2011年高考物理试题分类汇编和解析

taoti.tl100.com你的首选资源互助社区2011年高考物理试题分类汇编和解析——电磁学（最新）全国卷117.如图，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直。线段ab、bc和cd的长度均为L，且0135abcbcd。流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力A.方向沿纸面向上，大小为(21)ILBB.方向沿纸面向上，大小为(21)ILBC.方向沿纸面向下，大小为(21)ILBD.方向沿纸面向下，大小为(21)ILB答案A【解析】本题考查安培力的大小与方向的判断.该导线可以用a和d之间的直导线长为L)12(来等效代替,根据BIlF,可知大小为BIL)12(,方向根据左手定则.A正确.18.如图所示。一电场的电场线分布关于y轴（沿竖直方向）对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OM=MN，P点在y轴的右侧，MP⊥ON，则A.M点的电势比P点的电势高B.将负电荷由O点移动到P点，电场力做正功C.M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差D.在O点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴做直线运动答案AD【解析】本题考查电场、电势、等势线、以及带电粒子在电场中的运动.由图和几何关系可知M和P两点不处在同一等势线上而且有PM,A对.将负电荷由O点移到P要克服电场力做功,及电场力做负功,B错.根据EdU,O到M的平均电场强度大于M到N的平均电场强度,所以有MNOMUU,C错.从O点释放正电子后,电场力做正功,该粒子将沿y轴做加速直线运动.26（21分）（注意：在试题卷上作答无效．．．．．．．．．）如图，在x轴下方有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于xOy平面向外。P是y轴上距原点为h的一点，N0为x轴上距原点为a的一点。A是一块平行于x轴的挡板，与x轴的距离为h/2，A的中点在y轴上，长度略taoti.tl100.com你的首选资源互助社区小于a/2。带点粒子与挡板碰撞前后，x方向的分速度不变，y方向的分速度反向、大小不变。质量为m，电荷量为q（q0）的粒子从P点瞄、准N0点入射，最后又通过P点。不计重力。求粒子入射速度的所有可能值。26.【解析】设粒子的入射速度为v,第一次射出磁场的点为ON,与板碰撞后再次进入磁场的位置为1N.粒子在磁场中运动的轨道半径为R,有qBmvR…⑴,粒子速率不变,每次进入磁场与射出磁场位置间距离1x保持不变有1xsin2RNNOO…⑵,粒子射出磁场与下一次进入磁场位置间的距离2x始终不变,与1NNO相等.由图可以看出ax2……⑶设粒子最终离开磁场时,与档板相碰n次(n=0、1、2、3…).若粒子能回到P点,由对称性,出射点的x坐标应为-a,即anxxn2121……⑷,由⑶⑷两式得annx121……⑸若粒子与挡板发生碰撞,有421axx……⑹联立⑶⑷⑹得n3………⑺联立⑴⑵⑸得annmqBv12sin2………⑻把22sinhah代入⑻中得0,22nmhhaqBavo…………⑼1,43221nmhhaqBav…………⑾2,32222nmhhaqBav…………⑿(全国卷2)17.因为测量某电源电动势和内阻时得到的U-I图线。用此电源与三个阻值均为3的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8V。则该电路可能为taoti.tl100.com你的首选资源互助社区答案B【解析】本题考查测电源的电动势和内阻的实验.由测量某电源电动势和内阻时得到的U-I图线可知该电源的电动势为6V,内阻为0.5Ω.此电源与三个均为3的电阻连接成电路时测的路端电压为4.8V,A中的路端电压为4V,B中的路端电压约为4.8V.正确C中的路端电压约为5.7V,D中的路端电压为5.4V.(全国卷2)19.图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线。两粒子M、N质量相等，所带电荷的绝对值也相等。现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。点a、b、c为实线与虚线的交点，已知O点电势高于c点。若不计重力，则A.M带负电荷，N带正电荷B.N在a点的速度与M在c点的速度大小相同C.N在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功D.M在从O点运动至b点的过程中，电场力对它做的功等于零答案BD【解析】本题考查带电粒子在电场中的运动.图中的虚线为等势线,所以M点从O点到b点的过程中电场力对粒子做功等于零,D正确.根据MN粒子的运动轨迹可知N受到的电场力向上M受到的电场力向下,电荷的正负不清楚但为异种电荷.A错.O到a的电势差等于O到c的两点的电势差,而且电荷和质量大小相等,而且电场力都做的是正功,根据动能定理得a与c两点的速度大小相同,但方向不同,B对.taoti.tl100.com你的首选资源互助社区(全国卷2)24.(15分)如图，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率Bkt，k为负的常量。用电阻率为、横截面积为S的硬导线做成一边长为l的方框。将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中。求(1)导线中感应电流的大小；(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化答案（1）8klsI（2）228kls【解析】本题考查电磁感应现象.(1)线框中产生的感应电动势kltsBt221/……①在线框产生的感应电流,RI……②slR4,……③联立①②③得8klsI(2)导线框所受磁场力的大小为BIlF,它随时间的变化率为tBIltF,由以上式联立可得822slktF.(全国卷2)25.（18分）如图,在宽度分别为1l和2l的两个毗邻的条形区域分别有匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直于纸面向里，电场方向与电、磁场分界线平行向右。一带正电荷的粒子以速率v从磁场区域上边界的P点斜射入磁场，然后以垂直于电、磁场分界线的方向进入电场，最后从电场边界上的Q点射出。