黑龍江省大慶市喇中高考物理材料 大題集練 牛頓運(yùn)動(dòng)定律與電磁學(xué)綜合（通用）

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1、 高中物理大題集練——牛頓運(yùn)動(dòng)定律與電磁學(xué)綜合 1、在xOy平面內(nèi)，直線OP與y軸的夾角α=45°。第一、第二象限內(nèi)存在方向分別為豎直向下和水平向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小均為E=1.0×105 N/C；在x軸下方有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T，如圖所示?，F(xiàn)有一帶正電的粒子從直線OP上某點(diǎn)A(-L, L)處靜止釋放。設(shè)粒子的比荷=4.0×107 C/kg，粒子重力不計(jì)。求： （1）若L="2" cm，粒子進(jìn)入磁場時(shí)與x軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)及粒子速度的大小和方向； （2）如果在直線OP上各點(diǎn)釋放許多個(gè)上述帶電粒子(粒子間的相互作用力不計(jì)

2、)，試證明各帶電粒子進(jìn)入磁場后做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心點(diǎn)的集合為一拋物線。 2、如右圖甲所示,間距為d的平行金屬板MN與一對光滑的平行導(dǎo)軌相連,平行導(dǎo)軌間距L=d/2，一根導(dǎo)體棒ab以一定的初速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，棒的右側(cè)存在一個(gè)垂直紙面向里，大小為B的勻強(qiáng)磁場。棒進(jìn)入磁場的同時(shí)，粒子源P釋放一個(gè)初速度為0的帶電粒子，已知帶電粒子質(zhì)量為m,電量為q.粒子能從N板加速到M板，并從M板上的一個(gè)小孔穿出。在板的上方，有一個(gè)環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在大小也為B，垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場。已知外圓半徑為2d， 里圓半徑為d.兩圓的圓心與小孔重合（粒子重力不計(jì)） （1）判斷帶電粒子的正負(fù)，并求當(dāng)ab棒的速度為v

3、0時(shí)，粒子到達(dá)M板的速度v； （2）若要求粒子不能從外圓邊界飛出，則v0的取值范圍是多少？ （3）若棒ab的速度v0只能是，則為使粒子不從外圓飛出，則可以控制導(dǎo)軌區(qū)域磁場的寬度S（如圖乙所示），那該磁場寬度S應(yīng)控制在多少范圍內(nèi) 3、如圖所示，真空中有以(r,0)為圓心，半徑為r的圓柱形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向里，在y＝r的實(shí)線上方足夠大的范圍內(nèi)，有方向水平向左的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度的大小為E，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)，設(shè)質(zhì)子在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑也為r，已知質(zhì)子的電量為e，質(zhì)量為m，不計(jì)重力及阻力的作用，求

4、： （1）質(zhì)子射入磁場時(shí)的速度大小。 （2）速度方向沿x軸正方向射入磁場的質(zhì)子，到達(dá)y軸所需的時(shí)間。 （3）速度方向與x軸正方向成30°角(如圖所示)射入磁場的質(zhì)子，到達(dá)y軸的位置坐標(biāo)。 4、如圖甲所示，MN、PQ是固定于同一水平面內(nèi)相互平行的粗糙長直導(dǎo)軌，間距L＝2.0m；R是連在導(dǎo)軌一端的電阻，質(zhì)量m＝1.0kg的導(dǎo)體棒ab垂直跨在導(dǎo)軌上，電壓傳感器與這部分裝置相連。導(dǎo)軌所在空問有磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場。從t＝0開始對導(dǎo)體棒ab施加一個(gè)水平向左的外力F，使其由靜止開始沿導(dǎo)軌向左運(yùn)動(dòng)，電壓傳感器測出R兩端的電壓隨時(shí)間變化的圖線如圖乙所

5、示，其中OA段是直線，AB段是曲線、BC段平行于時(shí)間軸。假設(shè)在從1.2s開始以后，外力F的功率P＝4.5W保持不變。導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒ab的電阻均可忽略不計(jì)，導(dǎo)體棒ab在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直，且接觸良好。不計(jì)電壓傳感器對電路的影響（g＝10m/s2）。求 （1）導(dǎo)體棒ab做勻變速運(yùn)動(dòng)的加速度及運(yùn)動(dòng)過程中最大速度的大??；??? （2）在1.2s~2.4s的時(shí)間內(nèi)，該裝置產(chǎn)生的總熱量Q； （3）導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ和電阻R的值。 5、如圖所示，真空中有以O(shè)1為圓心，r為半徑的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓形磁場邊界上的一點(diǎn)。磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

