2016新课标高考物理终极预测题解析

第1页（共60页）2016高考物理解答题冲刺一．解答题（共30小题）1．（2016•福建模拟）如图所示，在xoy平面直角坐标系的第一象限有射线OA，OA与x轴正方向夹角为30°，OA与y轴所夹区域内有沿y轴负方向的匀强电场，其他区域存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场．有一质量为m、电量为q的带正电粒子，从y轴上的P点沿着x轴正方向以初速度v0射入电场，运动一段时间后经过Q点垂直于射线OA进入磁场，经磁场偏转，过y轴正半轴上的M点再次垂直进入匀强电场．已知OQ=h，不计粒子重力，求：（1）粒子经过Q点时的速度大小；（2）电场强度E和磁场磁感应强度B的大小；（3）粒子从Q点运动到M点所用的时间．2．（2015•海南模拟）如图所示装置中，区域Ⅰ和Ⅲ中分别有竖直向上和水平向右的匀强电场，电场强度分别为E和；Ⅱ区域内有垂直向外的水平匀强磁场，磁感应强度为B．一质量为m、带电量为q的带负电粒子（不计重力）从左边界O点正上方的M点以速度v0水平射入电场，经水平分界线OP上的A点与OP成60°角射入Ⅱ区域的磁场，并垂直竖直边界CD进入Ⅲ区域的匀强电场中．求：（1）粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径（2）O、M间的距离（3）粒子从M点出发到第二次通过CD边界所经历的时间．3．（2015•乐山一模）坐标原点O处有一点状的放射源，它向xoy平面内的x轴上方各个方向发射α粒子，α粒子的速度大小都是v0，在0＜y＜d的区域内分布有指向y轴正方向的匀强电场，场强大小为，其中q与m分别为α粒子的电量和质量；在d＜y＜2d的区第2页（共60页）域内分布有垂直于xoy平面的匀强磁场．ab为一块很大的平面感光板，放置于y=2d处，如图所示．观察发现此时恰无粒子打到ab板上．（不考虑a粒子的重力）（1）求α粒子刚进人磁场时的动能；（2）求磁感应强度B的大小；（3）将ab板平移到什么位置时所有粒子均能打到板上？并求出此时ab板上被α粒子打中的区域的长度．4．（2015•临汾校级三模）如图，在直角坐标系xOy平面内，虚线MN平行于y轴，N点坐标（﹣l，0），MN与y轴之间有沿y轴正方向的匀强电场，在第四象限的某区域有方向垂直于坐标平面的圆形有界匀强磁场（图中未画出）．现有一质量为m、电荷量为e的电子，从虚线MN上的P点，以平行于x轴正方向的初速度v0射入电场，并从y轴上A点（0，0.5l）射出电场，射出时速度方向与y轴负方向成30°角，此后，电子做匀速直线运动，进入磁场并从圆形有界磁场边界上Q点（，﹣l）射出，速度沿x轴负方向．不计电子重力，求：（1）匀强电场的电场强度E的大小？（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小？电子在磁场中运动的时间t是多少？（3）圆形有界匀强磁场区域的最小面积S是多大？5．（2015•郴州三模）如图（甲）所示，在直角坐标系0≤x≤L区域内有沿y轴正方向的匀强电场，右侧有一个以点（3L，0）为圆心、半径为L的圆形区域，圆形区域与x轴的交点分别为M、N．现有一质量为m，带电量为e的电子，从y轴上的A点以速度v0沿x轴正方向射入电场，飞出电场后从M点进入圆形区域，速度方向与x轴夹角为30°．此时在圆形区域加如图（乙）所示周期性变化的磁场，以垂直于纸面向外为磁场正方向），最后电子运动一段时间后从N飞出，速度方向与进入磁场时的速度方向相同（与x轴夹角也为30°）．求：（1）电子进入圆形磁场区域时的速度大小；第3页（共60页）（2）0≤x≤L区域内匀强电场场强E的大小；（3）写出圆形磁场区域磁感应强度B0的大小、磁场变化周期T各应满足的表达式．6．（2015•浙江模拟）如图甲，真空中竖直放置两块相距为d的平行金属板P、Q，两板间加上如图乙最大值为U0的周期性变化的电压，在Q板右侧某个区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场．在紧靠P板处有一粒子源A，自t=0开始连续释放初速不计的粒子，经一段时间从Q板小孔O射入磁场，然后射出磁场，射出时所有粒子的速度方向均竖直向上．已知电场变化周期T=，粒子质量为m，电荷量为+q，不计粒子重力及相互间的作用力．