2019-2020年高考模拟（二）物理试题（含解析）.doc

2019-2020年高考模拟（二）物理试题（含解析）1、如图所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上a和b带正电且固定，a所带电量的大小比b的小，c带负电已知c在外加的匀强电场下处于静止，则外加匀强电场方向可能是 A. E1 B. E2 C. E3 D. E4例3.如图，质量为m，长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O，并处于匀强磁场中，当导线中通以沿x轴正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为。则磁感应强度方向和大小可能为A.z正向，tanB.y正向，C. z负向，tanD.沿悬线向上，sin2、如图所示，在xOy平面内有两根平行y轴水平放置的长直导线，通有沿y轴正方向大小相等的电流I，两导线关于y轴对称，P为x轴上一点，Q为z轴上一点，下列说法正确的是()AO点处的磁感应强度为零BP、Q两点处的磁感应强度方向垂直C正电荷从P向O运动半径越来越小D负电荷从O点沿z轴向上运动所受洛伦兹力方向垂直纸面向外3、某静电场中x轴上的电势随x坐标变化的图象如图所示，x图象关于轴对称，a、b两点到O点的距离相等，C是ao的中点。将一电荷从x轴上的a点由静止释放后粒子沿x轴运动到b点，运动过程中粒子只受电场力作用，则下列说法正确的是A该电荷一定带负电B该电荷从a到o做加速度减小的加速直线运动C从O到b，电荷的电势能减小DUac大于Uco4、如图所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方MO直线上有一正点电荷，带负电的小物体以初速度v1从M点沿斜面上滑，到达N点时速度为零，然后下滑回到M点，此时速度为v2(v2v1)若小物体电荷量保持不变，上滑、下滑过程损失机械相等，则A. 小物体上升的最大高度为B. 从N到M的过程中，小物体的电势能逐渐减小C. 从M到N的过程中，电场力对小物体先做负功后做正功D. 从N到M的过程中，小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大后减小5、在一真空室内存在着匀强电场和匀强磁场，带负电的质点（不计重力）以速度沿+x方向做直线运动。下列说法正确的是A.有沿+y方向电场和-z方向磁场B.有沿+y方向电场和+z方向磁场C.有沿+x方向电场和-x方向磁场D.有沿-x方向电场和-z方向磁场6、如图所示，MN是磁感应强度为B的匀强磁场的边界，一质量为m,电荷量为q的粒子在纸面内从O点射于磁场，且与MN的垂线成角，若粒子速度为v ,最远能落在边界上的A点，下列说法正确的有A.若粒子落在A点左侧，其速度一定小于vB.若粒子落在A点右侧，其速度一定大于vC.若粒子落在A点左侧，且与A点距离小于其速度一定大于vD.若粒子落在A点左侧，且与A点距离大于其速度一定小于v7、如图所示，在厚铅板A表面中心放置一很小的放射源，可向各个方向放射出速率为v0的粒子（质量为m、电荷量为q），在金属网B与A板间加有竖直向上的匀强电场，场强为E，A与B间距为d，B网下方有一很大的荧光屏M，M与B间距为L.当有粒子打在荧光屏上时就能使荧光屏产生一闪光点，整个装置放在真空中，不计重力的影响.试分析：(1)打在荧光屏上的粒子具有的动能有多大? (2)荧光屏上闪光点的范围有多大?解析：(1)粒子从离开放射源至运动到荧光屏的过程中只有电场力做功，由动能定理可得：qEd=Ek-mv02故Ek=mv02+ qEd(2) 粒子打到荧光屏上的范围是一个圆，设此圆的半径为R，只有初速度方向与所加电场的方向垂直的粒子才能打到该圆的边缘上，这些粒子在A、B之间做类平抛运动。由运动学知识可知d=t12 vy=qEt1粒子从B板运动到M板所用的时间为t2=粒子运动的总时间为t= t1+ t2解得：光斑的半径R=v0t= v08、如图所示，在正交坐标系xOy的第一、四象限内分别存在两个大小相等、方向不同的匀强电场，两组平行且等间距的实线分别表示两个电场的电场线，每条电场线与x轴所夹的锐角均为60.一质子从y轴上某点A沿着垂直于电场线的方向射入第一象限，仅在电场力的作用下第一次到达x轴上的B点时速度方向正好垂直于第四象限内的电场线，之后第二次到达x轴上的C点求OB与BC的比值。解析：质子的运动轨迹如图所示，设质子在电场中运动的加速度为a，在A、B两点的速度分别为v0、v，经历时间为t1.