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1、2013高考物理压轴题1（2010江苏卷）制备纳米薄膜装置的工作电极可简化为真空中间距为d的两平行极板，如图甲所示，加在极板A、B间的电压UAB作周期性变化，其正向电压为U0，反向电压为-kU0（k1），电压变化的周期为2r，如图乙所示。在t=0时，极板B附近的一个电子，质量为m、电荷量为e，受电场作用由静止开始运动。若整个运动过程中，电子未碰到极板A，且不考虑重力作用。（1）若，电子在02r时间内不能到达极板A，求d应满足的条件；（2）若电子在02r时间未碰到极板B，求此运动过程中电子速度随时间t变化的关系；（3）若电子在第N个周期内的位移为零，求k的值。答案（1）（2）当0-时v=t-(k
2、+1)n ，当0-时v=(n+1)(k+1)-kt（3）2（20分）如图12所示，PR是一块长为L=4 m的绝缘平板固定在水平地面上，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个垂直于纸面向外的匀强磁场B，一个质量为m=01 kg，带电量为q=05 C的物体，从板的P端由静止开始在电场力和摩擦力的作用下向右做匀加速运动，进入磁场后恰能做匀速运动。当物体碰到板R端的挡板后被弹回，若在碰撞瞬间撤去电场，物体返回时在磁场中仍做匀速运动，离开磁场后做匀减速运动停在C点，PC=L/4，物体与平板间的动摩擦因数为=04，取g=10m/s2 ，求：（1）判断物体带电性质，正电荷还是负电荷？（2
3、）物体与挡板碰撞前后的速度v1和v2（3）磁感应强度B的大小图12（4）电场强度E的大小和方向 3在地面附近的真空中，存在着竖直向上的匀强电场和垂直电场方向水平向里的匀强磁场，如左图所示磁场的磁感应强度B随时间t的变化情况如右图所示该区域中有一条水平直线MN，D是MN上的一点在t0时刻，有一个质量为m、电荷量为q的小球(可看做质点)，从M点开始沿着水平直线以速度v0做匀速直线运动，t0时刻恰好到达N点经观测发现，小球在t2t0至t3t0时间内的某一时刻，又竖直向下经过直线MN上的D点，并且以后小球多次水平向右或竖直向下经过D点求：(1)电场强度E的大小(2)小球从M点开始运动到第二次经过D点所
4、用的时间(3)小球运动的周期，并画出运动轨迹(只画一个周期)答案：（1）E（2）2t0 （3）T8t0(或T) 轨迹如图4如图甲所示，一对平行放置的金属板M、N的中心各有一小孔P、Q、PQ连线垂直金属板；N板右侧的圆A内分布有方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，圆半径为r，且圆心O在PQ的延长线上。现使置于P处的粒子源连续不断地沿PQ方向放出质量为m、电量为+q的带电粒子（带电粒子的重力和初速度忽略不计，粒子间的相互作用力忽略不计），从某一时刻开始，在板M、N间加上如右图所示的交变电压，周期为T，电压大小为U。如果只有在每一个周期的0T/4时间内放出的带电粒子才能从小孔Q中射出，
5、求：（1）在每一个周期内哪段时间放出的带电粒子到达Q孔的速度最大？（2）该圆形磁场的哪些地方有带电粒子射出，在图中标出有带电粒子射出的区域答案（1）（2）斜线部分有带电粒子射出5(2010石家庄质检)两块足够大的平行金属极板水平放置，极板间加有空间分布均匀、大小随时间周期性变化的电场和磁场，变化规律分别如图1、图2所示(规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向)。在t=0。时刻由负极板释放一个初速度为零的带负电的粒子(不计重力)。若电场强度E0、磁感应强度B0、粒子的比荷q/m均已知，且 ，两板间距 。(1)求粒子在0to时间内的位移大小与极板间距h的比值。(2)求粒子在极板间做圆周运动的最大半径
6、(用h表示)。若板间电场强度E随时间的变化仍如图1所示，磁场的变化改为如图3所示，试画出粒子在板间运动的轨迹图（不必写计算过程）。答案：（1）（2）（3）如右图26(2011湖南十校联考)如图甲所示，在边界MN左侧存在斜方向的匀强电场E1，在MN的右侧有竖直向上、场强大小为E20.4N/C的匀强电场，还有垂直纸面向内的匀强磁场B(图甲中未画出)和水平向右的匀强电场E3(图甲中未画出)，B和E3随时间变化的情况如图乙所示，P1P2为距MN边界2.295m的竖直墙壁，现有一带正电微粒质量为4107kg，电量为1105C，从左侧电场中距MN边界m的A处无初速释放后，沿直线以1m/s速度垂直MN边界进
7、入右侧场区，设此时刻t0， 取g 10m/s2。求：(1)MN左侧匀强电场的电场强度E1(sin370.6)；(2)带电微粒在MN右侧场区中运动了1.5s时的速度；(3)带电微粒在MN右侧场区中运动多长时间与墙壁碰撞？(0.19)答案：（1）0.5N/C，水平向右方向夹53角斜向上.（2）1.1m/s，水平向左（3）s7(2010黄冈质检)在竖直平面内建立一平面直角坐标系xOy，x轴沿水平方向，如图甲所示，坐标系的第一象限内有一正交的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上，场强为E，磁场方向垂直纸面，磁感应强度，方向按图乙所示规律变化（以垂直纸面向外为磁场的正方向），第二象限内有一水平的匀强电场
