1、2012 高考物理压轴题最大热门预测每年高考物理压轴题几乎均为力电综合题，基本上为两大类：带电粒子在场中运动和电磁感应的综合应用。这两类题特点：后者尽管综合性较强，但难度不高，作为压轴题区分度不大；前者则对综合分析能力要求较高，尤其是往往对数学应用能力要求很强，所以难度更大，作为压轴题区分度也就较大，所以更被高考命题者所青睐，因此每年该类压轴题出现的比重最大。以往，对带电粒子在场中运动问题的考查主要集中在极值问题和多解问题这两个难点上。近年来出现了新变化新趋势，即考查带电粒子在周期性变化场中的运动。例如在 2010 年江苏和安徽就分别考查了带电粒子在周期性变化电场和周期性变化磁场中运动。这类问
2、题涉及到的物理过程更加复杂，因而对学生的综合分析能力提出了更高的要求，势必将成高考命题者的新宠，笔者相信在今后几年内带电粒子在周期性变化场中的运动问题将成为压轴题的最大热点。正在备考的高三老师和学生应该对此引起重视，尤其那些欲通过压轴题与他人拉开档次的物理优等生更要高度重视。笔者一直在有心的收集整理这类题目，但尽管从事高三教学和教研了 10 几年，却发现此类题目风毛菱角，真正有价值的有一定难度的加起来还不到 20 道！现与各位高三同行和同学倾情分享，希望对大家有所帮助。欢迎各位同行、同学交流切磋，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，
3、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-kU 0（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；54k（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；v（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 - 0 表示电场方向竖直向上。t=0 时，一带正电、质量为
4、 m 的微粒从左边界上的 N1点以水平速度 射入该区v域，沿直线运动到 Q 点后，做一次完整的圆周运动，再沿直线运动到右边界上的 N2点。Q 为线段N1N2的中点，重力加速度为 g。上述 d、E 0、m、v、g 为已知量。(1)求微粒所带电荷量 q 和磁感应强度 B 的大小；(2)求电场变化的周期 T；(3)改变宽度 d，使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域，求 T 的最小值。答案：（1） （2） （3）0mgE0Bvgvdv2)1(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
5、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，t 0 时刻恰好到达 N 点经观测发现，小球在 t2t 0 至t3t 0 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 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）2 t0 （3）T8t 0(或 T ) 轨迹如图mgq mB
6、0q 12mqB04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，求：（1）在每一个周期内哪段时间放出的带电粒子到达
7、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mqUv201qBmEh5(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 0 to 时 间 内 的 位 移 大 小 与 极 板 间 距 h 的 比 值
8、。(2)求粒子在极板间做圆周运动的最大半径( 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 251hsh6(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，P 1P2 为距 MN边界 2.295m 的竖直墙壁，现有一带正电微粒
9、质量为 4107 kg，电量为 1105 C，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 边界进入右侧场区，设此时刻115t0， 取 g 10m/s 2。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)1.22答案：（1）0.5 N/C，水平向右方向夹 53角斜向上.（2）1.1 m/s，水平向左（3） s37127(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，
10、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），TB10302qBmt第二象限内有一水平的匀强电场，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/s 2.（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
11、 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。答案：（1） （2） ，VUAC3.0s36)(TmmL15)3(409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
12、度都是从B 0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O连续射入电场中。MN 板间接有如图乙所示的随时间
13、 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。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：Av0E2 Cv1E1B0yxOB/TB00-B0T0/2 T0 3T0/2 2T0 t/sOMNuMNdldv0BC ED FO图甲（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？答案：（1）r min=0.2m (2) vmax=1.414105m/s (3)EF=0.38m，200tuMN0 T 2T 3T 4T图乙