6、B，方向垂直于紙面向外。x=r的虛線右側(cè)足夠大的范圍內(nèi)有方向豎直向下、大小為E的勻強(qiáng)電場。從O點(diǎn)在紙面內(nèi)向各個(gè)不同方向發(fā)射速率相同的質(zhì)子，設(shè)質(zhì)子在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑也為r，已知質(zhì)子的電荷量為e，質(zhì)量為m。求： (1)質(zhì)子射入磁場時(shí)的速度大小； (2)速度方向沿y軸正方向射入磁場的質(zhì)子到達(dá)x軸所需的時(shí)間； (3)速度方向與y軸正方向成37°角且與x軸正方向成127°角射入磁場的質(zhì)子到達(dá)x軸時(shí)的位置坐標(biāo)。(已知sin37°＝0.6，cos37°="0.8)" 6、如圖所示，在xOy坐標(biāo)系第二象限內(nèi)有一圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，半徑為，圓心O′坐標(biāo)為(-?, ?)，磁

7、場方向垂直xOy平面。在x軸上有坐標(biāo)（- ?，0)的P點(diǎn)，兩個(gè)電子a、b以相同的速率v沿不同方向從P點(diǎn)同時(shí)射入磁場，電子的入射方向?yàn)閥軸正方向，b的入射方向與y軸正方向夾角為。電子a經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后從y軸上的 Q(0，?）點(diǎn)進(jìn)入第一象限，在第一象限內(nèi)緊鄰y軸有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為，勻強(qiáng)電場寬為。已知電子質(zhì)量為、電荷量為,不計(jì)重力及電子間的相互作用。求： （1）磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小 （2）b電子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 （3）a、b兩個(gè)電子經(jīng)過電場后到達(dá)x軸的坐標(biāo)差Δx 7、如圖，光滑斜面的傾角= 30°，在斜面上放置一矩形線框abcd，ab邊的

8、邊長l1 =" l" m，bc邊的邊長l2=" 0.6" m，線框的質(zhì)量m =" 1" kg，電阻R = 0.1Ω，線框通過細(xì)線與重物相連，重物質(zhì)量M =" 2" kg，斜面上ef線（ef∥gh）的右方有垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B =" 0.5" T，如果線框從靜止開始運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場最初一段時(shí)間是勻速的，ef線和gh的距離s =" 11.4" m，（取g = 10m/s2），求： （1）線框進(jìn)入磁場前重物M的加速度； （2）線框進(jìn)入磁場時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)的速度v； （3）ab邊由靜止開始運(yùn)動(dòng)到gh線處所用的時(shí)間t； （4）ab邊運(yùn)動(dòng)到gh線處的速度

9、大小和在線框由靜止開始到運(yùn)動(dòng)到gh線的整個(gè)過程中產(chǎn)生的焦耳熱。 8、如圖所示，一電子（其重力不計(jì)，質(zhì)量為m、電荷量為e，由靜止開始，經(jīng)加速電場加速后，水平向右從兩板正中間射入偏轉(zhuǎn)電場．偏轉(zhuǎn)電場由兩塊水平平行放置的長為l相距為d的導(dǎo)體板組成，當(dāng)兩板不帶電時(shí)，電子通過兩板之間的時(shí)間均為t0，當(dāng)在兩板間加電壓為U0時(shí)，電子可射出偏轉(zhuǎn)電場，并射入垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，最后打在磁場右側(cè)豎直放置的熒光屏上．磁場的水平寬度為s，豎直高度足夠大。求： （1）加速電場的電壓； （2）電子在離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的側(cè)向位移； （3）要使電子能垂直打在熒光屏上，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度

10、為多大？ 9、abcd是質(zhì)量為m，長和寬分別為b和l的矩形金屬線框，有靜止沿兩條平行光滑的傾斜軌道下滑，軌道平面與水平面成θ角。efmn為一矩形磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向豎直向上。已知da=an=ne=b，線框的cd邊剛要離開磁區(qū)時(shí)的瞬時(shí)速度為v，整個(gè)線框的電阻為R，試用題中給出的物理量（m、b、l、B、θ、v、R）表述下列物理量。 （1）ab剛進(jìn)入磁區(qū)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢； （2）此時(shí)線框的加速度； （3）線框下滑中共產(chǎn)生的熱量。 10、如圖，一個(gè)質(zhì)量為m=2.0×10-11kg，電荷量q=+1.0×10-5C的帶電微粒（重力忽略不計(jì)），從靜止

