课程高考物理创新试题

新课程高考物理创新试题

根据 安徽考试说明要求，对电场强度、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等知识点的要求是要理解其确切含义及与其他知识的联系，能够进行叙述和解释，并能在实践问题的分析、综合、推理和判断过程中运用，与《新课标准》中的“理解”和“应用”相当。这也是高考的重点内容，在以后的复习中要注重学生的综合能力的培养。把物理知识点连起来，形成网络结构。 例题. (18分)如图甲所示，在边界MN 左侧存在斜方向的匀强电场E 1，在MN 的

右侧有竖直向上、场强大小为E 2=0.4N/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E 3（图甲中未

画出），B 和E 3随时间变化的情况如图乙所示，P 1P 2为距MN 边界2.28m 的

竖直墙壁，现有一带正电微粒质量为4×10-7kg ，电量为1×10-5C ，从左侧电场中距MN 边界151m 的A 处无初速释放后，沿直线以1m/s 速度垂直MN 边界进入右侧场区，设此时刻t=0， 取g =10m/s 2．求：

（1）MN 左侧匀强电场的电场强度E 1（sin37º=0.6）；

（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？（

22.1≈0.19）

q m A

E 1

E 2 N

M P 2 P 1

参考答案：（18分）

(1)设MN 左侧匀强电场场强为E 1，方向与水平方向夹角为θ．

带电小球受力如右图．

沿水平方向有 qE 1cos θ=ma （1分）

沿竖直方向有 qE 1sin θ=mg （1分）

对水平方向的匀加速运动有 v 2=2as （1分）

代入数据可解得 E 1=0.5N/C （1分）

θ=53º （1分）

即E 1大小为0.5N/C,方向与水平向右方向夹53º角斜向上．

(2) 带电微粒在MN 右侧场区始终满足qE 2=mg （1分）

在0到1s 时间内，带电微粒在E 3电场中 1.010

4004.0101753=⨯⨯⨯==--m qE a m/s 2 （1分） 带电微粒在1s 时的速度大小为

v 1=v+at=1+0.1×1=1.1m/s （1分）

在1到 1.5s 时间内，带电微粒在磁场B 中运动，周期为

108.010********

=⨯⨯⨯⨯==--π

ππqB m T s （1分） 在1到1.5s 时间内，带电微粒在磁场B 中正好作半个圆周运动．所以带电微粒在MN 右侧场区中运动了1.5s 时的速度大小为1.1m/s, 方向水平向左． （1分）

(3) 在0s 到1s 时间内带电微粒前进距离为

s 1= vt+21at 2=1×1+2

1×0.1×12=1.05m (1分) 带电微粒在磁场B 中作圆周运动的半径

π

π21.108.01011.110457=⨯⨯⨯⨯==--qB mv r m （1分） 因为r+s 1＜2.28m ，所以在1s 到2s 时间内带电微粒未碰及墙壁．

在2s 到3s 时间内带电微粒作匀加速运动，加速度仍为 a=0.1m/s 2 ，

在3s 内带电微粒共前进距离

s 3=2.221.02

121212233=⨯⨯+⨯=+at vt m （1分） 在3s 时带电微粒的速度大小为 2.121.0133=⨯+=+=at v v m/s

在3s 到4s 时间内带电微粒在磁场B 中作圆周运动的半径

π

π22.108.01012.11045733=⨯⨯⨯⨯==--qB mv r m=0.19m （1分） 因为r 3+s 3＞2.28m ，所以在4s 时间内带电微粒碰及墙壁．

带电微粒在3s 以后运动情况如右图，

其中 d=2.28-2.2=0.08m （1分）

sin θ=5.03=r d ， θ＝30º

所以，带电微粒作圆周运动的时间为

12108.0101121042122125733=⨯⨯⨯⨯⨯===--πππqB m T t s （1分） 带电微粒与墙壁碰撞的时间为 t 总＝3+121=12

37s （1分）

【分析】本题为电磁场的综合题，即考了重力与电场力的叠加，又考了电场与磁

场的复合情况，是一道综合题，对学生的要求是对基本概念熟练掌握，并能运用基本知识分析、解决较复杂的物理过程。本题考察的知识点有：

一、受力分析，力的合成和分解

受力分析贯穿总个高中物理学，物体是静止还是运动，物体做什么样的运动都与物体的受力情况紧密联系。所以受力分析是解决物理最基本的方法，也是必须的过程。只有物体的受力情况清楚了，物体的运动情况、物理过程也就一目了然了，较复杂的物理过程是边做边分析物体的受力情况，随着受力分析的深入物理过程也就很清楚。在平时的物理复习中我对学生的要求是每道题都画受力分析图，以此锻炼学生。

二、带电粒子在匀强电场中的运动：匀变速直线运动

带电粒子在匀强电场中的运动分两种：一种为匀变速直线运动，一种为类平抛运动，这两个知识点也是高考的重点内容。匀变速直线运动的公式必须熟练掌握，要会灵活运用。而类平抛运动与平抛运动联系和对比，基本公式可以直接运用，类平抛运动的推论也可以直接运用。所以在复习中基本公式的推导与推论要求学生自己动手去推导，加深影像并理解公式的内在联系，使其在解题中能灵活运用。

三、匀速圆周运动的部分与整体及两个公式

匀速圆周运动是高考仅考的两个曲线运动中的一个，也是高考的重点内容，多数情况下考部分