已知PQ垂直于电场方向，粒子轨迹与电、磁场分界线的交点到PQ的距离为d。不计重力,求电场强度与磁感应强度大小之比及粒子在磁场与电场中运动时间之比。答案221122212arcsin()2lddldlldtaoti.tl100.com你的首选资源互助社区【解析】本题考查带电粒子在有界磁场中的运动.粒子在磁场中做匀速圆周运动,如图所示.由于粒子在分界线处的速度与分界线垂直,圆心O应在分界线上,OP长度即为粒子运动的圆弧的半径R.由几何关系得2212)(dRlR………①设粒子的质量和所带正电荷分别为m和q,由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得……………②设P为虚线与分界线的交点,PPO,则粒子在磁场中的运动时间为vRt1……③式中有Rl1sin………④粒子进入电场后做类平抛运动,其初速度为v,方向垂直于电场.设粒子的加速度大小为a,由牛顿第二定律得maqE…………⑤由运动学公式有221atd……⑥22vtl………⑦由①②⑤⑥⑦式得vldlBE22221…………⑧由①③④⑦式得)2arcsin(22211222121dldldldltt(江苏卷)1．两个分别带有电荷量Q和+3Q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的两处，它们间库仑力的大小为F。两小球相互接触后将其固定距离变为2r，则两球间库仑力的大小为A．112FB．34FC．43FD．12FC【解析】本题考查库仑定律及带电题电量的转移问题。接触前两个点电荷之间的库仑力大小为23rQQkF，两个相同的金属球各自带电，接触后再分开，其所带电量先中和后均分，所以两球分开后各自带点为+Q，距离又变为原来的21，库仑力为22rQQkF，所以两球间库仑力的大小为43F，C项正确。如两球原来带正电，则接触各自带电均为+2Q。RvmqvB2taoti.tl100.com你的首选资源互助社区(江苏卷)5．在如图所师的闪光灯电路中，电源的电动势为E，电容器的电容为C。当闪光灯两端电压达到击穿电压U时，闪光灯才有电流通过并发光，正常工作时，闪光灯周期性短暂闪光，则可以判定A．电源的电动势E一定小于击穿电压UB．电容器所带的最大电荷量一定为CEC．闪光灯闪光时，电容器所带的电荷量一定增大D．在一个闪光周期内，通过电阻R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等D【解析】理解此电路的工作过程是解决本题的关键。电容器两端的电压与闪光灯两端的电压相等，当电源给电容器充电，达到闪光灯击穿电压U时，闪光灯被击穿，电容器放电，放电后闪光灯两端电压小于U，断路，电源再次给电容器充电，达到电压U时，闪光灯又被击穿，电容器放电，如此周期性充放电，使得闪光灯周期性短暂闪光。要使得充电后达到电压U，则电源电动势一定大于等于U，A项错误；电容器两端的最大电压为U，故电容器所带的最大电荷量为CU，B项错误；闪光灯闪光时电容器放电，所带电荷量减少，C项错误；充电时电荷通过R，通过闪光灯放电，故充放电过程中通过电阻R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等，D项正确。(江苏卷)6．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1：5，原线圈两端的交变电压为202sin100Vut氖泡在两端电压达到100V时开始发光，下列说法中正确的有A．开关接通后，氖泡的发光频率为100HzB．开关接通后，电压表的示数为100VC．开关断开后，电压表的示数变大D．开关断开后，变压器的输出功率不变AB【解析】本题主要考查变压器的知识，要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题彻底理解。由交变电压的瞬时值表达式知，原线圈两端电压的有效值为22201UV=20V，由2121UUnn得副线圈两端的电压为1002UV，电压表的示数为交流电的有效值，B项正确；交变电压的频率为502100fHz，一个周期内电压两次大于100V，即一个周期内氖泡能两次发光，所以其发光频率为100Hz，A项正确；开关断开前后，输入电压不变，变压器的变压比不变，故输出电压不变，C项错误；断开后，电路消耗的功率减小，输出功率决定输入功率，D项错误。(江苏卷)8．空间某一静电场的电势在x轴上分布如图所示，x轴上两点B、C点电场强度在x方向上的分量分别是BxE、CxE，下列说法中正确的有A．BxE的大小大于CxE的大小B．BxE的方向沿x轴正方向taoti.tl100.com你的首选资源互助社区C．电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大D．负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力先做正功，后做负功AD【解析】本题的入手点在于如何判断BxE和CxE的大小，由图象可知在x轴上各点的电场强度在x方向的分量不相同，如果在x方向上取极小的一段，可以把此段看做是匀强磁场，用匀强磁场的处理方法思考，从而得到结论，此方法为微元法；需要对电场力的性质和能的性质由较为全面的理解。在B点和C点附近分别取很小的一段d，由图象，B点段对应的电势差大于C点段对应的电势差，看做匀强电场有dE，可见BxECxE，A项正确；同理可知O点场强最小，电荷在该点受到的电场力最小，C项错误；沿电场方向电势降低，在O点左侧，BxE的方向沿x轴负方向，在O点右侧，CxE的方向沿x轴正方向，所以B项错误，D项正确。(江苏卷)14.（16分）1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A处粒子源产生的粒子，质量为m、电荷量为+q，在加速器中被加速，加速电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。（1）求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比；（2）求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间t；（3）实际使用中，磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制。若某一加速器磁感应强度和加速电场频率的最大值分别为Bm、fm，试讨论粒子能获得的