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—。