11、開始經(jīng)U1 =100V電壓加速后，水平進(jìn)入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場中。金屬板長L=20cm，兩板間距d=10cm。求： ⑴微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的速度v是多大？?? ⑵若微粒射出電場過程的偏轉(zhuǎn)角為θ=30°，并接著進(jìn)入一個(gè)方向垂直與紙面向里的勻強(qiáng)磁場區(qū)，則兩金屬板間的電壓U2是多大？ ⑶若該勻強(qiáng)磁場的寬度為D=10cm，為使微粒不會(huì)由磁場右邊射出，該勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B至少多大？ 11、如圖所示，與導(dǎo)軌等寬的導(dǎo)體棒ab放在水平的導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒的質(zhì)量為2㎏，導(dǎo)軌的寬度L=0.5m，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面，當(dāng)導(dǎo)體棒中通過

12、5A的電流時(shí)，ab剛好向右做勻速運(yùn)動(dòng)。求： ⑴導(dǎo)體棒受到的安培力有多大？ ⑵導(dǎo)體棒受到的摩擦力有多大？ (3)若導(dǎo)體棒中通過的電流為10A時(shí)，導(dǎo)體棒獲得的加速度多大？ 12、如圖所示，一個(gè)長為L的絕緣板固定在水平面上．整個(gè)空間有一個(gè)水平的勻強(qiáng)電場．板的右半部分有一個(gè)垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場．一質(zhì)量為m，帶電量為q的小物體（視為質(zhì)點(diǎn)），在電場力的作用下，從板的左端P處由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)。小物體與絕緣板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。進(jìn)入磁場區(qū)域后小物體恰好做勻速運(yùn)動(dòng)．在小物體碰到絕緣板右端的擋板Q后被彈回．若在碰撞瞬間撤去電場，物體返回過程在磁場中仍能做勻速運(yùn)動(dòng)，離開

13、磁場后則做勻減速運(yùn)動(dòng)，并停在C點(diǎn)，已知PC=L/4。 求：⑴ 小物體與擋板碰撞前后的速率v1和v2； ⑵ 磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。? ⑶ 電場強(qiáng)度E的大小和方向。 13、如圖所示，在直角坐標(biāo)系內(nèi)，有一質(zhì)量為,電荷量為的粒子A從原點(diǎn)O沿y 軸正方向以初速度射出，粒子重力忽略不計(jì)，現(xiàn)要求該粒子能通過點(diǎn)P(a, -b),可通過在粒子運(yùn)動(dòng)的空間范圍內(nèi)加適當(dāng)?shù)摹皥觥睂?shí)現(xiàn)。 (1) 若只在整個(gè)I、II象限內(nèi)加垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，使粒子A在磁場中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并能到達(dá)P點(diǎn)，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小； (2) 若只在x軸上某點(diǎn)固定一帶負(fù)電的點(diǎn)電荷Q, 使粒子

14、A在Q產(chǎn)生的電場中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并能到達(dá)P點(diǎn)，求點(diǎn)電荷Q的電量大??； (3) 若在整個(gè)I、II象限內(nèi)加垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，并在第IV象限內(nèi)加平行于x軸，沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場，也能使粒子A運(yùn)動(dòng)到達(dá)P點(diǎn)。如果此過程中粒子A在電、磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和電場強(qiáng)度E的大小 14、如圖，空間存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場方向?yàn)閥軸正方向，磁場方向垂直于xy平面（紙面）向外，電場和磁場都可以隨意加上或撤除，重新加上的電場或磁場與撤除前的一樣.一帶正電荷的粒子從P（x=0，y=h）點(diǎn)以一定的速度平行于x軸正向入射.這時(shí)若只有磁場，粒子將做半徑為R0的圓周運(yùn)動(dòng)；若同時(shí)

15、存在電場和磁場，粒子恰好做直線運(yùn)動(dòng).現(xiàn)在，只加電場，當(dāng)粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到x=R0平面（圖中虛線所示）時(shí)，立即撤除電場同時(shí)加上磁場，粒子繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，其軌跡與x軸交于M點(diǎn).不計(jì)重力.求： ⑴粒子到達(dá)x=R0平面時(shí)速度方向與x軸的夾角以及粒子到x軸的距離； ⑵M點(diǎn)的橫坐標(biāo)xM. 15、如圖所示，在x軸的上方有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E；在x軸的下方等腰三角形CDM區(qū)域內(nèi)有垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，C、D在x軸上，它們到原點(diǎn)O的距離均為a，θ＝30°,現(xiàn)將一質(zhì)量為m、帶電量為q的帶正電粒子，從y軸上的P點(diǎn)由靜止釋放，不計(jì)重力作用和空氣阻力的影響

