7.(2010年3月广州一模)速率相同的电子垂直磁场方向进入四个不同的磁场,其轨迹如图4所示,则磁场最强的是 D
![]()
6、(2010年3月深圳一模)(18分)如图所示,在空间中存在垂直纸面向里的场强为B匀强磁场,其边界AB、CD的宽度为d,在左边界的Q点处有一质量为m,带电量为负q的粒子沿与左边界成30o的方向射入磁场,粒子重力不计.求:
(1)带电粒子能从AB边界飞出的最大速度?
(2)若带电粒子能垂直CD边界飞出磁场,穿过小孔进入如图所示的匀强电场中减速至零且不碰到负极板,则极板间电压及整个过程中粒子在磁场中运动的时间?
(3)若带电粒子的速度是(2)中的
倍,并可以从Q点沿纸面各个方向射入磁场,则粒子能打到CD边界的范围?
[解析](1)粒子能从左边界射出,临界情况有
(3分)
所以粒子能从左边界射出速度应满足
(3分)
(2)粒子能从右边界射出
(2分)
解得
(1分)
粒子不碰到右极板所加电压满足的条件
(1分)
因粒子转过的圆心角为
,所用时间为
,而
(1分)
因返回通过磁场所用时间相同,所以总时间
(1分)
(3)当粒子速度为是(2)中的
倍时 解得
粒子,如图
(3分)
由几何关系可得
(3分)
5. (2010年1月
第36题18分)如图所示,在y>0的空间中存在匀强电场,场强方向沿y轴正方向,场强大小为E.在y<0的空间中存在匀强磁场,磁场方向垂直xOy平面(纸面)向外,磁感应强度大小为B.一电量为q、质量为m、重力不计的带负电的粒子,在y轴上y=L处的P点由静止释放,然后从O点进入匀强磁场.已知粒子在y<0的空间运动时一直处于磁场区域内,求:
(1)粒子到达O点时速度大小v;
(2)粒子经过O点后第一次到达x轴上Q点(图中未画出)的横坐标x0;
(3)粒子从P点出发第一次到达x轴上Q点所用的时间t.
[解析](1)从P到O的过程中电场力做正功,根据动能定理:qEL = mv2①(2分) 解得
②(2分)
(2)粒子沿-y方向进入磁场时,由左手定则可知粒子向右偏转,做匀速圆周运动,
③(3分)由③式可得:
④(2分)
所以,Q点的坐标在x轴正方向上,横坐标
⑤(1分)
(3)在电场中运动时间t1,则
⑥(2分)即
⑦(2分)
在磁场中运动时间t2,则
⑧(2分)
故粒子从P点出发第一次到达x轴上到达Q点所用的时间:
⑨(2分)
4.
如右图所示,水平放置的平行金属板a、b带有等量异种电荷,a板带正电,两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场,若一个带正电的液滴在两板间做直线运动,其运动方向是:D
A.沿竖直方向向下
B.沿竖直方向向上
C.沿水平方向向左
D.沿水平方向向右
2.
(2010年1月惠州第三次调研36题20分)如图所示,xOy是位于足够大的绝缘光滑水平桌面内的平面直角坐标系,虚线MN是∠xOy的角平分线.在MN的左侧区域,存在着沿x轴负方向、场强为E的匀强电场;在MN的右侧区域,存在着方向竖直向下,磁感应强度为B的匀强磁场.现有一带负电的小球a从y轴上的P(0,l)点,在电场力作用下由静止开始运动,a球到达虚线MN上的Q点时与另一个不带电的静止小球b发生碰撞,碰后两小球粘合在一起进入磁场,它们穿出磁场的位置恰好在O点.若a、b两小球的质量相等且均可视为质点,a、b碰撞过程中无电荷量损失.求:
(1)a、b两球碰撞合在一起进入磁场中的速度大小
(2)a球的比荷k(即电荷量与质量之比)
(3)过O点后,粘在一起的两个小球再次到
达虚线MN上的位置坐标(结果用E、B、l表示)
[解析](1)设a球的质量为m,电荷量为q,a、b碰撞前后速度大小分别为V0、V
a在电场中做匀加速运动,由动能定理知:
①
(2分)
a与b碰撞中动量守恒:
②
(2分)
由①②得:
③
(1分)
(2)由题意知,碰后两球在磁场中做匀速圆周运动,
圆心O′的坐标为(l、l)如图所示 (1分)
所以轨度半径: R=l ④ (2分)
由牛顿第二定律:
⑤ (2分)
由③④⑤得:
⑥ (1分)
(3)过O点后,两球沿y轴正方向的初速度v在电场中做类平抛运动. (1分)
设它们再次到达虚线MN上的位置Q′是(x、y),在电场中运动时间是t.
