广东省高考物理试题

高中物理学习材料 （马鸣风萧萧**整理制作）2002年-2011年广东省高考物理试题磁场部分（2002年第8题）.在图中虚线所示的区域存在匀强电场和匀强磁场。

取坐标如图。

一带电粒子沿x 轴正方向进入此区域，在穿过此区域的过程中运动方向始终不发生偏转。

不计重力的影响，电场强度E 和磁感强度B 的方向可能是 （A ） E 和B 都沿x 轴方向（B ） E 沿y 轴正向，B 沿z 轴正向 （C ） E 沿z 轴正向，B 沿y 轴正向 （D ） E 、B 都沿z 轴方向（2003年第17题）．（13分）串列加速器是用来产生高能离子的装置.图中虚线框内为其主体的原理示意图，其中加速管的中部b 处有很高的正电势U ，a 、c 两端均有电极接地（电势为零）。

现将速度很低的负一价碳离子从a 端输入，当离子到达b 处时，可被设在b 处的特殊装置将其电子剥离，成为n 价正离子，而不改变其速度大小，这些正n 价碳离子从c 端飞出后进入一与其速度方向垂直的、磁感强度为B 的匀强磁场中，在磁场中做半径为R 的圆周运动.已知碳离子的质量m＝2.0×10－26kg ，U ＝7.5×105V ，B ＝0.5T ，n ＝2，基元电荷e＝1.6×10－19C ，求R .xzyE , B O（2004年第18题，压轴题）（17分）如图，真空室内存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度的大小B=0.60T ，磁场内有一块平面感光板ab ，板面与磁场方向平行，在距ab 的距离16l cm =处，有一个点状的α放射源S ，它向各个方向发射α粒子，α粒子的速度都是63.010/v m s =⨯，已知α粒子的电荷与质量之比75.010/qC kg m=⨯，现只考虑在图纸平面中运动的α粒子，求ab 上被α粒子打中的区域的长度。

（2005年第16题）．（16分）如图12所示，在一个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A 2A 4为边界的两个半圆形区域Ⅰ、Ⅱ中，A 2A 4与A 1A 3的夹角为60º。

一质量为m 、带电量为+q 的粒子以某一速度从Ⅰ区的边缘点A 1处沿与A 1A 3成30º角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于A 2A 4的方向经过圆a blS ·A A 3心O进入Ⅱ区，最后再从A4处射出磁场。

已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t，求Ⅰ区和Ⅱ区中磁感应强度的大小（忽略粒子重力）。

（2006年第18题，压轴题）（17 分）在光滑绝缘的水平桌面上，有两个质量均为m，电量为＋q 的完全相同的带电粒子P1和P2 ，在小孔A处以初速度为零先后释放。

在平行板间距为d 的匀强电场中加速后，P1从C处对着圆心进入半径为R 的固定圆筒中（筒壁上的小孔C 只能容一个粒子通过），圆筒内有垂直水平面向上的磁感应强度为B 的匀强磁场。

P1每次与筒壁发生碰撞均无电荷迁移，P1进入磁场第一次与筒壁碰撞点为D，∠COD=θ，如图12所示。

延后释放的P2，将第一次欲逃逸出圆筒的P1正碰圆筒内，此次碰撞刚结束，立即改变平行板间的电压，并利用P2与P1之后的碰撞，将P1限制在圆筒内运动。

碰撞过程均无机械能损失。

设d=5πR/8，求：在P2和P1相邻两次碰撞时间间隔内，粒子P1与筒壁的可能碰撞次数。

附：部分三角函数值（2007年第20题，压轴题）．（18分）图17是某装置的垂直截面图，虚线A 1A 2是垂直截面与磁场区边界面的交线，匀强磁场分布在A 1A 2的右侧区域，磁感应强度B=0.4T ，方向垂直纸面向外，A 1A 2与垂直截面上的水平线夹角为45°。