16、． （1）若粒子第一次進(jìn)入磁場后恰好垂直CM射出磁場，求P、O間的距離； （2）P、O間的距離滿足什么條件時(shí)，可使粒子在電場和磁場中各運(yùn)動(dòng)3次? 16、真空中有如圖l裝置，水平放置的金屬板A、B中間開有小孔，小孔的連線沿豎直放置的金屬板C、D的中間線，一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子（初速不計(jì)、重力不計(jì)）P進(jìn)入A、B間被加速后，再進(jìn)入金屬板C、D間的偏轉(zhuǎn)電場偏轉(zhuǎn)，并恰能從D板下邊緣射出。已知金屬板A、B間電勢差為UAB=+U0，C、D板長度均為L，C、D板間距為。在金屬板C、D下方有如圖l所示的、有上邊界的、范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場，該磁場上邊界與金屬板C、D下端重

17、合，其磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖象如圖2，圖2中的B0為已知，但其變化周期T未知，忽略偏轉(zhuǎn)電場的邊界效應(yīng)。 （1）求金屬板C、D間的電勢差UCD； （2）求粒子剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度； （3）已知垂直紙面向里的磁場方向?yàn)檎较颍摿Ｗ釉趫D2中t=時(shí)刻進(jìn)入磁場，并在t=T0時(shí)刻的速度方向恰好水平，求該粒子從射入磁場到離開磁場的總時(shí)間t總。 17、如圖甲所示，兩塊長為L（L未知）的平行金屬板M、N，彼此正對，板間距亦為L?，F(xiàn)將N板接地，M上電勢隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示。兩平行金屬板左邊緣的中線處放置一個(gè)粒子源，能沿中線方向連續(xù)不斷地放出一定速度的帶正電粒子。已知帶

18、電粒子的荷質(zhì)比，粒子的重力和粒子之間的作用力均可忽略不計(jì)。若某時(shí)刻粒子源放出的粒子恰能從平行金屬板右邊緣離開電場（設(shè)在每個(gè)粒子通過電場區(qū)域的時(shí)間內(nèi)，可以把板間的電場看作是恒定的），同時(shí)進(jìn)入金屬板右方磁感強(qiáng)度為T，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，一段時(shí)間后正粒子垂直打在屏PQ上，屏PQ與金屬板右邊緣的距離為d=0.5m。 求 ①粒子在磁場中的速度？ ②為完成以上運(yùn)動(dòng)帶電粒子應(yīng)在哪個(gè)時(shí)刻進(jìn)入電場？ 18、如圖所示，一個(gè)質(zhì)量m=2.0×10-11kg、電荷量q=1.0×10-5C的帶電粒子（重力忽略不計(jì)），從靜止開始經(jīng)U1=100V電場加速后，沿兩平行金屬板間中線水平進(jìn)

19、入電壓U2=100V的偏轉(zhuǎn)電場，帶電粒子從偏轉(zhuǎn)電場射出后，進(jìn)入垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁場的左右邊界均與偏轉(zhuǎn)電場的金屬板垂直。已知偏轉(zhuǎn)電場金屬板長L=20cm、兩板間距，勻強(qiáng)磁場的寬度D=10cm。求： （1）帶電粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的速度v0； （2）帶電粒子射出偏轉(zhuǎn)電場時(shí)速度v的大小和方向； （3）為了使帶電粒子不從磁場右邊界射出，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值B。 19、如圖所示,在XOY直角坐標(biāo)系中,OQ與OP分別與X軸正負(fù)方向成450,在POQ區(qū)域中存在足夠大的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小為E,其余區(qū)域存在勻強(qiáng)磁場,一帶電量為+q的質(zhì)量為m粒子在Y軸上A點(diǎn)(0

20、,-L)以平行于X軸速度v0進(jìn)入第四象項(xiàng),在QO邊界垂直進(jìn)入電場,后又從PO邊界離開電場,不計(jì)粒子的重力. 求(1)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小? (2)粒子從PO進(jìn)入磁場的位置坐標(biāo)? 20、如圖所示，在鉛板A上放一個(gè)放射源C可向各個(gè)方向射出速率為的射線，B為金屬網(wǎng)，A、B連接在電路上，電源電動(dòng)勢為，內(nèi)阻為，滑動(dòng)變阻器總阻值為，圖中滑動(dòng)變阻器滑片置于中點(diǎn)，A、B間距為d，M為熒光屏（足夠大），它緊挨者金屬網(wǎng)外側(cè)，已知粒子的質(zhì)量為，不計(jì)射線所形成的電流對電路的影響，求： （1）閉合開關(guān)S后，AB間的場強(qiáng)的大小是多少? （2）粒子到達(dá)金屬網(wǎng)B的最長時(shí)間? （3）切斷開關(guān)S，并撤去金屬網(wǎng)B，加上垂直紙面向內(nèi)、范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，設(shè)加上B后粒子仍能到達(dá)熒光屏。這時(shí)在豎直方向上能觀察到熒光屏亮區(qū)的長度是多少? 答案 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 19、 20、