由运动规律有:
⑦ (2分)
⑧ (2分)
且:
⑨ (2分)
由⑥⑦⑧⑨得:
⑩ (1分)
所以、它们再次到达虚线MN上的位置是(2l、2l) (1分)
1.
(2010年1月惠州第三次调研19) 回旋加速器的原理如图所示,它由两个铜质D形盒D1、D2构成,其间留有空隙,下列说法正确的是 AD
A.离子从电场中获得能量
B.离子从磁场中获得能量
C.只增大空隙间的距离可增加离子从回旋加速器中获得的动能
D.只增大D形盒的半径可增加离子从回旋加速器中获得的动能
22.已知
其中
是自然常数,![]()
(Ⅰ)讨论
时,
的单调性、极值;
(Ⅱ)求证:在(1)的条件下,![]()
(Ⅲ)是否存在实数
,使
的最小值是3,如果存在,求出
的值;如果不存在,说明理由。
解:(Ⅰ)![]()
![]()
当
时,
,此时
为单调递减
当
时,
,此时
为单调递增
![]()
的极小值为
(Ⅱ)![]()
的极小值,即
在
的最小值为1
![]()
令![]()
又![]()
当
时![]()
在
上单调递减
![]()
当
时,![]()
(Ⅲ)假设存在实数
,使
有最小值3,![]()
![]()
①当
时,由于
,则![]()
函数
是
上的增函数
![]()
![]()
解得
(舍去)
②当
时,则当
时,![]()
此时
是减函数
当
时,
,此时
是增函数
![]()
![]()
解得
,由①、②知,存在实数
,使得当
时
有最小值3
21.(本小题满分12分)
设椭圆![]()
(
)的两个焦点是
和
(
),且椭圆
与圆
有公共点.(Ⅰ)求
的取值范围;
(Ⅱ)若椭圆上的点到焦点的最短距离为
,求椭圆的方程;
(Ⅲ)对(2)中的椭圆
,直线![]()
(
)与
交于不同的
两点
、
,若线段
的垂直平分线恒过点
,求实数
的取值范围.
解:(Ⅰ)由已知,
,
∴ 方程组
有实数解,从而
, 故
,所以
,即
的取值范围是
.
(Ⅱ)设椭圆上的点
到一个焦点
的距离为
,
则![]()
(
). ∵
,∴ 当
时,
,
(可以直接用结论)
于是,
,解得
.
∴ 所求椭圆方程为
.
(Ⅲ)由
得
(*)
∵ 直线
与椭圆交于不同两点, ∴ △
,即
.①
设
、
,则
、
是方程(*)的两个实数解,
∴
,∴ 线段
的中点为
,
又∵ 线段
的垂直平分线恒过点
,∴
,
即
,即
(k
) ②
由①,②得
,
,又由②得
,
∴ 实数
的取值范围是
.
20.(本小题满分12分)
曲线
在点
处的切线与x轴的交点的横坐标为
.
(Ⅰ)求
;
(Ⅱ)设
,求数列{
}的前n项和
.
解:∵
,∴直线的方程为
,
令
,得
.
(Ⅱ)∵
,∴![]()
∴![]()
∴![]()
∴![]()
19. (本小题满分12分)
已知四棱锥
的
底面
是菱形;
平面
,
,
点
为
的中点.
(Ⅰ)求证:
平面
;
(Ⅱ)求二面角
的大小.
(Ⅰ)证明: 连结
,
与
交于点
,连结
. ![]()
是菱形, ∴
是
的中点.
点
为
的中点, ∴
.
平面
平面
, ∴
平面
.
(Ⅱ)解法一:
![]()
平面
,
平面
,∴
.
,∴
. ![]()
是菱形, ∴
.
,
∴
平面
.
作
,垂足为
,连接
,则
,
所以
为二面角
的平面角.
![]()
,∴
,
.
在Rt△
中,
=![]()
,∴
.
∴二面角
的大小为
二面角
的平面角与二面角
的平面角互补
∴二面角
的大小为
—![]()
解法二:如图,以点
为坐标原点,线段
的垂直平分线所在直线为
轴,
所在直线为
轴,
所在直线为
轴,建立空间直角坐标系,令
,
则
,
,
.
∴
.设平面
的一个法向量为![]()
,
由![]()
![]()
![]()
,得
,
令
,则
,∴
.
![]()
平面
,
平面
,
∴
.
,∴
.
![]()
是菱形,∴
.
,∴
平面
.
∴
是平面
的一个法向量,![]()
.
∴
,
∴
,∴
. 13分
∴二面角
的大小为![]()
∴二面角
的大小为
—
。
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