A 1A 2在左侧，固定的薄板和等大的挡板均水平放置，它们与垂直截面交线分别为S 1、S 2，相距L=0.2m 。

在薄板上P 处开一小孔，P 与A 1A 2线上点D 的水平距离为L 。

在小孔处装一个电子快门。

起初快门开启，一旦有带正电微粒通过小孔，快门立即关闭，此后每隔T=3.0×10-3s 开启一此并瞬间关闭。

从S 1S 2之间的某一位置水平发射一速度为v 0的带正电微粒，它经过磁场区域后入射到P 处小孔。

通过小孔的微粒与档板发生碰撞而反弹，反弹速度大小是碰前的0.5倍。

（1）经过一次反弹直接从小孔射出的微粒，其初速度v 0应为多少？ （2）求上述微粒从最初水平射入磁场到第二次离开磁场的时间。

（忽略微粒所受重力影响，碰撞过程无电荷转移。

已知微粒的荷质比kg C mq/100.13⨯=。

只考虑纸面上带电微粒的运动）（2008年第4题）．1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形合D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是A．离子由加速器的中心附近进入加速器B．离子由加速器的边缘进入加速器C．离子从磁场中获得能量D．离子从电场中获得能量（2008年第9题）带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹．图是在有匀强磁场云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是A．粒子先经地之a点，再经过b点B．粒子先经过b点，再经过a点C．粒子带负电D．粒子带正电（2009年第11题）．如图8所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、强度为B的匀强磁场中，质量为m、带电量为+Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑。

在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是A．滑块受到的摩擦力不变 B．滑块到达地面时的动能与B的大小无关C．滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下 D．B很大时，滑块可能静止于斜面上图9（2009年第12题）．图9是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。

速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。

平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。

平板S下方有强度为B0的匀强磁场。

下列表述正确的是A．质谱仪是分析同位素的重要工具B．速度选择中的磁场方向垂直纸面向外C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/BD．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小（2010年第36题，压轴题）（2011年第35题）（18分）如图19（a）所示，在以O为圆心，内外半径分别为R1和R2的圆环区域内，存在辐射状电场和垂直纸面的匀强磁场，内外圆间的电势差U为常量，R1=R0，R2=3R0一电荷量为+q，质量为m的粒子从内圆上的A点进入该区域，不计重力。

⑴已知粒子从外圆上以速度υ1射出，求粒子在A点的初速度υ0的大小⑵若撤去电场，如图19(b),已知粒子从OA延长线与外圆的交点C以速度υ2射出，方向与OA延长线成45°角，求磁感应强度的大小及粒子在磁场中运动的时间⑶在图19(b)中，若粒子从A点进入磁场，速度大小为υ3，方向不确定，要使粒子一定能够从外圆射出，磁感应强度应小于多少？2002年-2011年广东省高考物理试题磁场部分（2002年第8题）[答案]：A 、B（2003年第17题）．（13分）设碳离子到达b 处时的速度为1v ，从c 端射出时的速度为2v ，由能量关系得 eU mv =2121 ①neU mv mv +=21222121 ② 进入磁场后，碳离子做圆周运动，可得Rv m B nev 222= ③由以上三式可得en mU BnR )1(21+= ④由④式及题给数值可解得.75.0m R =（2004年第18题） α粒子带正电，故在磁场中沿逆时针方向做匀速圆周运动，用R 表示轨道半径，有R v m qvB 2= ①由此得Bm q vR )/(=代入数值得R =10cm 可见，2R >l >R .因朝不同方向发射的α粒子的圆轨迹都过S ， 由此可知，某一圆轨迹在图中N 左侧与ab 相切，则此切点P 1就是α粒子能打中的左侧最远点.为定出P 1点的位置，可作平行于ab 的直线cd ，cd 到ab 的距离为R ，以S 为圆心，R 为半径，作弧交cd 于Q 点，过Q作ab 的垂线，它与ab 的交点即为P 1.221)(R l R NP --= ②再考虑N 的右侧。

任何α粒子在运动中离S 的距离不可能超过2R ，以2R 为半径、S 为圆心作圆，交ab 于N 右侧的P 2点，此即右侧能打到的最远点. 由图图11.3-10中几何关系得 222)2(l R NP -= ③所求长度为 2121NP NP P P += ④ 代入数值得 P 1P 2=20cm ⑤图11.3-10（2005年第16题）．（16分）设粒子的入射速度为v ，已知粒子带正电，故它在磁场中先顺时针做圆周运动，再逆时针做圆周运动，最后从A 4点射出，用B 1、B 2、R 1、R 2、T 1、T 2分别表示在磁场Ⅰ区Ⅱ磁感应强度、轨道半径和周期211v qvB m R = ①222v qvB m R = ②11122R mT v qB ππ== ③ 22222R mT v qB ππ== ④ 设圆形区域的半径为r ，如答图5所示，已知带电粒子过圆心且垂直A 3A 4进入Ⅱ区磁场，连接A 1A 2，△A 1OA 2为等边三角形，A 2为带电粒子在Ⅱ区磁场中运动轨迹的圆心，其半径1122R A A OA r === ⑤ 圆心角1260A A O ∠=o，带电粒子在Ⅰ区磁场中运动的时间为 1116t T = ⑥ 带电粒子在Ⅱ区磁场中运动轨迹的圆心在OA 4的中点，即 R=12r ⑦ 在Ⅱ区磁场中运动时间为 2212t T =⑧ 带电粒子从射入到射出磁场所用的总时间12t t t =+ ⑨ 由以上各式可得156MB qtπ=⑩ 153MB qtπ=○11（2006年第18题）【分析】 P 1从C 运动到D ，当 n=1, K=2、3、4、5、6、7 时符合条件，K=1、8、9………不符合条件当 n=2,3,4……….时，无化K=多少，均不符合条件【高考考点】带电粒子在匀强电场中的运动 带电粒子在匀强磁场中的运动 圆周运动 【易错点】 有些同学认为带电粒子在磁场中每转一圈两粒子就碰撞一次。