作AM垂直于v0方向，BM平行于v0方向，过交点M作x轴的垂线，垂足为N，则OB=ON+NB由几何关系ON=AMsin300 NB=MBcos300由题意知v与v0的夹角为60，根据平抛运动规律沿垂直于v0方向的位移AMat12沿平行于v0方向的位移MBv0t1 在B点，沿垂直于v0方向的速度分量vsin60at1 沿平行于v0方向的速度分量v0vcos60 解得AMMB 联立 解得OB 设质子从B到C经历时间为t2，作BP垂直于v方向，CP平行于v方向，根据平抛运动规律沿PC方向BCsin60vt2 沿BP方向BCcos60at 联立解得BC 联立解得9、自由电子激光器是利用高速电子束射人方向交替变化的磁场，使电子在磁场中摆动着前进，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，磁场的磁感应强度大小B0=3.7510-4T，规定磁场方向垂直纸面向外为正方向。现将初速度为零的电子经电压U=4.5103V的电场加速后，从坐标原点沿x轴正方向射入磁场。电子电荷量e为1610C，电子质量m取910-3kg不计电子的重力，不考虑电子因高速运动而产生的影响。 （1）电子从坐标原点进入磁场时的速度大小为多少？ （2）请在图甲中画出x0至x4L区域内电子在磁场中运动的轨迹，计算电子通过图中各磁场区域边界时位置的纵坐标并在图中标出； （3）从x0至xNL(N为整数)区域内电子运动的平均速度大小为多少？解析：（1） =4107m/s（2）如图甲所示，进入磁场区域后evB= R=0.6m ， 同理可得，电子的运动轨迹如图乙所示（3）磁场方向变化N次时， 电子运动时间 电子运动的平均速度 10、在如图所示，x轴上方有一匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于纸面向里，大小为B，x轴下方有一匀强电场，电场强度的大小为E，方向与y轴的夹角为450且斜向上方. 现有一质量为m电量为q的正离子，以速度v0由y轴上的A点沿y轴正方向射入磁场，该离子在磁场中运动一段时间后从x轴上的C点进入电场区域，该离子经C点时的速度方向与x轴夹角为450. 不计离子的重力，设磁场区域和电场区域足够大. 求：（1）C点的坐标；（2）离子从A点出发到第三次穿越x轴时的运动时间；（3）离子第四次穿越x轴时速度的大小及速度方向与电场方向的夹角.yx0A B E解析：（1）磁场中带电粒子在洛仑兹力作用下做圆周运动，故有同时有yx0A B Ey/x/01020/vtC粒子运动轨迹如图所示，由几何知识知，xC（rrcos450） 故，C点坐标为（，0） （2）设粒子从A到C的时间为t1，设粒子从A到C的时间为t1，由题意知 设粒子从进入电场到返回C的时间为t2，其在电场中做匀变速运动，由牛顿第二定律和运动学知识，有 及 解得 设粒子再次进入磁场后在磁场中运动的时间为t3，由题意知 故而，设粒子从A点到第三次穿越x轴的时间为 （3）粒子从第三次过x轴到第四次过x轴的过程是在电场中做类平抛的运动，即沿着v0的方向（设为x轴）做匀速运动，即 沿着qE的方向（设为y轴）做初速为0的匀变速运动，即 设离子第四次穿越x轴时速度的大小为v，速度方向与电场方向的夹角为.由图中几何关系知 解得 11、如图所示，粒子源S可以不断地产生质量为m、电荷量为+q的粒子(重力不计)粒子从O1孔漂进(初速不计)一个水平方向的加速电场，再经小孔O2进入相互正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B1，方向如图虚线PQ、MN之间存在着水平向右的匀强磁场，磁感应强度大小为B2(图中未画出)有四个折成等腰直角的硬质塑料板(不带电，宽度很窄，厚度不计)放置在PQ、MN之间(截面图如图)， a、c两点恰分别位于PQ、MN上。已知PQ、MN之间的距离为L现使粒子能沿图中虚线O2O3进入PQ、MN之间的区域(1) 求加速电压U1baO1O2O3cQMNPS(2)假设粒子与硬质塑料板相碰后，速度大小不变，方向变化遵守光的反射定律粒子在PQ、MN之间的区域中运动的时间和路程分别是多少？解析：（1）粒子源发出的粒子，进入加速电场被加速，速度为v0，根据能的转化和守恒定律得：qU=m v02要使粒子能沿图中虚线O2O3进入PQ、MN之间的区域，则粒子所受到向上的洛伦兹力与向下的电场力大小相等qE=qv0B1 解得U=（2）粒子从O3以速度v0进入PQ、MN之间的区域，先做匀速直线运动，打到ab板上，以大小为v0的速度垂直于磁场方向运动粒子将以半径R在垂直于磁场的平面内作匀速圆周运动，转动一周后打到ab板的下部由于不计板的厚度，所以质子从第一次打到ab板到第二次打到ab板后运动的时间为粒子在磁场运动一周的时间，即一个周期T在磁场中圆周运动时，有T= qv0B2=粒子在磁场中共碰到8块板，做圆周运动的时间t1=8T ，路程s1=16r =粒子进入磁场中，在水平方向的位移为L，时间为t2=则粒子在PQ、MN之间的区域中运动的时间t=t1+t2=+则粒子在PQ、MN之间的区域中运动的路程S=s1+s2=+L12、如图所示，半径为R的绝缘圆筒中有沿轴线方向的匀强磁场，磁场方向垂直直面向里，匀强磁场的磁感应强度为B，筒形场区的边界由弹性材料构成。一个质量为m、电荷量为q的正离子（不计重力）以某一速度从筒壁上的小孔进入筒中，速度方向与半径成=300角，并垂直于磁场方向。离子和筒壁的碰撞无能量和电荷量的损失。