2016年全国高考物理卷有:全国卷一、全国卷二、全国卷三,以及北京、天津、上海、浙江、江苏等地的自主命题物理卷。
例题:(2016全国卷)如图所示,在xOy平面中,在x轴上方存在一沿y轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E,在x轴下方存在一沿y轴负方向的匀强磁场,磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的粒子从坐标原点O沿y轴负方向以速度v0射入电场,粒子进入磁场区域后从y轴上的P点垂直于y轴射入另一区域。已知P点坐标为(a,b),且a、b满足a2+b2=2mE。不计粒子重力。
(1)求粒子在磁场中运动的轨道半径;
(2)求粒子在磁场中运动的时间;
(3)求粒子从O点射入电场时的速度方向与x轴正方向的夹角θ的正切值。
解析:
(1)粒子在电场中做类平抛运动,水平方向:x=v0t,竖直方向:y=at^2/2,其中a=qE/m,联立解得:r=mv0qB
(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力得:qvB=mv^2/r,解得:t=r/v=mv0qB/mv^2
(3)粒子在电场中运动时,由几何关系可知:tanθ=a/b,又a^2+b^2=2mE,联立解得:tanθ=qE/mv^2
答案:
(1)粒子在磁场中运动的轨道半径为mv0qB
(2)粒子在磁场中运动的时间为mv0qB/mv^2
(3)粒子从O点射入电场时的速度方向与x轴正方向的夹角θ的正切值为qE/mv^2
这个例子涵盖了高考物理的主要考点,包括类平抛运动、洛伦兹力、几何关系等。同时,这个例子也展示了如何将物理问题分解为各个部分,并使用适当的物理定律和公式来解决它们。