8、，场强E2=2E1，一个比荷q/m=102C/kg的带电的粒子（可视为质点）以v0=4m/s的速度在-x轴上的A点竖直向上抛出，恰能以v1=8m/s速度从+y轴上的C点水平进入第一象限。取粒子刚进入第一象限时刻为t=0时刻，g=10m/s2.（1）求AC间电势差UAC（2）为确保粒子不再越过OC进入第二象限，则交变磁场周期最大值Tm为多大？若磁场周期为上述最大值，粒子打到+x轴上的D点(图中未标出)，求OD长度L0。Av0E2Cv1E1B0yxOB/TB00-B0T0/2T03T0/22T0t/s答案：（1）（2），8如图(甲)所示，两水平放置的平行金属板C、D相距很近，上面分别开有小孔 O和
9、O，水平放置的平行金属导轨P、Q与金属板C、D接触良好，且导轨垂直放在磁感强度为B1=10T的匀强磁场中，导轨间距L=0.50m，金属棒AB紧贴着导轨沿平行导轨方向在磁场中做往复运动，其速度图象如图(乙)，若规定向右运动速度方向为正方向从t=0时刻开始，由C板小孔O处连续不断地以垂直于C板方向飘入质量为m=3.210 -21kg、电量q=1.610 -19C的带正电的粒子(设飘入速度很小，可视为零)在D板外侧有以MN为边界的匀强磁场B2=10T，MN与D相距d=10cm，B1和B2方向如图所示(粒子重力及其相互作用不计)，求 (1)0到4.Os内哪些时刻从O处飘入的粒子能穿过电场并飞出磁场边界
10、MN?(2)粒子从边界MN射出来的位置之间最大的距离为多少?9如图（甲）所示为电视机中显像管的原理示意图，电子枪中的灯丝加热阴极而逸出电子，这些电子再经加速电场加速后，从O点进入偏转磁场中，经过偏转磁场后打到荧光屏MN上，使荧光屏发出荧光形成图象，不计逸出电子的初速度和重力。已知电子的质量为m、电荷量为e，加速电场的电压为U，偏转线圈产生的磁场分布在边长为l的正方形abcd区域内，磁场方向垂直纸面，且磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。在每个周期内磁感应强度都是从B0均匀变化到B0。磁场区域的左边界的中点与O点重合，ab边与OO平行，右边 界bc与荧光屏之间的距离为s。由于磁场区域较小，且电
11、子运动的速度很大，所以在每个电子通过磁场区域的过程中，可认为磁感应强度不变，即为匀强磁场，不计电子之间的相互作用。（1）求电子射出加速电场时的速度大小（2）为使所有的电子都能从磁场的bc边射出，求偏转线圈产生磁场的磁感应强度的最大值（3）荧光屏上亮线的最大长度是多少答案：(1) (2) (3)10（2011西安四校联考）如图甲所示，带正电粒子以水平速度v0从平行金属板MN间中线连续射入电场中。MN板间接有如图乙所示的随时间t变化的电压uMN，两板间电场可看作是均匀的，且两板外无电场。紧邻金属板右侧有垂直纸面向里的匀强磁场B，分界线为CD，EF为屏幕。金属板间距为d，长度为l，磁场B的宽度为d。
12、已知：B=510-3T，l = d =0.2m，每个带正电粒子的速度v0=105m/s，比荷为q/m=108C/T，重力忽略不计，在每个粒子通过电场区域的极短时间内，电场可视作是恒定不变的。试求：（1）带电粒子进入磁场做圆周运动的最小半径？（2）带电粒子射出电场时的最大速度？（3）带电粒子打在屏幕EF上的范围？200tuMN0T 2T 3T 4T图乙OMNuMNdldv0BC ED FO图甲答案：（1）rmin=0.2m (2) vmax=1.414105m/s (3)EF=0.38m，11如图10是为了检验某种防护罩承受冲击能力的装置，M为半径为、固定于竖直平面内的光滑圆弧轨道，轨道上端切线
13、水平，N为待检验的固定曲面，该曲面在竖直面内的截面为半径的圆弧，圆弧下端切线水平且圆心恰好位于M轨道的上端点，M的下端相切处置放竖直向上的弹簧枪，可发射速度不同的质量的小钢珠，假设某次发射的钢珠沿轨道恰好能经过M的上端点，水平飞出后落到N的某一点上，取，求：（1）发射该钢珠前，弹簧的弹性势能多大？（2）钢珠落到圆弧上时的速度大小是多少？（结果保留两位有效数字）12（10分）建筑工地上的黄沙堆成圆锥形，而且不管如何堆其角度是不变的。若测出其圆锥底的周长为125m，高为15m，如图所示。（1）试求黄沙之间的动摩擦因数。（2）若将该黄沙靠墙堆放，占用的场地面积至少为多少？13（17分）荷兰科学家惠更
14、斯在研究物体碰撞问题时做出了突出的贡献惠更斯所做的碰撞实验可简化为：三个质量分别为m、m、m的小球，半径相同，并排悬挂在长度均为L的三根平行绳子上，彼此相互接触。现把质量为m的小球拉开，上升到H高处释放，如图所示，已知各球间碰撞时同时满足动量守恒定律和机械能守恒定律，且碰撞时间极短，H远小于L,不计空气阻力。（1）若三个球的质量相同，则发生碰撞的两球速度交换，试求此时系统的运动周期。（2）若三个球的质量不同，要使球1与球2、球2与球3相碰之后，三个球具有同样的动量，则mmm应为多少?它们上升的高度分别为多少?（17分）（1）球1与球2、球2与球3碰撞后速度互换，球3以球1碰球2前瞬间的速度开始上升到H高处，然后再摆回来与球2、球2与球1碰撞，使球1上升到H高处，此后，系统做到周期性运动，则2由此可知系统的运动周期为：2（2）由题意知三球碰后的动量均相同，设为p,则，球2在与球3碰前具有动量2p，根据机械能守恒定律，对于球2与球3碰撞的情况应有：2由此得：311球1与球2碰前的动量为3p，根据机械能守恒定律有：
