.5d到d的离子会射出电场，则打在极板上的离子数占总数的百分比为×100%50%.因为m14m2，则有R12R2，此时狭缝最大值x同时满意(如图所示)x2R12R2d2R1x解得：xd5、如图所示，足够长的光滑程度直导线的间距为，电阻不计，垂直轨道平面有磁感应强度为B的匀强磁场，导轨上相隔肯定间隔 放置两根长度均为的金属棒，a棒质量为m，电阻为R，b棒质量为，电阻为，现给a棒一个程度向右的初速度，求：（a棒在以后的运动过程中没有及b棒发生碰撞）（1）b棒开场运动的方向；（2）当a棒的速度减为时，b棒刚好遇到了障碍物，经过很短时间速度减为零（不反弹），求碰撞过程中障碍物对b棒的冲击力大小；（3）b棒遇到障碍物后，a棒接着滑行的间隔 。【答案】（1）b棒向右运动；（2）；（3）【解析】试题分析：（1）依据右手定则知，回路中产生逆时针的电流，依据左手定则知，b棒所受的安培力方向向右，可知b棒向右运动。考点：动量守恒定律、闭合电路的欧姆定律、导体切割磁感线时的感应电动势【名师点睛】本题考察了动量守恒定律、动量定理及电磁感应、闭合电路欧姆定律的综合运用，对于第三问，对学生数学实力要求较高，要加强学生在积分思想的运用。6、在无限大的匀强磁场中，有一竖直放置的固定绝缘光滑轨道由半径分别为R的圆弧MN，在竖直线ON右边有上的匀强电场。现有小球带正电，质量为m，电荷量为q。已知将小球由M点静止释放后，它通过N点时，弹力刚好等于重力。小球分开N点后刚好做匀速圆周运动，重力加速度为g。不计空气阻力。求（1）匀强磁场的磁感应强度和匀强电场的电场强度（2）小球分开N点后再次到竖直线ON的位置到N点的间隔 和时间【答案】（1）；（2）2R；小球分开N点后刚好做匀速圆周运动，电场力及重力二力平衡qE=mg。解得（2）小球分开N点后，做圆周运动的向心力由洛伦兹力供应解得小球做圆周运动的半径小球分开N点后再次到竖直线ON时离N的间隔 d=2r=2R运动时间