求：（1）t=0时刻释放的粒子在P、Q间运动的时间；（2）粒子射入磁场时的最大速率和最小速率；（3）有界磁场区域的最小面积．7．（2015•福建模拟）在竖直平面内建立一平面直角坐标系xoy，x轴沿水平方向，如图甲所示．第一象限内有竖直向上的匀强电场，第二象限内有一水平向右的匀强电场．某种发射装置（未画出）竖直向上发射出一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子（可视为质点），该粒子以v0的初速度从x轴上的A点进入第二象限，并从y轴上的C点沿水平方向进入第一象限后能够沿水平方向运动到D点．已知OA、OC距离相等，CD的距离为OC，E点在D点正下方，位于x轴上，重力加速度为g．则：（1）求粒子在C点的速度大小以及OC之间的距离；第4页（共60页）（2）若第一象限同时存在按如图乙所示规律变化的磁场，磁场方向垂直纸面，（以垂直纸面向外的磁场方向为正方向，图中B0，T0均为未知量），并且在t=时刻粒子由C点进入第一象限，且恰好也能通过同一水平线上的D点，速度方向仍然水平．若粒子在第一象限中运动的周期与磁场变化周期相同，求交变磁场变化的周期；（3）若第一象限仍同时存在按如图乙所示规律变化的磁场（以垂直纸面向外的磁场方向为正方向，图中B0，T0均为未知量），调整图乙中磁场变化的周期，让粒子在t=0时刻由C点进入第一象限，且恰能通过E点，求交变磁场的磁感应强度B0应满足的条件．8．（2015•湖北模拟）如图所示，用特殊材料制成的PQ界面垂直于x轴，只能让垂直打到PQ界面上的电子通过．PQ的左右两侧有两个对称的直角三角形区域，左侧的区域内分布着方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，右侧区域内分布着竖直向上匀强电场．现有速率不同的电子在纸面上从坐标原点O沿不同方向射向三角形区域，不考虑电子间的相互作用．已知电子的电量为e，质量为m，在△OAC中，OA=l，θ=60°．（1）求能通过PQ界面的电子所具有的最大速度及其从O点入射时与y轴的夹角；（2）若以最大速度通过PQ界面的电子刚好被位于x轴上的F处的接收器所接收，求电场强度E；（3）在满足第（2）问的情况下，求所有能通过PQ界面的电子最终穿过x轴的区间宽度．9．（2015•宜宾校级模拟）如图所示，竖直平面（纸面）内，Ⅰ、Ⅱ区域有垂直于纸面、方向相反的匀强磁场，磁感应强度大小为B，两磁场边界平行，与水平方向夹角为45°，两磁场间紧靠边界放置长为L，间距为d的平行金属板MN、PQ，磁场边界上的O点与PQ板在同一水平面上，直线O1O2到两平行板MN、PQ的距离相等．在两板间存在如图乙所示的交变电场（取竖直向下为正方向）质量为m，电量为+q粒子，t0时刻从O点沿垂直于OP竖直向上射入磁场，t=的时刻从点O1沿水平方向进入电场．并从O2点离开电场，不计粒子重力，求：第5页（共60页）（1）粒子的初速度速度v0；（2）粒子从点O进入Ⅰ磁场到射出Ⅱ磁场运动的总时间；（3）若将粒子的速度提高一倍，仍从t0时刻由点O竖直向上射入，且交变电场的周期为T=，要使粒子能够穿出电场，则电场强度大小E0满足的条件．10．（2015•池州一模）如图，半径为b、圆心为Q（b，0）点的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，在第一象限内，虚线x=2b左侧与过圆形区域最高点P的切线y=b上方所围区域有竖直向下的匀强电场．其它的地方既无电场又无磁场．一带电粒子从原点O沿x轴正方向射入磁场，经磁场偏转后从P点离开磁场进入电场，经过一段时间后，最终打在放置于x=3b的光屏上．已知粒子质量为m、电荷量为q（q＞0），磁感应强度大小为B，电场强度大小E=，粒子重力忽略不计．求：（1）粒子从原点O射入的速率v（2）粒子从原点O射入至到达光屏所经历的时间t；（3）若大量上述粒子以（1）问中所求的速率，在xOy平面内沿不同方向同时从原点O射入，射入方向分布在图中45°范围内，不考虑粒子间的相互作用，求粒子先后到达光屏的最大时间差t0．11．（2015•本溪校级模拟）如图所示，在平面直角坐标系xOy中的第一象限内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于坐标平面向内的有界圆形匀强磁场区域（图中未画出）；在第二象限内存在沿x轴负方向的匀强电场．