《电场》大题(十年高考)剖析.docxVIP

电场高考题汇编 1、质谱分析技术已广泛应用于各前沿科学领域。汤姆孙发现电子的质谱装置示意如图， M 、N 为两块水平放置的平行金属极板，板长为 L，板右端到屏的距离为 D，且 D 远大于 L， O’O为垂直于屏的中心轴线，不计离子重力和离子在板间偏离 O’O的距离。以屏中心 O 为原点建立 xOy 直 角坐标系，其中 x 轴沿水平方向， y 轴沿竖直方向。 （ 1）设一个质量为 m0、电荷量为 q0 的正离子以速度 v0 沿 O’O的方向从 O’点射入，板间不加电场和磁场时，离子打在屏上 O 点。若在两极板间加一沿+y 方向场强为 E 的匀强电场，求离子射到屏上时偏离 O 点的距离 y0; (2)假设你利用该装置探究未知离子，试依照以下实验结果计算未知离子的质量数。上述装置中，保留原电 场，再在板间加沿 -y 方向的匀强磁场。现有电荷量相同的两种正离子组成的离子流，仍从 O’点沿 O’O方向射入，屏上出现两条亮线。在两线上取 y 坐标相同的两个光点，对应的 x 坐标分别为 3.24mm 和 3.00mm ， 其中 x 坐标大的光点是碳 12 离子击中屏产生的，另一光点是未知离子产生的。尽管入射离子速度不完全 相同，但入射速度都很大，且在板间运动时 O’O方向的分速度总是远大于 x 方向和 y 方向的分速度。 2、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 U AB 作周期性变化，其正向电压为 U 0 ，反向电 压为 -k U 0 (k 1) ，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 k 5 ，电子在 0— 2r 时间内不能到达极板 A，求 d 应满足的条件； 4 v0 （ 2）若电子在 0— 2r 时间未碰到极板 B，求此运动过程中电子速度 v 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。 3、如图甲所示，建立 Oxy 坐标系，两平行极板 P、 Q 垂直于 y 轴且关于 x 图甲轴对称，极板长度和板间距均为 l，第一四象限有磁场，方向垂直于 Oxy 平 面向里。位于极板左侧的粒子源沿 x 轴间右连接发射质量为 m、电量为 +q、速度相同、重力不计的带电粒子在 0~3t 时间内两板间加上如图乙所示的电 压（不考虑极边缘的影响） 。已知 t=0 时刻进入两板间的带电粒子恰好在 t 0 时，刻经极板边缘射入磁场。上述 m、q、l、l0 、B 为已知量。（不考虑粒子 图乙 间相互影响及返回板间的情况） （ 1）求电压 U 的大小。 （ 2）求 1 2  时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径。 （ 3）何时把两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短？求此最短时间。 4、如图甲，在水平地面上固定一倾角为θ的光滑绝缘斜面，斜面处于电场强度大小为 E、方向沿斜面向下的匀强电场中。一劲度系数为 k 的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端，整根弹簧处于自然状态。一质 量为 m、带电量为 q（q0）的滑块从距离弹簧上端为 s0 处静止释放，滑块在运动过程中电量保持不变， 设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失，弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度大小为 g。 （ 1）求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间 t 1 （ 2）若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速 度大小为 vm，求滑块从静止释放到速度大小为 vm 过程中弹簧的弹力所做的功 W； （ 3）从滑块静止释放瞬间开始计时， 请在乙图中画 出滑块在沿斜面向下运动的整个过程中速度与时间关系 v-t 图象。 图中横坐标轴上的 t1、t 2 及 t 3 分别表示滑 块第一次与弹簧上端接触、 第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻， 纵坐标轴上的 v1 为滑块在t 1 时刻的速度大小， vm 是题中所指的物理量。 （本．小．题．不．要．求．写．出．计．算．过．程． ） 5、图为可测定比荷的某装置的简化示意图，在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强 -34度大小 B=2.0× 10 T, 在 X 轴上距坐标原点 L=0.50m 的 P 处为离子的入射口，在 Y 上安放接收器，现将一带正电荷的粒子以 v=3.5 × 10 m/s 的速率从 P 处射入磁场，若粒子在 y 轴上距坐标原点 L=0.50m 的 M处被观 -3 4 测到，且运动轨迹半径恰好最小，设带电粒子的质量为 m, 电量为 q, 不记其重力。 （ 1）求上述粒子的比荷 q ； m （ 2）如果在上述粒子运动过程中的某个时