高考物理一轮复习 模块高考预测3-人教版高三全册物理试题.doc

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1、模块高考预测预测一带电体在电场中的运动问题1如图所示，以O为原点建立直角坐标系xOy，绝缘光滑水平面沿着x轴，y轴在竖直方向在水平面上方存在与x轴平行的匀强电场一个质量为m2.0103 kg、电荷量为q2.0106 C的带正电的物体(可视为质点)，从O点开始以一定的初速度沿着x轴正方向做直线运动，其位移随时间的变化规律为x6.0t10t2，式中x的单位为m，t的单位为s.不计空气阻力，取g10 m/s2.(1)求匀强电场的场强大小和方向(2)求带电物体在0.5 s内经过的路程(3)若在第0.6 s末突然将匀强电场的方向变为沿y轴正方向，场强大小保持不变求在00.8 s内带电物体电势能的变化量解

2、析(1)由位移随时间的变化规律x6.0t10t2，得物体做匀减速直线运动，加速度大小为a20 m/s2，初速度为v06.0 m/s根据牛顿第二定律有Eqma解得场强E2.0104 N/C，且方向沿x轴负方向(2)物体做匀减速运动到速度为0所需要的时间t10.3 s那么这段时间经过的路程s1v0t1at0.9 m05 s内的后0.2 s物体做匀加速直线运动，经过的路程s2at0.4 m05 s内物体经过的路程ss1s21.3 m.(3)根据运动的对称性知，第0.6 s末带电物体回到坐标原点O，之后的0.2 s物体以初速度v0做类平抛运动，运动轨迹如图所示，在y轴方向根据牛顿第二定律有Eqmgma

3、由运动学公式得y0at2电场力做功WEqy0联立并代入数据解得W8.0103 J所以电势能减少了8.0103 J(或电势能的变化量为EP8.0103 J)答案(1)2.0104 N/C方向沿x轴负方向(2)1.3 m(3)8.0103 J预测二带电粒子在组合场中的运动2如图所示，磁感应强度为B的条形匀强磁场区域的宽度都是d1，水平方向无限长，相邻磁场区域的间距均为d2，x轴的正上方有一电场强度大小为E，方向与x轴和磁场方向均垂直的匀强电场，将一质量为m、带电荷量为q的粒子(重力忽略不计)从y轴上坐标为(0，h)处由静止释放求：(1)粒子在磁场区域做匀速圆周运动的轨道半径(2)若粒子只经过磁场区

4、域、后回到x轴，则粒子从开始释放经磁场后第一次回到x轴需要的时间t.(3)若粒子从y轴上坐标为(0，H)处以初速度v0沿x轴正方向水平射出，此后运动中最远能到达第k个磁场区域的下边缘，并再次返回到x轴，求d1、d2的值解析(1)粒子由电场加速，到O点速度为v，Eqhmv2，得v 粒子在磁场中做匀速圆周运动，有Bqvm，得r .(2)粒子在电场中运动的时间为t1，ht，得t1 根据带电粒子在匀强磁场中运动的对称性可知，假设把粒子在磁场中的运动拼接起来，刚好为一半圆，设粒子在磁场中运动时间为t2，则t2T，T所以t2如图1所示，粒子在无磁场区域运动时间为t3，则t3，而cos 将v、r代入，有t3

5、所以tt1t2t3 (3)如图2所示，粒子在电场中做类平抛运动，进入磁场时速度为v2，则v2，且vy 则v2 v2与水平方向的夹角为，cos 粒子在磁场中偏转半径R因粒子最远到达第k个磁场区域的下边缘，kd1R(1cos )解得d1粒子在无磁场区域做匀速直线运动，故d2可以取任意值答案(1)(2)(3)，d2取任意值预测三带电粒子在交变电磁场中的运动3如图甲所示，在xOy平面内加有空间分布均匀、大小随时间周期性变化的电场和磁场，变化规律如图乙所示(规定竖直向上为电场强度的正方向，垂直纸面向里为磁感应强度的正方向)在t0时刻，质量为m、电荷量为q的带正电粒子自坐标原点O处，以v02 m/s的速度

6、沿x轴正方向水平射出已知电场强度E0、磁感应强度B0，不计粒子重力求：(1)t1 s末粒子速度的大小和方向(2)12 s内，粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期(3)画出04 s内粒子的运动轨迹示意图(要求：体现粒子的运动特点)(4)(2n1)2n s(n1,2,3)内粒子运动至最高点的位置坐标解析(1)在01 s内，在电场作用下，带电粒子在x轴方向上做匀速运动：vxv0在y轴方向上做匀加速运动：vyt11 s末粒子的速度v1v1与水平方向的夹角为，则tan 代入数据得v12 m/s，45.(2)12 s内，粒子在磁场中做圆周运动，由牛顿第二定律qv1B0解得R1 m粒子做圆周运动的周期T1 s

7、(3)粒子的运动轨迹如图1所示(4)(2n1) s末，粒子的位置坐标为xv0n2n myn2n2 m此时粒子的速度为vn2m/stan n粒子在(2n1)2n s(n1,2,3)内做圆周运动的轨迹如图2所示：半径Rn m最高点G的位置坐标为xxRnsin (2n)mYyRn(1cos )n2(1)m答案(1)2 m/s与水平方向成45角(2) m1 s(3)见解析(4)(2n)m，n2(1)m预测四带电粒子在叠加场中的运动4如图1所示，与纸面垂直的竖直面MN的左侧空间中存在竖直向上场强大小为E2.5102 N/C的匀强电场(上、下及左侧无界)一个质量为m0.5 kg、电荷量为q2.0102 C

8、的可视为质点的带正电小球，在t0时刻以大小为v0的水平初速度向右通过电场中的一点P，当tt1时刻在电场所在空间中加上一如图2所示随时间周期性变化的磁场，使得小球能竖直向下通过D点，D为电场中小球初速度方向上的一点，PD间距为L，D到竖直面MN的距离DQ为L/.设磁感线垂直纸面向里为正(g10 m/s2)(1)如果磁感应强度B0为已知量，使得小球能竖直向下通过D点，求磁场每一次作用时间t0的最小值(用题中所给物理量的符号表示)；(2)如果磁感应强度B0为已知量，试推出满足条件的时刻t1的表达式(用题中所给物理量的符号表示)；(3)若小球能始终在电磁场所在空间做周期性运动，则当小球运动的周期最大时，求出磁感应强度B0及运动的最大周期T的大小(用题中所给物理量的符号表示)解析(1)当小球仅有电场作用时：mgEq，小球将做匀速直线运动在t1时刻加入磁场，小球在时间t0内将做匀速圆周运动，圆周运动周期为T0，若竖直向下通过D点，由图甲分析可知：t0.(2)PFPDR，即：v0t1LRqv0B0mv/R所以v0t1L，t1.(3)小球运动的速率始终不变，当R变大时，T0也增加，小球在电磁场中运动的周期T增加，在小球不飞出电磁场的情况下，当T最大时有：DQ2R，B0T0由图分析可知小球在电磁场中运动的最大周期：T8，小球运动轨迹如图乙所示答案(1)(2)(3)