若选择合适的进入速度，离子可以从M孔射出。问：(1)、离子的速度为多大时，离子可以在最短的时间内返回M孔？最短时间是多少？(2)、如果离子与筒壁发生两次碰撞后从M孔射出，离子的速率是多大？从进入圆筒到返回M孔经历的时间是多少？(3)、如果离子与筒壁发生n次碰撞后从M孔射出，离子的速率又是多大？NM解析：(1)离子从M孔入射以后直接在N点与筒壁碰撞，然后返回M孔，用时最短，此时圆周运动的半径r=2R，由qvB=得v1=又由T=得，最短时间t1=(2)如图，离子圆周运动的半径r=R，v2= 运动时间为t2=M(3)设碰撞n次后返回M孔时，每相邻两次碰撞点对应的场区圆心角为，则须满足(n+1)=2 而+=由数学知识可得解得 13、一对平行金属板水平放置，板间距离为d，板间有磁感应强度为B的水平向里的匀强磁场，将金属板连入如图所示的电路，已知电源内阻为r，滑动变阻器的总电阻为R现将开关S闭合，并调节滑动触头P至右端长度为总长度的，一质量为m、电荷量为q的带电质点从两板正中央左端以某一初速度水平飞入场区，恰好做匀速圆周运动(1)求电源的电动势：(2)若将滑动变阻器的滑动触头P调到R的正中间位置，可以使原带电质点以水平直线从两板间穿过，求该质点进入磁场的初速度v0；(3)若将滑动变阻器的滑动触头P调到R的最左端，原带电质点恰好能从金属板边缘飞出，求质点飞出时的动能。解析：（1）因带电质点做匀速圆周运动，故电场力与重力平衡有： 两板间电压： 由闭合电路欧姆定律：解得：（2）由（1）得，电场力方向竖直向上，故质点带负电，由左手定则得洛伦兹力竖直向下.由平衡条件得：板间电压所以， ，解得： （3）因板间电压变为 U3=IR=4U1 故电场力 由动能定理： 解得：。14、如图所示，两条平行的光滑水平导轨上，用套环连着一质量为0.2 kg、电阻为2 的导体杆ab，导轨间匀强磁场的方向垂直纸面向里已知R13 ，R26 ，电压表的量程为010 V，电流表的量程为03 A(导轨的电阻不计)求： (1)将R调到30 时，用垂直于杆ab的力F40 N，使杆ab沿着导轨向右移动且达到最大速度时，两表中有一表的示数恰好满量程，另一表又能安全使用，则杆ab的速度多大？ (2)将R调到3 时，欲使杆ab运动达到稳定状态时，两表中有一表的示数恰好满量程，另一表又能安全使用，则拉力应为多大？ (3)在第(1)小题的条件下，当杆ab运动达到最大速度时突然撤去拉力，则电阻R1上还能产生多少热量？15、如图甲所示，空间存在一宽度为2L的有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里在光滑绝缘水平面内有一边长为L的正方形金属线框，其质量m1 kg、电阻R4 ，在水平向左的外力F作用下，以初速度v04 m/s匀减速进入磁场，线框平面与磁场垂直，外力F大小随时间t变化的图线如图乙所示以线框右边刚进入磁场时开始计时，求：(1)匀强磁场的磁感应强度B； (2)线框进入磁场的过程中，通过线框的电荷量q；(3)判断线框能否从右侧离开磁场？说明理由答案：(1) T(2)0.75 C(3)不能16、相距L1.5 m的足够长金属导轨竖直放置，质量为m11 kg的金属棒ab和质量为m20.27 kg的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，如图(a)所示，虚线上方磁场方向垂直纸面向里，虚线下方磁场方向竖直向下，两处磁场磁感应强度大小相同ab棒光滑，cd棒与导轨间的动摩擦因数为0.75，两棒总电阻为1.8 ，导轨电阻不计ab棒在方向竖直向上，大小按图9-3-10(b)所示规律变化的外力F作用下，从静止开始，沿导轨匀加速运动，同时cd棒也由静止释放(1)求出磁感应强度B的大小和ab棒加速度的大小；(2)已知在2 s内外力F做功40 J，求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热答案：（1） 1.2 T 1 m/s2 （2） 18 J 17如图所示，在距离水平地面h0.8 m的虚线的上方，有一个方向垂直于纸面水平向内的匀强磁场，正方形线框abcd的边长l0.2 m，质量m0.1 kg，电阻R0.08 .一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连线框，另一端连一质量M0.2 kg的物体A.开始时线框的cd在地面上，各段绳都处于伸直状态，从如图所示的位置由静止释放物体A，一段时间后线框进入磁场运动，已知线框的ab边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动当线框的cd边进入磁场时物体A恰好落地，同时将轻绳剪断，线框继续上升一段时间后开始下落，最后落至地面整个过程线框没有转动，线框平面始终处于纸面内，g取10 m/s2.求： (1)匀强磁场的磁感应强度B? (2)线框从开始运动到最高点，用了多长时间？ (3)线框落地时的速度多大？答案：(1)2T (2)0.05C