（2007年第20题）．(本题满18分)（本题考查考生对带电粒子在磁场中运动的理解，运用几何作图处理和表达较复杂的物理运动问题，考查分析综合能力。

）解：如图2所示，设带正电微粒在S 1S 2之间任意点Q 以水平速度v 0进入磁场，微粒受到的洛仑兹力为f ，在磁场中做圆周运动的半径为r ，有： f=qv 0B ①rmv f 20= ②由①②得：qBmv r 0=L r L 2<< ③欲使微粒能进入小孔，半径r 的取值范围为：代入数据得： 80m/s<v 0<160m/s欲使进入小孔的微粒与挡板一次相碰返回后能通过小孔，还必须满足条件：nT v L v L =+005.0 其中n =1,2,3,…… ④ 由①②③④可知，只有n =2满足条件，即有：v 0=100m/s ⑤（2）设微粒在磁场中做圆周运动的周期为T 0，从水平进入磁场到第二次离开磁场的总时间为t ，设t 1、t 4分别为带电微粒第一次、第二次在磁场中运动的时间，第一次离开磁场运动到挡板的时间为t 2，碰撞后再返回磁场的时间为t 3，运动轨迹如答图2所示，则有：002v r T π= ⑥ 0143T t = ⑦ 022v L t = ⑧ 035.02v L t = ⑨ 0441T t = ⑩ 24321108.2-⨯=+++=t t t t t (s) ⑾（2008年第4题）、AD（2008年第9题）、AC（2009年第11题）答案：C 解析：带电量为+Q 的小滑块从斜面顶端开始下滑的过程中，所受的洛伦兹力的方向垂直斜面向下，因此，滑块与斜面的压力增大，滑块受到的摩擦力增大，滑块到达地面时的的状态存在可能性，因此，其动能与B 的大小有关，B 很大时，滑块可能在斜面上匀速运动，但不可能静止于斜面上.（2009年第12题）答案：ABC 解析：质谱仪是分析同位素的重要工具，根据受力的平衡条件及左手定则，可以判断，速度选择中的磁场方向垂直纸面向外，能通过狭缝P 的带电粒子的速率满足qE=qBv ，得到v=E/B ，由0qB mvR =及v=E/B 知R BB E m q 0=，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P ，半径R 越小，粒子的荷质比越大.（2010年第36题）解析：(1)粒子在磁场中匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，R v m qvB 2=，周长=周期⨯速度，T v R ⋅=π2，又4T t =，解得：qB m t 2π= (2)速度最小时，11t v L =，110t ωθ=，4211d v m B qv =，解得：mLqBd 401θω= 速度最大时，22t v L =，220t ωθ=，R v m B qv 222=，222)2(d d R R +-=， 解得：mL qBd 4502θω=，所以mL qBd 40θmLqBd 450θω≤≤ （2011年第35题）【解析】⑴由动能定理：Uq =21mv 12-21mv 02 .............................. ① 得：v 0=m Uq v 221- ⑵如右图：粒子在磁场中作圆周运动的半径为r ，则r 2=2(212R R -)2 ................................... ② B 1qv 2=m rv 22 ......................................... ③ O / r由②③得：B 1=)(2122R R q mv - T =r v 22π ................................................ ④ t =T ππ22/ ............................................. ⑤ 由④⑤t =r v 22π ⑶由B 2qv 3=m Rv 23 .................................................... ⑥ 可知，B 越小，R 越大。