一粒子源固定在x轴上的A点，A点坐标为（﹣L，0）．粒子源沿y轴正方向释放出速度大小为v的电子，电子恰好能通过y轴上的C点，C点坐标为（0，2L），电子经过磁场偏转后方向恰好垂直ON，ON是与x轴正方向成15°角的射线．（电子的质量为m，电荷量为e，不考虑粒子的重力和粒子之间的相互作用．）求：（1）第二象限内电场强度E的大小．（2）电子离开电场时的速度方向与y轴正方向的夹角θ．（3）粗略画出电子在电场和磁场中的轨迹的第6页（共60页）（4）圆形磁场的最小半径Rmin．12．（2015•咸阳三模）某同学近日做了这样一个实验，将一个小铁块（可看成质点）以一定的初速度，沿倾角可在0﹣90°之间任意调整的木板向上滑动，设它沿木板向上能达到的最大位移为x，若木板倾角不同时对应的最大位移x与木板倾角α的关系如图所示．g取10m/s2．求（结果如果是根号，可以保留）：（1）小铁块初速度的大小v0以及小铁块与木板间的动摩擦因数μ是多少？（2）当α=60°时，小铁块达到最高点后，又回到出发点，物体速度将变为多大？13．（2015•江苏）一转动装置如图所示，四根轻杆OA、OC、AB和CB与两小球及一小环通过铰链连接，轻杆长均为l，球和环的质量均为m，O端固定在竖直的轻质转轴上，套在转轴上的轻质弹簧连接在O与小环之间，原长为L，装置静止时，弹簧长为L，转动该装置并缓慢增大转速，小环缓慢上升，弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦和空气阻力，重力加速度为g．求：（1）弹簧的劲度系数k；（2）AB杆中弹力为零时，装置转动的角速度ω0；（3）弹簧长度从L缓慢缩短为L的过程中，外界对转动装置所做的功W．第7页（共60页）14．（2015•南京）如图所示，某货场需将质量为m1=200kg的货物（可视为质点）从高处运送至地面，为避免货物与地面发生撞击，现利用固定于地面的光滑的圆轨道，使货物由轨道顶端无初速滑下，轨道半径R=2.45m．地面上紧靠轨道依次排放两块完全相同的木板A、B，长度均为l=4.5m，质量均为m2=200kg，木板上表面与轨道末端相切．货物与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.2．（设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取g=10m/s2）（1）求货物到达圆轨道末端时对轨道的压力大小．（2）若货物滑上木板A时，木板不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动，求μ1应满足的条件．（3）若μ1=0.5，求货物与木板B上表面之间摩擦产生的热量．15．（2015•泰州一模）如图所示，静止放在水平桌面上的薄木板，其上有一质量为m=0.1kg的铁块，它与薄木板右端的距离为L=0.5m，铁块与薄木板、薄木板与桌面间动摩擦因数均为μ=0.1．现用力F水平向左将薄木板从铁块下抽出，当薄木板全部抽出时铁块恰好到达桌面边缘，铁块抛出后落地点离抛出点的水平距离为x=1.2m．已知g=10m/s2，桌面高度为H=0.8m，不计薄木板质量及铁块大小，铁块不滚动．求：（1）铁块抛出时速度大小；（2）薄木板从铁块下抽出所用时间t；（3）薄木板抽出过程中拉力F所做功W．16．（2015•山阳县校级模拟）一长木板在水平地面上运动，在t=0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，以后木板运动的速度﹣时间图象如图所示．己知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上．取重力加速度的大小g=10m/s2，求：（1）物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数；（2）从t=0时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小．第8页（共60页）17．（2015•唐山校级模拟）动车组是城际间实现小编组、大密度的高效运输工具，以其编组灵活、方便、快捷、安